CC BY
17
УДК 621.922.079 (088.8)
Л.В. ХУДОБИН, Г.Р. МУС ТИНА, Ю.М. ПРАВИКОВ
СРАВНИТЕ ЛЬ 1ШЙ АНАЛИЗ И НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КОНСТР1КЦИЙ КОМБИНИРОВАННЫХ ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУТОВ
Радикальным сродством повышения тсхнико-экономичсской эффективности технологических процессов изготовления ответственных деталей мани-; н и ппибопов является совмещение ппеттвапительного и окончательного
11 I I ■ 1
шлифования в одной операции (за о щ установ заготовки"!. На кафедре «Технология машиностроения» УлГ1У разработана гамма конструкции комбинированных шлифов&шньгс кругов (КШК) для решения этой задачи 11-4 и дг ]. При шлифоьании КШК основная часть припуска соттьшфовывается крупнозернистыми абразивными элементами (КЭ), закрепленными на корпусе круга, а оставшаяся часть припуска удаляется мелкозернистыми элементами (МЭ), закрепленными па подвижных вставках. Характеристик КЭ и МЭ КШК выбирают в зависимости от требовании, предъявляемых к качеств> шлифованных деталей.
Разработанные КШК имеют различные технологические возможности, а следовательно, и разное назначение. По чтому критерию КШК мпжно разделить на дье группы. Круги перъой группы (К111К-1) предназначены для но-лсдоватсльпогс . [сзтапъогс; чернового и чистового шлифования заготовок деталей, точность которых соответствует 7-9 квалитетам и нормальной (уро-
Вестник УлГТУ 3/99
вню А по ГОСТ 14643-81) относительной геометрической точьисти. Круги второй группы (КШК-П) предназначены для последовательного чистового и отделочного шлифования заготовок высококачественных деталей, точность размеров которых соответствует 5-7 квалитечам точность фоомы и шероховатость - повышенной и высокой (уровни В и С) относительной геометрической точности, при высоких требованиях к физико-механическим характеристикам поверхностных слоев материала этих деталей.
К КШК 1 фис. 1) в первую очередь можно отнести кр^ги, подвижные МЭ которых имеют возможность значительных радиальных перемещений.
Рис. 1. Классификация КШК, предназначенных для последовательного чернового и чистового шлифования
Минимальную величину радиального перемещения М Э таких кругов можно определить по формуле1
ТТ 1. | 1ч | I . 1
П 111 -г 1*3 + 1Ц,
где Ьь Ь2 - соответственно разновысотность абразивных зерен КЭ и МЭ КТИК; Из - припуск, удаляемый н? втором ме ц™кла шлифования КШК (при шлифовании с зрезной подачей, осуществляемой механизмами шлифовального станка, Ьз = 0); Ьц - величина, компенсирующая износ МЭ, колебание припуска на шлифование и другие неучтенные остальными слагаемыми гЬактотзы
Б соответствии с рекомендациями [5 по выбору зернистости шлифовальных кругов, приняв разновысотность абразивных зерен равной не менее
1/3 их среднего размера, к КШК-I можно отнести круги, у которых величина возможного радиального перемещения МЭ превышает 0,2 мм, и круги, МЭ которых имеют относительно большую жесткость, что позволяет производительно удалять на втором этапе цикла шлифования значительные (до (0,1 -0,5) мм") припуски, характерные для чистового шлифования.
КЭ и МЭ элементы КШК-I имеют прерывистую рабочую поверхность и жестко установлены соответственно на корпусе 2 и подвижных вставках
:сиж
Ьла1 одаря пперывистости рабочей поверхности KIT (К снижается тепло-напряженность чернового и чистового шлифования. Результатом этого является уменьшение глубины залегания дефектных поверхностных слоев, образующихся при шлифовании что в свою очеоедь, опшывает возможность уменьшения припуска, удаляемого на втором этапе обработки ^лри чистовом шлифовании^ а значит и сокращения .длительности этого этапа рабочего цикла и всей операции в целом, а также улучшения физико-механических характеристик поверхностных слоев материала деталей, окончательно формирующихся на втором этапе цикла шлифования
К KIT1K II (рис. 2) шяьпуШ 0-mecnf Круги, конструкция которых гшзво ляет использовать их для последовательно выполняемых чистового и отделочного ш.гафования. Такое назначение КТ'ИК оОусловлено небольшой (до 0,2 мм) величиной возможного радиального перемещения МЭ и их малой же CTKOCI ыо.
Рис. 2. Классификация КИЖ, предназначенных для последовательного чистового и отделочного штифования
При обработке ЮИК-Н высокие требования к точности размеров и формы шлифованных деталей, к физико-мсханическим характеристикам поверхностных слоев материала этих деталей обеспечиваются на первом этапе цикла шлифования, выполняемом КЭ, жестко установленными на корпусе круга и имеющими, как правило, прерывистую рабочую поверхность. Высокие гребования к микрогеометрии шлифованных поверхностей обеспечиваются на втором этапе цикла шлифования КШК-И МЭ, представ.«шощими собой подвижные, как правило, эластичные вставки с постоянной или регулируемой (см. рис 2) жесткостью. При этом рабочая поверхность МЭ может быть прерывистой и непрерывной. В последнем случае снижайся амплитуда колебаний технологической системы и обеспечиваются еще более высокие гребования к параметрам микрогеометрии шлифованных поверхностей.
Особого внимания заслуживают КШК, позволяющие использовать радиальное перемещение МЭ не только для их выдвижения, но и для осуществления «плавной» врезной подачи на втором этапе цикла шлифования. В этом случае отпадает необходимость использовать на этом ггапе механизм подачи станка, т.е. необходимость перемещать с высокой точностью элементы станка, обладающие большой массой. К таким кротам относятся КШК, имеющие возможность регулирования скорости выдвижения МЭ, т.е. микролодачи МЭ круга.
Разработанные КШК имеют различное конструктивное оформление КЭ и МЭ, а также различные механизмы радиального перемещения последних (см. рис. I, 2), ч^с сбуслсзлива™ достоинства и недостатки этих кругов.
Широкими технологическими возможностями (значительная величина перемещения МЭ, возможность микроподачи МЭ и др ) обладают клиновой и инерционный механизмы перемещение Мэ. Однако для реашзации ¿гих устройств требуется модернизация шпиндельного узла шлифовального станка. Поэтому более привлекателен инерционный механизм перемещения МЭ. расположенный в корпусе круга. Использование для чистового и отделочного шлифования кругов с магнитострикционным и тепловым механизмами перемещения МЭ позволяет выполнить высокоточную обработку заготовок ответственных деталей, однако эти круги имеют ограниченную величину перемещения МЭ (порядка 10 мкм). Этот недостаток устранен в констру кциях с использованием упругих термобиметашических лент, несущих МЭ, и герметичных камер, перемещающих МЭ за счет пневматики. Последняя конструкция обладает весьма важным преимуществом - возможностью регулирования жесткости МЭ. Перспективной яв.|[яегся конструкция КШК с непрерывной рабочей поверхностью. В этом инструменте МЭ нанесены на наружную поверхность винтовой металлической ленты, перемещение которой осуществляется посредством гидропласта за счет деформации тсрмобнметаллической
ленты. Устранение прерывистости резания позволяет снизить вибрации в ехнологической системе, что особенно важно при отделочной обработке заготовок.
Одним из критериев, опреде^шощих возможное гь использования КШК в промышленности, является простота их конструкции С этой точки зрения предпочтительно использовать КШК, не требующие модернизации шпиндельного узла шлифовального с анка.
Другим существенным недостатком некоторых KI'TK является недостаточная точность центрирования МЭ. Сложности, возникающие при применении таких кругов, связаны в первую очередь с нарушением их балансировки на втором этапе шлифования.
В итоге можно сформулировать следующие направления дальнейшего совершенствования КШК
1 Создание конструкций КШК, не требующих модернизатчш шпиндельного узла станка и подвода электрической энергии к кругу.
2. Создание конструкций КШК, позволяющих исключить использование механи зма врезной подачи сганка на окончательных этапах цикли шли-фвг-ааия.
3. Применение ноьых продых механизмов перемещения МЭ, обеспечивающих чысокую точность перемещения и центрирования мЭ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Ас 1255414, СССР, MKtf Ь24 D/00. Устройство для шлифования / Л.В.Худобин, Е.А.Карев, Г.Р.Муслина, Ю.М.Правиков. Опубл. 07.09.86. Бюл. Ко 33.
2. A.c. 1328177, СССР, МКИ B24D 17/09. Устройство для комбинированного шлифования / Л.В.Худобин, ЕА.Карев, Г.Р.Муслина. Опубл. 07 08.87
Л , V,. ТО
JU1WJ А . J »_ Лш У .
3. A.C. 1609628, СССР, МКИ B24D 5/U6. Комоинирозанный шлифовальный инструмент / Л.В.Худобин, Ю М Правиков, Г.Р.Муслина, Е.А.Карев. Опубл. 30 11.90, Бюл. № 44.
ч Патент 204249^, РФ >4КИ B24D 5/14. Комбинированный шлифовальный инструмент / Л.В.Худобин, М.Ю.Обшиьилкин Г.Р.Муслина, Ю.М.Правиков, Е.А.Карев. Опубл 27.08.95. Бюл. № 24 5 с.
5. Абразивная и алмазная обработка матеоиалов: Справочник / Под ред. А.Н.Резникова М | Машиностроение, 1977. 391 с.
Худобан Леонид Викторович, доктор технических наук, профессор кафедры «Технология машиностроения» УлГГУ, окончил Саоатовский поли-
Вес гник УлГГУ 3/99
технический институт. Руководит НИР и ОКР в области создания ресурсосберегающих технологий машиностроения.
Муслина Галина Рафаиловна, кандидат технических наук, доцент той же кафедры, окончила Ульяновский политехнический институт. Работает в обчасти теории и технологии абразивной обработки.
Правиков Юрий Михайлович, кандидат технических наук, доцент той же кафедры, окончил Ульяновский политехнический институт. Работает в области теории и практики шлифования.
