RU2093339C1 - Method for obtaining flat surfaces of articles - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: this is intended for polishing flat surfaces of articles by petal-shape polishing wheel. According to method, rotating petal-type polishing wheel and article being treated are moved relative to each other. Petals of polishing wheel are deformed before treating zone by means of lubricating-cooling technological facility rigidly connected with article and located at common level with surface being treated. Lubricating-cooling facility is subjected to ultrasonic oscillations in direction parallel to relative displacement of petal-shape polishing wheel and article. At this, aforesaid article and wheel are imparted with additional relative displacement in same direction. Petal when colliding with facility is deformed uniformly in width, and its working surface is coated with layer of lubricating-cooling agent with high degree of uniformity ensured due to effect of oscillations. EFFECT: high efficiency. 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области механообработки и может быть использовано при полировании лепестковыми кругами. The invention relates to the field of machining and can be used when polishing with flap wheels.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в обеспечении повышения качества полирования поверхностей лепестковыми кругами. The invention is aimed at solving the problem, which is to provide improved quality polishing surfaces of the flap circles.

Известен способ полирования деталей лепестковыми кругами (Гдалевич А.И. Финишная обработка лепестковыми кругами. М. Машиностроение. 1990, с. 112 ), в соответствии с которым инструменту сообщают вращение, а лепестки в зоне резания деформируют. There is a method of polishing parts with flap wheels (Gdalevich A.I. Finishing with flap wheels. M. Mechanical Engineering. 1990, p. 112), according to which rotation is reported to the tool, and the flaps in the cutting zone are deformed.

Согласно данному способу полирования лепестки разворачиваются под углом к оси вращения инструмента. According to this polishing method, the petals are turned at an angle to the axis of rotation of the tool.

Недостатком описанного аналога является воздействие тангенциальной составляющей силы резания на единичный лепесток, отгибающий его в сторону. При этом лепестки могут отрываться от ступицы, объем ткани и аппретирующего клеевого вещества претерпевает упруго-пластические деформации, ослабляя связь абразивных зерен с основой. При этом износ лепестков происходит в основном из-за выкрашивания зерен. Подвод СОТС затруднен вследствие интенсивных воздушных потоков, действующих при вращении лепесткового круга. Вышеперечисленные причины обуславливают снижение качественных характеристик поверхностей заготовок, достигаемых при их обработке лепестковыми кругами. The disadvantage of the described analogue is the impact of the tangential component of the cutting force on a single lobe, bending it to the side. In this case, the petals can come off the hub, the volume of the fabric and the sizing adhesive undergoes elastic-plastic deformations, weakening the bond of the abrasive grains with the base. In this case, the wear of the petals occurs mainly due to the spalling of grains. The supply of SOTS is difficult due to the intense air currents acting during the rotation of the petal circle. The above reasons lead to a decrease in the quality characteristics of the surfaces of the workpieces achieved by machining them with flap wheels.

Известен также способ полирования деталей лепестковыми кругами (а.с. СССР N 1093529, B 24 17/00, 1982), в соответствии с которым инструменту сообщают вращение, а лепестки в зоне резания деформируют потоком воздуха или жидкости, который направляют на рабочую поверхность лепестков. There is also known a method of polishing parts with flap wheels (as USSR AS N 1093529, B 24 17/00, 1982), according to which the tool is informed of rotation, and the petals in the cutting zone are deformed by the flow of air or liquid, which is sent to the working surface of the petals .

Недостатком этого аналога является необходимость применения дополнительной оснастки для подачи смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС) в зону резания и неоднородность качественных характеристик поверхностей, подвергаемых обработке. The disadvantage of this analogue is the need to use additional equipment for supplying cooling lubricants (COTS) to the cutting zone and the heterogeneity of the qualitative characteristics of the surfaces to be processed.

Указанные недостатки обусловлены тем, что подвод СОТС в зону резания осуществляет путем преодоления интенсивных воздушных потоков, генерируемых вращающимся лепестковым кругом. При этом интенсивность подвода СОТС к различным точкам рабочей поверхности круга и, следовательно, деформация лепестков изменяется в зависимости от их расположения относительно торцевой поверхности круга. На участках лепестка, близких к торцевой поверхности круга, поток воздуха или жидкости, направленный из сопла, оказывает более сильное воздействие на процесс деформирования лепестка и нанесения СОТС, чем на участках, близких к его середине, т.к. интенсивность воздушных потоков относительно поверхностей инструмента существенно различна. These shortcomings are due to the fact that the supply of SOTS to the cutting zone is carried out by overcoming the intense air currents generated by the rotating flap circle. In this case, the intensity of the supply of COTS to various points of the working surface of the circle and, consequently, the deformation of the petals varies depending on their location relative to the end surface of the circle. In areas of the petal close to the end surface of the circle, the flow of air or liquid directed from the nozzle has a stronger effect on the deformation of the petal and application of COTS than in areas close to its middle, because the intensity of air flow relative to the surfaces of the instrument is significantly different.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранный в качестве прототипа способ полирования плоских поверхностей деталей (пат. Рос. Фед. N 2005046 С 1, В 24 В 29/00; В 24 В 55/02, 1993), в соответствии с которым вращающемуся лепестковому кругу и детали сообщают относительные перемещения и осуществляют деформацию лепестков круга перед зоной обработки с помощью СОТС, где СОТС жестко связывают с деталью и располагают ее на одном уровне с обрабатываемой поверхностью. Closest to the technical nature of the claimed invention is the selected as a prototype method for polishing flat surfaces of parts (US Pat. Ros. Fed. N 2005046 C 1, 24 V 29/00; 24 V 55/02, 1993), in accordance with to which the rotating petal circle and the details are informed of relative displacements and the petals of the circle are deformed in front of the treatment area using COTS, where the COTS is rigidly connected to the part and placed at the same level with the surface being treated.

У прототипа и заявляемого изобретения имеются следующие сходные существенные признаки. Вращающемуся лепестковому кругу и детали сообщают относительные перемещения и осуществляют деформацию лепестков круга перед зоной обработки с помощью СОТС, где СОТС жестко связывают с деталью и располагают ее на одном уровне с обрабатываемой поверхностью. The prototype and the claimed invention have the following similar essential features. The rotating petal circle and the details are reported relative displacements and the petals of the circle are deformed in front of the treatment area using COTS, where the COTS is rigidly connected to the part and placed at the same level with the surface being treated.

Недостатком известного способа являются неоднородность качественных характеристик обрабатываемой поверхности детали и неэффективное использование потенциальных возможностей инструмента. The disadvantage of this method is the heterogeneity of the qualitative characteristics of the machined surface of the part and the inefficient use of the potential capabilities of the tool.

Указанные недостатки обусловлены тем, что рабочая поверхность абразивного инструмента представляет собой совокупность субмикронеровностей, во впадинах которых при контактировании лепестка с СОТС остается определенное количество воздуха и иных веществ, препятствующих нанесению СОТС на рабочую поверхность лепестка. Существенно снижается не только площадь нанесения смазочного вещества, но и количество СОТС на единице рабочей поверхности инструмента, так как смазке подвергаются наиболее выступающие острые кромки, не способные удержать достаточное количество смазочного материала. При контакте с обрабатываемой поверхностью на различных участках зоны обработки имеет место неоднородность условий работы режущих элементов лепесткового круга, обусловленная наличием слоя СОТС лишь на отдельных участках рабочей поверхности лепестка. These shortcomings are due to the fact that the working surface of the abrasive tool is a combination of submicro-irregularities, in the hollows of which, when the petal contacts the SOT, a certain amount of air and other substances remain that prevent the application of SOT on the working surface of the petal. Not only the lubricant application area is significantly reduced, but also the amount of COTS per unit of the tool’s working surface, since the most protruding sharp edges are subjected to lubrication, which are not able to hold a sufficient amount of lubricant. Upon contact with the treated surface in different parts of the treatment zone, there is a heterogeneity of the working conditions of the cutting elements of the petal circle, due to the presence of a layer of COTS only on certain parts of the working surface of the petal.

Цель изобретения повышение качества полирования заготовок лепестковыми кругами. The purpose of the invention is to improve the quality of polishing workpieces with flap wheels.

Указанная цель обеспечивается тем, что предложен способ полирования плоских поверхностей деталей лепестковыми кругами, при котором инструменту сообщают вращение, а лепестки перед зоной обработки деформируют с помощью СОТС. СОТС жестко связывают с деталью и располагают ее на одном уровне с обрабатываемой поверхностью. На СОТС налагают ультразвуковые колебания в направлении, параллельном относительному перемещению лепесткового круга и детали. This goal is ensured by the fact that a method is proposed for polishing flat surfaces of parts with petal circles, in which rotation is reported to the tool, and the petals in front of the processing zone are deformed using COTS. SOTS is rigidly bonded to the part and placed at the same level with the treated surface. Ultrasonic vibrations are imposed on the SOTS in a direction parallel to the relative movement of the blade circle and the part.

При относительном перемещении инструмента и детали лепесток, воздействуя на СОТС при вращении круга, деформируется равномерно по ширине и подвергается колебательному воздействию от СОТС. Колебательные процессы в ультразвуковом диапазоне интенсифицируют проникающую способность СОТС, способствуя эффективному нанесению смазочного вещества на рабочую поверхность лепестка. Вместе с тем, через СОТС колебаниям подвергаются абразивные зерна, закрепление которых на тканевой основе лепестка, имеет упруго эластичный характер. Абразивные зерна, совершая колебательные перемещения в среде СОТС, покрываются слоем СОТС в количестве, определяемом условиям и свойствам контактирующих сред. При контактировании рабочей поверхности лепестка с обрабатываемой поверхностью заготовки условия их взаимодействия однородны, вследствие равномерного нанесения СОТС. Кроме того, абразивные зерна инструмента и обрабатываемая поверхность детали осуществляют дополнительные относительные перемещения относительно друг друга, обусловленные ультразвуковыми колебаниями, что сказывается на достижении улучшенных качественных характеристик поверхности детали. With the relative movement of the tool and the part, the petal, acting on the SOTS during the rotation of the circle, is deformed uniformly in width and is subjected to vibrational action from the SOTS. Oscillation processes in the ultrasonic range intensify the penetrating ability of COTS, promoting the effective application of a lubricant on the working surface of the petal. At the same time, through SOTS, abrasive grains are exposed to vibrations, the fastening of which on the fabric basis of the petal has an elastically elastic character. Abrasive grains, making oscillatory movements in the medium of SOTS, are covered with a layer of SOTS in an amount determined by the conditions and properties of the contacting media. When the working surface of the petal is in contact with the workpiece surface being treated, the conditions for their interaction are uniform, due to the uniform application of COTS. In addition, the abrasive grain of the tool and the workpiece surface carry out additional relative movements relative to each other, due to ultrasonic vibrations, which affects the achievement of improved quality characteristics of the surface of the part.

По имеющимся у автора сведениям, совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения неизвестна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "Новизна". According to the information available to the author, the set of essential features characterizing the essence of the claimed invention is unknown from the prior art, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of "Novelty."

По мнению автора, сущность заявляемого изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, т.к. из него не выявляется вышеуказанное влияние на получаемый технический результат новое свойство объекта совокупности признаков, которые отличают от прототипа заявляемое изобретение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "Изобретательский уровень". According to the author, the essence of the claimed invention should not be obvious to a specialist from the prior art, because it does not reveal the above effect on the obtained technical result of the new property of the object of a set of features that distinguish the claimed invention from the prototype, which allows us to conclude that it meets the criterion of "Inventive step".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения в принципе может быть многократно использована при полировании лепестковыми кругами с получением технического результата, заключающегося в уменьшении шероховатости поверхности, обуславливающего обеспечение достижения поставленной цели повышения качества полирования заготовок лепестковыми кругами, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "Промышленная применимость". The set of essential features characterizing the essence of the invention, in principle, can be repeatedly used when polishing with flap wheels to obtain a technical result consisting in reducing the surface roughness, ensuring the achievement of the goal of improving the quality of polishing workpieces with flap wheels, which allows us to conclude that the invention meets the criterion "Industrial applicability".

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема осуществления способа полирования. The invention is illustrated in the drawing, which shows a schematic diagram of the implementation of the polishing method.

Лепестковому кругу сообщают вращение. Перед вводом вращающегося лепесткового круга 1 в контакт с деталью 2 лепестки шлифовальной шкурки 3 приводят во взаимодействие с СОТС, расположенной в резервуаре 4 на одном уровне с обрабатываемой поверхностью. На СОТС налагают ультразвуковые колебания в направлении, параллельном относительному перемещению инструмента и детали. В качестве СОТС возможно использование СОЖ, твердых смазок и т.д. В результате контактирования с СОТС лепестки деформируются в сторону, противоположную направлению вращения круга, и покрываются слоем СОТС. Предварительно сдеформированные лепестки входят во взаимодействие с заготовкой плавно, без удара. СОТС подверженная ультразвуковым колебаниям интенсивно заполняет микронеровности процессов на абразивные зерна инструмента, закрепление которых на тканевой основе носит упруго эластичный характер. Абразивные зерна, совершая колебательные движения в среде СОТС, качественно покрываются слоем смазочного вещества. Условия контактирования инструмента и детали в различных точках зоны обработки однородны, колебательные перемещения абразивных зерен способствуют достижению улучшенных качественных характеристик обрабатываемой поверхности. The petal circle is informed of the rotation. Before entering the rotating flap wheel 1 into contact with the part 2, the petals of the grinding skin 3 are brought into interaction with the COTS located in the tank 4 at the same level with the surface to be treated. Ultrasonic vibrations are imposed on the SOTS in a direction parallel to the relative movement of the tool and part. It is possible to use coolant, solid lubricants, etc. as a COTS. As a result of contacting with SOTS, the petals are deformed in the direction opposite to the direction of rotation of the circle, and are covered with a layer of SOTS. Pre-deformed petals interact with the workpiece smoothly, without impact. SOTS susceptible to ultrasonic vibrations intensively fills microroughnesses of processes on abrasive grains of the instrument, the fastening of which on a fabric basis is of elastic nature. Abrasive grains, making oscillatory movements in the environment of SOTS, are qualitatively covered with a layer of a lubricant. The contact conditions of the tool and the workpiece at different points in the processing zone are uniform, the vibrational movements of the abrasive grains contribute to the achievement of improved quality characteristics of the treated surface.

Ниже приведен конкретный пример осуществления предлагаемого способа. The following is a specific example of the proposed method.

Полирование осуществляется лепестковым кругом на станке 3Д710В. Лепестковый круг 200x32x25 14А6П ГОСТ 22775-77 приводили во вращение с окружной скоростью 80 м/с. Перед вводом круга в контакт с заготовкой из титанового сплава ВТ 22 лепестки воздействуют на поверхность СОТС. На СОТС налагали ультразвуковые колебания с частотой 19 кГц с использованием генератора УЗУ 0,25. В качестве СОТС использовали 3%-ный раствор йода в расплавленном парафине (ОСТ 6 15 402 80). Сравнительные результаты полирования по сравнению с известным способом представлены в таблице. Варьировали деформацией круга в радиальном направлении в диапазоне (0,25 - 1,75) мм. Polishing is carried out by a flap wheel on a 3D710V machine. The petal circle 200x32x25 14A6P GOST 22775-77 was put into rotation with a peripheral speed of 80 m / s. Before the circle is brought into contact with the VT 22 titanium alloy billet, the petals act on the surface of the COTS. Ultrasonic vibrations with a frequency of 19 kHz were applied to the SOTS using an ultrasound generator 0.25. A 3% solution of iodine in molten paraffin (OST 6 15 402 80) was used as SOTS. Comparative results of polishing compared to the known method are presented in the table. Varyed by the deformation of the circle in the radial direction in the range (0.25 - 1.75) mm.

Использование предлагаемого способа в сравнении с известным способом позволяет уменьшить параметр шероховатости поверхности на (0,01 0,03) мкм в зависимости от величины деформации круга в радиальном направлении. Using the proposed method in comparison with the known method allows to reduce the surface roughness parameter by (0.01 0.03) μm depending on the magnitude of the deformation of the circle in the radial direction.

Claims (1)

Способ полирования плоских поверхностей деталей, при котором вращающемуся лепестковому кругу и детали сообщают относительные перемещения и осуществляют деформацию лепестков круга перед зоной обработки с помощью СОТС, жестко связанной с деталью и расположенной на одном уровне с обрабатываемой поверхностью, отличающийся тем, что на СОТС налагают ультразвуковые колебания, сообщая дополнительные относительные перемещения детали и лепесткового круга в направлении, параллельном их основным перемещениям при обработке. A method of polishing flat surfaces of parts, in which relative rotation is reported to the rotating flap wheel and the part and the circle flap is deformed in front of the machining zone using COTS, rigidly connected to the part and located at the same level as the workpiece, characterized in that ultrasonic vibrations are applied to the COTS , reporting additional relative movements of the part and the flap wheel in a direction parallel to their main movements during processing.

Images