RU2283734C1 - Method for diamond-abrasive processing of screws using a master form - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering, in particular, technologies for processing precise screws made of intractable materials.

SUBSTANCE: method includes imparting independent rotational movement to tool, and imparting rotation and progressive movement, connected to longitudinal feeding, to template. Rotation and longitudinal feeding of template are selected independent, while transverse feeding of tool is provided for by processed surface and master form, thickness of which is equal to step of screw being processed. Master form is fastened to the end of template, and probe in contact with it, in form of a roller, is mounted in diametrically opposite place relatively to tool at a distance in longitudinal direction, equal to step of screw being processed, while radius of working surface in longitudinal section of probe roller equals radius of peripheral working surface in longitudinal section of diamond-abrasive tool. Probe is utilized as moveable work support and loaded force, pressing it to the template, equal to cutting force, developed by tool.

EFFECT: expanded technological capabilities, increased quality, productiveness and precision of processing.

6 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, к областям станкостроения и технологии машиностроения, может быть использовано при финишной алмазно-абразивной обработке винтовых поверхностей точных винтов из труднообрабатываемых материалов.The invention relates to mechanical engineering, to the fields of machine tool engineering and mechanical engineering technology, can be used for finishing diamond-abrasive machining of screw surfaces of precision screws from difficult to process materials.

Известен способ шлифования винтов дисковым однониточным шлифовальным кругом, который включает установку круга на угол α_в подъема витка обрабатываемого винта и сообщение ему независимого вращательного движения и продольной подачи, а детали - вращения и поступательного перемещения, кинематически связанного с продольной подачей круга, равной шагу обрабатываемого винта, при этом используют круг на одну степень твердости выше и один номер зернистости меньше, чем при традиционном шлифовании, высотой, равной половине шага обрабатываемого винта, и дополнительно наклоняют его под острым углом α_АРС к плоскости, перпендикулярной оси вращения круга, для создания аксиально-смещенного режущего слоя, который определяют по формуле:A known method of grinding screws with a single-disc disk grinding wheel, which includes setting the wheel at an angle α _{in the} lifting turn of the screw being machined and communicating to it an independent rotational movement and longitudinal feed, and the part rotate and translate kinematically associated with the longitudinal feed of the wheel equal to the pitch of the machined screw , while using a circle one degree of hardness higher and one number of grit less than with conventional grinding, a height equal to half the step processed in inta, and additionally tilt it at an acute angle α _APC to a plane perpendicular to the axis of rotation of the circle, to create an axially offset cutting layer, which is determined by the formula:

α_АРС=arctg[(t·cosα_в-0,5t)/D^и],α _ARC = arctan [(t · cosα _at -0.5t) / D ^and ],

где α_в=arctg[t/(2D)] - угол подъема витка обрабатываемого винта, град;where α _in = arctan [t / (2D)] is the angle of elevation of the turn of the screw being machined, deg;

t - шаг винта, мм; D - делительный диаметр винта, мм;t is the pitch of the screw, mm; D is the pitch diameter of the screw, mm;

D^и - наружный диаметр шлифовального круга, мм [1].D ^and - the outer diameter of the grinding wheel, mm [1].

Применение известного способа абразивной обработки улучшает качество, повышает производительность обработки и уменьшает расход абразива, при этом способ имеет существенные недостатки. Это ограниченность применения: только для обработки винтовых поверхностей винтов; сложность и трудоемкость настройки после правки по мере затупления и засаливания круга, а также быстрая потеря и длительное восстановление формы профиля фасонной периферийной поверхности круга, что снижает точность, качество и производительность чистовой алмазно-абразивной обработки. Кроме того, невозможность варьировать продольной подачей, которая должна быть строго определенной и равной шагу обрабатываемого винта, не позволяет устанавливать оптимальные режимы резания.The application of the known method of abrasive processing improves the quality, increases processing productivity and reduces the consumption of abrasive, while the method has significant disadvantages. This is a limited application: only for machining screw surfaces of screws; the complexity and complexity of the settings after editing as the circle becomes blunt and greasy, as well as the rapid loss and long-term restoration of the profile shape of the peripheral shape of the circle, which reduces the accuracy, quality and productivity of fine diamond abrasive processing. In addition, the inability to vary the longitudinal feed, which should be strictly defined and equal to the pitch of the machined screw, does not allow to establish the optimal cutting conditions.

Известен способ обработки кулачков, имеющих плавный переход криволинейных поверхностей, по обработанной поверхности и копиру небольшой толщины, который крепят к торцу заготовки [2]. По этому копиру лезвийным инструментом обрабатывают небольшой участок; далее ролик щупа перемещается по обработанному ранее участку поверхности.A known method of processing cams having a smooth transition of curved surfaces, on the treated surface and a copy of a small thickness, which is attached to the end face of the workpiece [2]. On this copy, a small area is processed with a blade tool; Further, the probe roller moves along the previously processed surface area.

Недостатками известного способа являются низкая точность обработки нежестких заготовок из-за больших односторонних усилий резания и усилий прижатия щупа, которые ведут к прогибу и бочкообразности. При этом ограниченность способа, который реализуется в основном при работе лезвийным инструментом и не позволяет использовать его, например, при обработке алмазно-абразивными кругами.The disadvantages of this method are the low precision machining of non-rigid workpieces due to the large one-sided cutting forces and the pressing forces of the probe, which lead to deflection and barrel-shaped. At the same time, the limitations of the method, which is realized mainly when working with a blade tool and does not allow using it, for example, when machining with diamond-abrasive wheels.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей способа обработки по копиру и обработанной поверхности, простота и минимальная трудоемкость настройки после правки, возможность устанавливать оптимальные режимы резания, а также повышение качества, производительности и точности обработки.The objective of the invention is to expand the technological capabilities of the processing method for the copy and the machined surface, simplicity and minimal laborious settings after editing, the ability to set the optimal cutting conditions, as well as improving the quality, productivity and accuracy of processing.

Поставленная задача решается предлагаемым способом алмазно-абразивной обработки винтов по копиру, включающим сообщение инструменту независимого вращательного движения, а заготовке - независимого вращения и продольной подачи, при этом поперечная подача инструмента обеспечивается обработанной поверхностью и копиром, толщина которого равна шагу обрабатываемого винта, причем копир закреплен к торцу заготовки, а контактирующий с ним щуп, имеющий форму ролика, устанавливают в диаметрально противоположном месте относительно инструмента на расстоянии в продольном направлении, равном шагу обрабатываемого винта, при этом радиус рабочей поверхности в продольном сечении ролика щупа равен радиусу периферийной рабочей поверхности в продольном сечении алмазно-абразивного инструмента, кроме того, щуп, выполняющий роль подвижного люнета, нагружают силой прижима к заготовке, равной силе резания, развиваемой инструментом.The problem is solved by the proposed method of diamond-abrasive machining of screws according to the copier, including a message to the tool of independent rotational movement, and the workpiece - independent rotation and longitudinal feed, while the transverse feed of the tool is provided by the machined surface and the copier, the thickness of which is equal to the pitch of the machined screw, and the copier is fixed to the end face of the workpiece, and the probe in contact with it, having the shape of a roller, is installed in a diametrically opposite place relative to the tool and a distance in the longitudinal direction equal to the pitch of the screw being machined, while the radius of the working surface in the longitudinal section of the probe roller is equal to the radius of the peripheral working surface in the longitudinal section of the diamond-abrasive tool, in addition, the probe, which acts as a movable lunette, is loaded with a clamping force to the workpiece, equal to the cutting force developed by the tool.

Сущность способа поясняется чертежами.The essence of the method is illustrated by drawings.

На фиг.1 приведена схема обработки начального участка винта по копиру по предлагаемому способу с установкой заготовки в патроне токарного станка с поджатием задним центром новым алмазно-абразивным инструментом, вид сверху; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, устройство крепления щупа на суппорте; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг 1, устройство крепления алмазно-абразивного инструмента; на фиг.4 - элемент В на фиг.1; на фиг.5 - элемент Г на фиг.1; на фиг.6 - схема обработки последующего участка винта по обработанному ранее участку по предлагаемому способу максимально изношенным алмазно-абразивным инструментом, вид сверху.Figure 1 shows a diagram of the processing of the initial section of the screw according to the proposed method with the installation of the workpiece in the lathe chuck with the back center pressing with a new diamond-abrasive tool, top view; figure 2 is a section aa in figure 1, the device for attaching the probe to the caliper; figure 3 is a section bB in figure 1, the fastening device of a diamond-abrasive tool; figure 4 - element In figure 1; figure 5 - element G in figure 1; Fig.6 is a diagram of the processing of the subsequent section of the screw in the previously processed section of the proposed method with the maximum worn diamond-abrasive tool, top view.

Предлагаемый способ предназначен для алмазно-абразивной обработки заготовок винтов 1 по копиру 2. Способ включает сообщение инструменту 3 в виде алмазно-абразивного круга независимого вращательного движения V_и, a заготовке 1 - независимого вращения V_з и продольной подачи S_пр. Поперечная подача S_поп инструмента обеспечивается копиром 2, толщина l_к которого равна шагу t обрабатываемого винта 1, и обработанной поверхностью. Копир 2 закрепляется с торца заготовки и соосно ей таким образом, что является продолжением обрабатываемого винта.The proposed method is intended for diamond-abrasive machining of screw blanks 1 according to copy 2. The method includes communicating to tool 3 in the form of a diamond-abrasive wheel an independent rotational movement V _and a blank 1 - independent rotation V _s and longitudinal feed S _{pr Pop} S traverse cam tool 2 is provided, the thickness of which is equal _to l t step machined screw 1 and the surface treated. The copier 2 is fixed at the end of the workpiece and aligned with it in such a way that it is a continuation of the screw being machined.

Щуп, имеющий форму ролика 4, первоначально контактирующий с копиром 2, а затем с обработанной поверхностью заготовки, устанавливают в диаметрально противоположном месте относительно инструмента 3 на расстоянии в продольном направлении, равном шагу t обрабатываемого винта 1.The probe, having the shape of a roller 4, initially in contact with the copier 2, and then with the machined surface of the workpiece, is installed in a diametrically opposite place relative to the tool 3 at a distance in the longitudinal direction equal to the pitch t of the machined screw 1.

Радиус R_щ рабочей поверхности в продольном сечении ролика щупа 4 равен радиусу R_и периферийной рабочей поверхности в продольном сечении алмазно-абразивного инструмента 3. Для повышения точности обработки необходимо стремиться к минимальным значениям радиусов R_щ и R_и.The radius R _{u of the} working surface in the longitudinal section of the probe roller 4 is equal to the radius R _{and the} peripheral working surface in the longitudinal section of the diamond-abrasive tool 3. To increase the accuracy of processing, it is necessary to strive for the minimum values of the radii R _u and R _and .

Щуп 4, выполняющий роль подвижного люнета, нагружают силой Р_щ прижима к заготовке, равной силе Р_у резания, развиваемой инструментом 3.The probe 4, which acts as a movable lunette, is loaded with a clamp force P _u to the workpiece, equal to _the cutting force P developed by the tool 3.

Работа по предлагаемому способу алмазно-абразивной обработки винтов по копиру производится в следующей последовательности.Work on the proposed method of diamond-abrasive processing of screws on a copy is performed in the following sequence.

На заготовку винта 1, предварительно прошедшую черновую обработку, с торца устанавливают копир 2, таким образом, чтобы не нарушилось базирование заготовки и продольная ось винта совпала с осью центров станка, на котором производится обработка. К установленной, например, в патроне 5, оснащенном кулачками 6, и поджатой задним центром 7 токарного станка заготовке винта сзади подводят щуп 4 в виде ролика с помощью маховичка 8, который смонтирован на винте 9 поперечного суппорта 10 станка. Винт 9 воздействует на подвижную плиту 11 через пружину 12, создавая определенное усилие Р_щ на ролике щупа 4. Далее маховичком 13, который установлен на винте 14, связанном с верхней подвижной плитой 15, к заготовке подводится алмазно-абразивный круг 3, смонтированный на шпинделе инструментальной головки 16, которая установлена на верхней подвижной плите 15. По лимбу (не показан) маховичком 13 устанавливается глубина шлифования и включается продольная подача S_пр.A copier 2 is installed from the end face on the screw blank 1, which has previously passed roughing, so that the base of the workpiece is not disturbed and the longitudinal axis of the screw coincides with the axis of the centers of the machine on which the processing is performed. To the screw workpiece installed, for example, in a chuck 5, equipped with cams 6, and a screw blank preloaded by the rear center 7 of the lathe, the probe 4 is fed in the form of a roller using the handwheel 8, which is mounted on the screw 9 of the cross support 10 of the machine. The screw 9 acts on the movable plate 11 through the spring 12, creating a certain force P _u on the probe roller 4. Next, using the handwheel 13, which is mounted on the screw 14 connected to the upper movable plate 15, a diamond-abrasive wheel 3 mounted on the spindle is fed to the workpiece tool head 16, which is mounted on the upper movable plate 15. On the dial (not shown) with the handwheel 13, the grinding depth is set and the longitudinal feed S _ave .

При чистовой обработке винта 1 по предлагаемому способу по копиру 2 шлифуют небольшой начальный участок, равный длине шага t; далее ролик 4 щупа перемешается по обработанному ранее участку поверхности заготовки.When finishing the screw 1 according to the proposed method according to the copier 2, a small initial portion is polished, equal to the step length t; Further, the roller 4 of the probe is mixed along the previously processed portion of the surface of the workpiece.

Пример. Обрабатывался винт левый Н41.1016.01.001 винтового насоса ЭВН5-25-1500, который имеет следующие размеры: общая длина - 1282 мм, длина винтовой части - 1208 мм, диаметр поперечного сечения винта - D=27^-0,05 мм, эксцентриситет e₁=1,65 мм, е=3,3 мм, шаг t=28^±0,01 мм, шероховатость R_a=0,4 мкм; винтовая поверхность однозаходная, левого направления; материал - сталь 18ХГТ ГОСТ 4543-74, твердость НВ 207-228, масса - 5,8 кг. Припуск на сторону - 0,25 мм. Обработка проводилась на модернизированном токарно-винторезном станке мод. 16К20, с инструментальной шлифовальной головкой и щупом, установленных, соответственно, спереди и сзади заготовки, на поперечном суппорте станка, с абразивным дисковым однониточным кругом типа ПП 200×16×32 ГОСТ 2424-83 44А 8-16 ВМ1-ВМ2 8-12 К. При правке периферийная рабочая поверхность круга спрофилирована торообразно с радиусом R_и=5 мм, скорость инструмента v_и=31,42 м/с, n_и=3000 об/мин, окружная скорость заготовки - v_д=15,1 м/мин, n_д=160 об/мин, продольная подача S_пр=2 мм/об. Копир, изготовленный толщиной l_к=28 мм, равной шагу обрабатываемого винта, был установлен на заготовке на цилиндрическую шейку, предусмотренную конструкцией винта, и сбазирован с заготовкой по фаске.Example. The left screw H41.1016.01.001 of the screw pump EVN5-25-1500 was processed, which has the following dimensions: total length - 1282 mm, length of the screw part - 1208 mm, cross-section diameter of the screw - D = 27 ^-0.05 mm, eccentricity e ₁ = 1.65 mm, e = 3.3 mm, pitch t = 28 ^{± 0.01} mm, roughness R _a = 0.4 μm; single-helical screw surface, left direction; material - steel 18HGT GOST 4543-74, hardness HB 207-228, weight - 5.8 kg. Side allowance - 0.25 mm. Processing was carried out on a modernized mod screw-cutting lathe. 16K20, with a tool grinding head and probe, mounted respectively on the front and rear of the workpiece, on the transverse support of the machine, with an abrasive one-thread disc disk type PP 200 × 16 × 32 GOST 2424-83 44A 8-16 VM1-VM2 8-12 K When editing, the peripheral working surface of the circle is profiled torus-shaped with a radius R _and = 5 mm, tool speed v _and = 31.42 m / s, n _and = 3000 rpm, peripheral speed of the workpiece - v _d = 15.1 m / min , n _d = 160 rpm, longitudinal feed S _ol = 2 mm / rev. A copier made with a thickness l _k = 28 mm, equal to the pitch of the screw being machined, was mounted on the workpiece on a cylindrical neck provided by the screw structure and was chamfered with the workpiece.

Требуемая шероховатость и точность винтовой поверхности была достигнута через Т_м=7,6 мин (против Т_м ^баз=16,5 мин по базовому варианту при традиционном шлифовании винтов на модернизированном токарном станке 1К62 на АО "Ливгидромаш"). Контроль проводился скобой индикаторной с индикатором ИЧ 10 Б кл. 1 ГОСТ 577-68. Накопленная погрешность между любыми не соседними шагами была не более 0,1 мм, просвет при контроле лекальной линейкой образующих по диаметру выступов - не более 0,07 мм, что допустимо по ТУ.The required roughness and accuracy of the helical surface was achieved after T _m = 7.6 min (against T _m ^bases = 16.5 min according to the basic version with traditional grinding of screws on the modernized lathe 1K62 at Livhydromash JSC). The control was carried out by an indicator bracket with an indicator ICh 10 B cells. 1 GOST 577-68. The cumulative error between any non-adjacent steps was not more than 0.1 mm, the clearance when controlling the straightedge of the protrusions forming in diameter was not more than 0.07 mm, which is permissible according to the technical specifications.

Благодаря применению предлагаемого способа алмазно-абразивной обработки винтовых поверхностей винтов по копиру и обработанной поверхности расширились технологические возможности, улучшилось качество, повысилась производительность обработки за счет выбора оптимальных режимов обработки, упростилась правка, снизилась трудоемкость настройки и уменьшился расход абразива.Thanks to the application of the proposed method of diamond-abrasive machining of screw surfaces of screws by copier and machined surface, technological capabilities have expanded, quality has improved, machining productivity has improved due to the choice of optimal processing modes, dressing has been simplified, setup time has been reduced, and abrasive consumption has been reduced.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ 2176179, МКИ⁷ В 23 G 1/36. Способ шлифования винтов дисковым однониточным шлифовальным кругом. Степанов Ю.С., Афанасьев Б.И. и др. Заявка №99122990/02/02, заяв. 29.10.99, опуб. 27.11.2001. Бюл. №33.1. RF patent 2176179, MKI ⁷ V 23 G 1/36. A method of grinding screws with a single-thread disc grinding wheel. Stepanov Yu.S., Afanasyev B.I. and other Application No. 99122990/02/02, application. 10/29/99, publ. 11/27/2001. Bull. No. 33.

2. Справочник технолога-машиностороителя. В 2-х т. Т.1 / Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. С.232, рис.17, б, - прототип.2. Reference technologist-machine builder. In 2 vols. T.1 / Ed. A.G. Kosilova and R.K. Meshcheryakova. - 4th ed., Revised. and add. - M .: Engineering, 1986. P.232, Fig. 17, b, - prototype.

Claims (1)

Способ алмазно-абразивной обработки винтов по копиру, включающий сообщение инструменту независимого вращательного движения, а заготовке - вращения и поступательного перемещения, связанного с продольной подачей, отличающийся тем, что вращение и продольная подача заготовки выполняют независимыми, а поперечную подачу инструмента обеспечивают обработанной поверхностью и копиром, толщину которого выбирают равной шагу обрабатываемого винта, причем копир закрепляют к торцу заготовки, а контактирующий с ним щуп, имеющий форму ролика, устанавливают в диаметрально противоположном месте относительно инструмента на расстоянии в продольном направлении, равном шагу обрабатываемого винта, при этом радиус рабочей поверхности ролика щупа в продольном сечении выбирают равным радиусу периферийной рабочей поверхности алмазно-абразивного инструмента в продольном сечении, при этом щуп используют в качестве подвижного люнета и прижимают к заготовке с силой, равной силе резания, развиваемой инструментом.A method of diamond-abrasive machining of screws according to a copy, comprising communicating to the tool an independent rotational movement, and the workpiece - rotation and translational movement associated with a longitudinal feed, characterized in that the rotation and longitudinal feed of the workpiece are independent, and the transverse feed of the tool is provided with a machined surface and a copier , the thickness of which is chosen equal to the pitch of the screw being machined, and the copier is fixed to the end face of the workpiece, and the probe in contact with it, having the shape of a roller, is set pour in in a diametrically opposite place relative to the tool at a distance in the longitudinal direction equal to the pitch of the screw being machined, while the radius of the working surface of the probe roller in a longitudinal section is chosen equal to the radius of the peripheral working surface of the diamond-abrasive tool in longitudinal section, while the probe is used as a movable lunette and pressed against the workpiece with a force equal to the cutting force developed by the tool.

Images