RU2424103C1 - Grinding with periodical grinding wheel dressing - Google Patents

Abstract

FIELD: process engineering. ^ SUBSTANCE: invention relates to machine building and may be used in abrasive processing, primarily, at automatic production lines. Part and grinding wheel are rotated, the latter being periodically dressed by dressing roller. In grinding, dressing roller reciprocated to allow cyclic variation in area of contact between roller and wheel when roller comes in and out of contact with wheel. Dressing cycle duration is set subject to wheel grinding capacity controlled by tolerable thresholds of sound pressure originating in grinding and dressing. Maximum threshold of sound pressure corresponds to wheel grinding capacity loss time while minimum threshold corresponds to wheel recovery time. Said thresholds are preset in grinding reference parts with due allowance for efficiency and quality. ^ EFFECT: reduced consumption of grinding wheels and dressing tool wear. ^ 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для использования на предприятиях, применяющих абразивную обработку, особенно в автоматизированном производстве.The invention relates to mechanical engineering and is intended for use in enterprises using abrasive processing, especially in automated production.

Известен способ шлифования с непрерывной правкой шлифовального круга роликом (см. Г.Б.Лурье. Прогрессивные методы круглого наружного шлифования. - Л.: Машиностроение, Ленинград, отд-ние, 1984. - С.47-49 и С.76-78), согласно которому правящему ролику сообщают принудительное попутное или встречное направление вращения и непрерывную подачу на глубину правки.A known method of grinding with continuous dressing of the grinding wheel with a roller (see GB Lurie. Progressive methods of circular external grinding. - L.: Engineering, Leningrad, Department, 1984. - P.47-49 and P.76-78 ), according to which the ruling roller is informed of a forced passing or counter direction of rotation and continuous feed to the depth of editing.

Недостатком данного способа является отсутствие контроля за состоянием режущей способности шлифовального круга, что приводит к повышенному расходу шлифовальных кругов.The disadvantage of this method is the lack of control over the state of the cutting ability of the grinding wheel, which leads to increased consumption of grinding wheels.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению является способ шлифования с периодической правкой круга (см. а.с. СССР 1535706, МПК В24В 53/00, 1987 г.), согласно которому деталь и шлифовальный круг вращают и осуществляют его периодическую правку вращающимся правящим роликом, при этом направление вращения круга при правке выбирают совпадающим с направлением вращения шлифовального круга при обработке, а направление вращения ролика выбирают противоположным, при этом абсолютное значение окружной скорости ролика выбирают большим величины окружной скорости круга при правке, что обеспечивает при правке формирование режущего рельефа зерен круга, противоположного по направлению рельефу зерен круга при шлифовании.The closest method of the same purpose to the claimed invention is a method of grinding with periodic dressing of the wheel (see AS USSR 1535706, IPC V24V 53/00, 1987), according to which the part and the grinding wheel are rotated and periodically edited by rotating the ruling roller, while the direction of rotation of the wheel during editing is chosen to coincide with the direction of rotation of the grinding wheel during processing, and the direction of rotation of the roller is chosen opposite, while the absolute value of the peripheral speed of the roller is chosen higher values of the peripheral speed of the wheel during dressing, which ensures the formation of a cutting relief of the grains of the circle, which is opposite in direction to the relief of the grains of the circle during grinding, when grinding.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится быстрый износ правящего ролика и низкое качество рабочей поверхности шлифовального круга, так как непосредственный контроль состояния режущей способности шлифовального круга в процессе шлифования и правки, а следовательно, своевременная подача команды на правку не производится, что приводит к повышенному расходу шлифовальных кругов и появлению дефектов на обработанной поверхности деталей. К тому же, реализация указанного способа, особенно при скоростном шлифовании, затруднительна, так как существующие на рынке устройства для правки алмазными роликами не обеспечивают возможность работы с высокими скоростями роликов.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method adopted as a prototype include quick wear of the ruling roller and low quality of the working surface of the grinding wheel, since there is a direct control of the state of the cutting ability of the grinding wheel during grinding and dressing, and therefore, timely no editing command is given, which leads to increased consumption of grinding wheels and the appearance of defects on the treated surface alley. In addition, the implementation of this method, especially with high-speed grinding, is difficult, since existing on the market devices for dressing with diamond rollers do not provide the ability to work with high speeds of the rollers.

Сущность изобретения заключается в следующем. С целью повышения точности своевременной подачи команды на правку момент начала и продолжительность периодической правки шлифовального круга определяют в зависимости от состояния режущей способности шлифовального круга, контролируемой по предельным порогам величины звукового давления, создаваемого в процессе шлифования и правки круга, при этом максимальная пороговая величина звукового давления соответствует времени затупления шлифовального круга, а минимальная - времени восстановления его режущей способности, которую предварительно устанавливают при шлифовании тестовых деталей из условия обеспечения заданной производительности и качества поверхностей шлифованных деталей.The invention consists in the following. In order to improve the accuracy of timely submitting a command for editing, the start time and duration of the periodic editing of the grinding wheel are determined depending on the state of the cutting ability of the grinding wheel, controlled by the threshold thresholds of the sound pressure created during grinding and dressing of the wheel, while the maximum threshold value of sound pressure corresponds to the blunting time of the grinding wheel, and the minimum corresponds to the recovery time of its cutting ability, which is preceded by no grinding test is set at parts of conditions provide the desired performance and surface quality of polished parts.

Технический результат - уменьшение расхода шлифовальных кругов и износа правящего инструмента, а также устранение дефектов на шлифованных поверхностях деталей.EFFECT: reduced consumption of grinding wheels and wear of a ruling tool, as well as elimination of defects on polished surfaces of parts.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе периодической правки круга, согласно которому деталь и шлифовальный круг вращают и осуществляют периодическую правку вращающимся роликом, особенность заключается в том, что в процессе шлифования детали правящему ролику сообщают периодическое возвратно-поступательное движение, обеспечивающее циклическое изменение суммарной площади контакта правящего ролика со шлифовальным кругом при входе и выходе ролика из контакта с кругом, а период цикла правки устанавливают в зависимости от состояния режущей способности шлифовального круга, контролируемой по предельным порогам величины звукового давления, создаваемого в процессе шлифования детали и правки круга, при этом максимальный порог звукового давления соответствует времени потери режущей способности шлифовального круга, а минимальный порог - времени ее восстановления, которые предварительно устанавливают при шлифовании тестовых деталей из условия обеспечения заданной производительности и качества поверхности шлифованных деталей.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method of periodically editing the wheel, according to which the part and the grinding wheel are rotated and periodically edited by a rotating roller, the peculiarity is that in the process of grinding the part to the ruling roller, periodic reciprocating motion is reported providing a cyclic change in the total contact area of the ruling roller with the grinding wheel at the entrance and exit of the roller out of contact with the wheel, and p the dressing cycle period is set depending on the state of the cutting ability of the grinding wheel, controlled by the threshold thresholds of the sound pressure generated during grinding of the part and dressing the wheel, while the maximum sound pressure threshold corresponds to the loss time of the cutting ability of the grinding wheel, and the minimum threshold corresponds to its time restorations that are pre-installed when grinding test pieces from the condition of ensuring a given performance and surface quality lifovannyh details.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата: на фиг.1 дана функциональная схема реализации предлагаемого способа для круглого наружного шлифования; на фиг.2 - график зависимости звукового давления Р_з и глубины h снимаемого слоя абразива при непрерывной (кривая 1) и периодической (кривая 2) правках во времени τ.Information confirming the possibility of carrying out the invention with obtaining the above technical result: figure 1 shows a functional diagram of the implementation of the proposed method for circular external grinding; figure 2 is a graph of the dependence of sound pressure P _s and the depth h of the removable layer of abrasive with continuous (curve 1) and periodic (curve 2) corrections in time τ.

Способ периодической правки круга осуществляют по схеме, представленной на фиг.1.The method of periodically editing a circle is carried out according to the scheme shown in figure 1.

Звуковые сигналы, возникающие в процессе шлифования и правки, регистрируются первичным преобразователем 1, в качестве которого используют, например, микрофон, устанавливаемый внутрь защитного кожуха 2 со стороны торцовой поверхности вращающегося со скоростью V_кр шлифовального круга 3, осуществляющего шлифование детали 4, вращающейся со скоростью V_д, с врезной подачей S_t. Правящему ролику 5, имеющему привод вращения и подачи (на чертеже не показаны), сообщают вращение со скоростью V_p и периодическое возвратно-поступательное движение в радиальном направлении с поперечной подачей S_поп от блока управления 6 через компьютер 7.Sound signals that occur during grinding and dressing are recorded by the primary transducer 1, for example, using a microphone installed inside the protective casing 2 from the end surface of the grinding wheel 3 rotating at a speed V _cr , grinding parts 4 rotating at a speed V _d , with mortise feed S _t . The right-hand roller 5 having a rotation and feed drive (not shown in the drawing) is informed of a rotation with a speed V _p and periodic reciprocating motion in the radial direction with a transverse feed S _pop from the control unit 6 through the computer 7.

За счет сочетания указанных движений (V_д, V_кр, V_p, S_t, S_поп) производят периодическую правку круга - удаление изношенного слоя абразива глубиной h на рабочей поверхности шлифовального круга 3. Для управления периодической правкой круга первичный преобразователь 1 электрически связан с двухканальным аналого-цифровым преобразователем 8, встроенным в компьютер 7, выполняющий обработку сигналов и выдающий команды на управление поперечной подачей узла правки.By combining these movements (V _d , V _cr , V _p , S _t , S _pop ), the wheel is periodically edited - the abrasive layer is worn off with a depth h on the working surface of the grinding wheel 3. To control the periodic dressing of the wheel, the primary transducer 1 is electrically connected to two-channel analog-to-digital Converter 8, built into the computer 7, performing signal processing and issuing commands to control the transverse feed of the editing node.

По мере удаления припуска с заготовки 4 (фиг.1) и одновременно изношенного слоя абразива глубиной h при правке (фиг.2), звуковое давление Р_з, определяемое амплитудным значением эффективного напряжения звукового давления в (В), начинает снижаться от максимального порога Р_{з max}, соответствующего затупленному (изношенному) кругу, до минимального порога Р_{з min} за время шлифования и правки T₁, что свидетельствует о восстановлении режущей способности шлифовального круга, и компьютер 7 через блок управления 6 выдает команду на управление подачей узла правки - выход ролика из контакта с кругом, т.е. прекращение правки. За время Т₂ прекращения съема абразива роликом и шлифования детали режущая способность круга начинает снижаться, а звуковое давление возрастать до максимального порога Р_{з max}, регистрируемого компьютером 7, и через блок управления 6 поперечной подачи вновь выдается команда на правку - вход правящего ролика в контакт со шлифовальным кругом. Далее цикл правки Т_ц периодически повторяется в вышеприведенной последовательности.As the allowance is removed from the workpiece 4 (Fig. 1) and at the same time a worn abrasive layer of depth h when editing (Fig. 2), the sound pressure P _s , determined by the amplitude value of the effective sound pressure voltage in (B), begins to decrease from the maximum threshold P _{h max} corresponding to a blunted (worn out) wheel to the minimum threshold P _{s min} during grinding and dressing T ₁ , which indicates the restoration of the cutting ability of the grinding wheel, and computer 7 through the control unit 6 issues a command to control the feed node and edits - the output of the video from contact with the circle, i.e. termination of editing. During the time T _{2 of} stopping the removal of the abrasive by the roller and grinding the part, the cutting ability of the wheel begins to decrease, and the sound pressure increases to the maximum threshold P _{s max} detected by the computer 7, and the editing command is again issued through the control unit 6 of the lateral feed - the input of the ruling roller to the contact with grinding wheel. Next, the editing cycle T _{c is} periodically repeated in the above sequence.

Предельные пороги величины звукового давления, создаваемого в процессе шлифования и правки, предварительно устанавливают при шлифовании тестовых деталей из условия обеспечения заданной производительности и качества поверхностей шлифованных деталей.The limiting thresholds for the sound pressure created during grinding and dressing are pre-set when grinding test pieces in order to ensure the given performance and surface quality of the polished parts.

В процессе правки по заявленному способу происходит циклическое изменение суммарной площади контакта правящего ролика 5 со шлифовальным кругом 3: при входе ролика в контакт с кругом суммарная площадь за счет достаточно глубокого врезания ролика в круг возрастает, что приводит к образованию развитого микрорельефа на рабочей поверхности шлифовального круга, повышению режущей способности круга и производительности обработки; периодическое отсутствие контактного взаимодействия ролика с кругом обеспечивает достижение высокой точности правки и значительное уменьшение суммарного расхода h_∑2 (фиг.2) шлифовального круга при периодической правке (кривая 2) по сравнению с непрерывной правкой h_∑1 (кривая 1). Кроме того, предлагаемый способ правки, особенно при работе шлифовальных станков в автоматическом цикле, позволяет совместить время правки кругов с машинным временем обработки деталей и установкой заготовок.In the process of editing according to the claimed method, the total contact area of the ruling roller 5 with the grinding wheel 3 changes cyclically: when the roller comes into contact with the wheel, the total area increases due to a sufficiently deep cutting of the roller into the circle, which leads to the formation of a developed microrelief on the working surface of the grinding wheel , increase the cutting ability of the wheel and processing performance; the periodic absence of contact interaction of the roller with the wheel ensures high dressing accuracy and a significant reduction in the total consumption h _∑ 2 ( _figure 2) of the grinding wheel during periodic dressing (curve 2) compared with continuous dressing h _∑ 1 (curve 1). In addition, the proposed method of dressing, especially when grinding machines are operating in an automatic cycle, allows you to combine the dressing time of the wheels with the machine time for processing parts and installing blanks.

Таким образом, благодаря тому, что измеряемое звуковое давление, характеризующее режущую способность круга, возникающее при шлифовании и правке, не чувствительно к колебаниям технологической системы, а связано только с износом и затуплением крута, предлагаемый способ обеспечивает более высокую точность определения своевременной правки шлифовальных кругов и значительно снижает их расход.Thus, due to the fact that the measured sound pressure characterizing the cutting ability of the wheel that occurs during grinding and dressing is not sensitive to fluctuations in the technological system, but is associated only with wear and dullness of the steep, the proposed method provides higher accuracy in determining timely dressing of grinding wheels and significantly reduces their consumption.

Claims (1)

Способ шлифования с периодической правкой круга, при котором деталь и шлифовальный круг вращают и осуществляют его периодическую правку вращающимся правящим роликом, отличающийся тем, что в процессе шлифования детали правящему ролику сообщают периодическое возвратно-поступательное движение, обеспечивающее циклическое изменение суммарной площади контакта правящего ролика со шлифовальным кругом при входе и выходе ролика из контакта с кругом, а период цикла правки устанавливают в зависимости от состояния режущей способности шлифовального круга, контролируемой по предельным порогам величины звукового давления, создаваемого в процессе шлифования детали и правки круга, при этом максимальный порог звукового давления соответствует времени потери режущей способности шлифовального круга, а минимальный порог - времени ее восстановления, которые предварительно устанавливают при шлифовании тестовых деталей из условия обеспечения заданной производительности и качества поверхности шлифованных деталей. A grinding method with periodic dressing of the wheel, in which the part and the grinding wheel are rotated and periodically edited with a rotating ruling roller, characterized in that during the grinding of the part, the ruling roller is informed of a periodic reciprocating movement, providing a cyclic change in the total contact area of the ruling roller with the grinding around the entrance and exit of the roller out of contact with the circle, and the period of the dressing cycle is set depending on the state of the cutting ability wheel, controlled by the threshold thresholds of the sound pressure generated during grinding of the part and dressing the wheel, while the maximum sound pressure threshold corresponds to the loss of cutting ability of the grinding wheel, and the minimum threshold corresponds to the recovery time, which are pre-set when grinding test parts from conditions for ensuring a given performance and surface quality of polished parts.

Images