УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУПЕРФИНИШИРОВАНИЯ БОМБИНИРОВАННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ИЗДЕЛИЙ

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам для шлифования поверхностей изделий, в частности, к устройствам для суперфиниширования выпуклых бомбинированных поверхностей изделий.
Для бесцентрового суперфиниширования бомбинированных поверхностей изделий применяют устройства с однопозиционной обработкой одного изделия (см., например, патент RU №2146595, опубл. 20.03.2000). Недостатком такого устройства являются низкая производительность обработки и сложность автоматизации загрузки и выгрузки изделий.
Наиболее часто используются станки или устройства для бесцентрового суперфиниширования с продольной подачей изделий на двух валках. При этом валки осуществляют вращение и подачу изделий по дуге окружности под некоторым числом осциллирующих шлифовальных брусков. В этом случае одновременно обрабатываются несколько изделий, что повышает производительность обработки, а также облегчает загрузку и выгрузку изделий.
Известное устройство для суперфиниширования бомбинированной поверхности содержит осциллирующий абразивный брусок, симметрично расположенный относительно двух валков с перекрещивающимися осями, между которыми размещены обрабатываемые изделия (см. а.с. SU 400441, опубл. 01.10.1973). Рабочие части валков выполнены в виде среднего цилиндрического и двух равных конических участков. Недостатком известного устройства необходимость обработки изделий за несколько операций, так как для одновременного достижения высокой точности размера, формы и качества поверхности требуется использование нескольких брусков с различной зернистостью.
По совокупности сходных существенных признаков наиболее близким техническим решением к заявленному устройству может быть выбрано, например, устройство для суперфиниширования (а.с. SU 1057250, опубл. 30.11.1983). Известное устройство содержит два валка с перекрещивающимися осями и с сопряженными криволинейными рабочими участками, над каждым из которых размещен абразивный инструмент. Отличительной особенностью устройства является то, что на валках выполнены два рабочих участка, один из которых имеет вогнутую форму, а другой - выпуклую. Также валки могут быть снабжены третьим участком вогнутой формы.
Недостаток известного устройства заключается в том, что бомбинированная поверхность на изделии формируется только на одном выпуклом рабочем участке валков под несколькими брусками, расположенными над этим участком. Для обеспечения симметричности бомбины на изделии все бруски должны иметь одинаковую зернистость. Получение требуемых размеров и формы бомбинированной поверхности изделия требует снятия определенного припуска, для чего используют бруски с высокой зернистостью и значительной силой прижима к обрабатываемым изделиям. Получение высокого качества поверхности обеспечивается переходом от процесса активного съема металла к процессу трения-полирования за счет применения брусков малой зернистости, уменьшения силы их прижима к обрабатываемым изделиям и повышения скорости осцилляции. Таким образом, на известном устройстве не удается одновременно обеспечить высокую производительность и качество суперфиниширования изделий.
Перед заявленной полезной моделью была поставлена задача повысить производительность и качество бесцентрового суперфиниширования бомбинированных поверхностей изделий.
Технический результат заявленного устройства заключается в повышении производительности обработки за счет обработки бомбинированной поверхности изделия последовательно на нескольких рабочих участках валков выпуклой и вогнутой формы и одновременно качества поверхности - за счет применения шлифовальных брусков разной зернистости.
Поставленная задача решается тем, что предложено устройство для суперфиниширования бомбинированных поверхностей изделий, содержащее два валка с перекрещивающимися осями, рабочие поверхности которых имеют участки выпуклой формы и, по крайней мере, один участок вогнутой формы, и расположенные над ними осциллирующие шлифовальные бруски.
Новым в предложенном устройстве является то, что над каждым участком валков выпуклой формы размещены по два шлифовальных бруска, зернистость каждой пары брусков уменьшается от одного конца валка к другому, при этом величина зернистости M выбирается из условия 3 мкм<M< 28 мкм.
Новым в предложенном устройстве является также то, что минимальное число выпуклых участков на валках выбирается из условия
,
1
где n - число выпуклых участков валка; L - общая длина валка, мм; L - длина вогнутой части валка, мм; l - длина обрабатываемого изделия, мм; h - амплитуда осцилляции шлифовального бруска, мм.
Предлагаемое устройство поясняется чертежами: на фиг.1 дана конструктивная схема устройства с двумя выпуклыми и двумя вогнутым рабочими участками, на фиг.2 - конструктивная схема устройства с тремя выпуклыми и одним вогнутым рабочими участками.
Устройство для суперфиниширования бомбинированных поверхностей изделий 1 содержит два валка 2, 3 с перекрещивающимися осями и расположенные над ними шлифовальные бруски 4 (фиг.1, 2). Валки 2, 3 длиной L установлены с возможностью вращения. Шлифовальные бруски 3 имеют возможность совершать движение осцилляции. Рабочие поверхности валков 2, 3 выполнены с рабочими участками выпуклой формы А и, по крайней мере, одним участком вогнутой формы Б. Валок на фиг.1 содержит два участка выпуклой формы А и два участка вогнутой формы Б по краям. Валок на фиг.2 содержит три участка выпуклой формы А и один участок вогнутой формы Б с краю.
1
2
3
Над каждым рабочим участком выпуклой формы валков 2, 3 расположены по два шлифовальных бруска 4. Зернистость каждой пары брусков M, M, M над выпуклыми участками валков 2, 3 уменьшается от одного конца валка к другому. Величина зернистости M выбирается из условия 3 мкм <M<28 мкм.
Минимальное число выпуклых участков на валках выбирается из условия
,
1
где n - число выпуклых участков валка; L - общая длина валка, мм; L - длина вогнутой части валка, мм; l - длина обрабатываемого изделия, мм; h - амплитуда осцилляции шлифовального бруска, мм.
Устройство работает следующим образом.
Обрабатываемые изделия 1 с бомбинированной поверхностью вращаются и перемещаются между двумя вращающимися валками 2, 3 с перекрещивающимися осями и расположенными над ними осциллирующими шлифовальными брусками 4. Валки 2, 3 вращаются в одном направлении и за счет силы трения передают вращение обрабатываемым изделиям 1. За счет разворота осей валков 2, 3 возникает продольная составляющая силы трения, которая перемещает обрабатываемые изделия 1 по длине L. Рабочие поверхности валков 2, 3 содержат рабочие участки выпуклой формы и, по крайней мере, один участок вогнутой формы.
Над каждым рабочим участком выпуклой формы расположены два шлифовальных бруска 4. Шлифовальные бруски 4, расположенные над разными рабочими участками валков 2, 3, имеют различную зернистость М, прижаты с разной силой и совершают осцилляцию с разной скоростью. Зернистость каждой пары брусков 4 над выпуклыми участками валка уменьшается от одного конца валка к другому. Величина зернистости M выбирается из условия 3 мкм <M<28 мкм. На первом рабочем участке валков 2, 3 происходит съем основного припуска и формирование размера бомбинированной поверхности изделия 1, а на последующих - повышение качества поверхности. В результате устройство обеспечивает одновременно повышение производительности и получение высокого качества поверхности обрабатываемых изделий.
1
В качестве примера рассмотрим устройство (фиг.1) при общей длине валков L=600 мм, длине вогнутых участков L=300 мм, длине обрабатываемого изделия l=40 мм и амплитуде осцилляции шлифовального бруска h=3 мм получаем два выпуклых рабочих участка:
.
1
1
1
2
2
2
Для шлифовальных брусков могут быть выбраны следующие значения зернистости M, силы прижима P и частоты осцилляции V: M=20 мкм, P=200 H, V=2000 дв.х./мин, F=4 мкм, P=100 Н, V=2800 дв.х./мин.
1
Для устройства (фиг.2) при общей длине валков L=800 мм, длине вогнутых участков L=200 мм, длине обрабатываемого изделия l=40 мм и амплитуде осцилляции шлифовального бруска h=3 мм получаем три выпуклых рабочих участка:
.
1
1
1
2
2
2
3
3
3
Для шлифовальных брусков могут быть выбраны следующие значения зернистости M, силы прижима P и частоты осцилляции V: M=28 мкм, P=200 Н, V=2000 дв.х./мин, M=10 мкм, P=200 H, V=2000 дв.х./мин, M=3 мкм, P=100H, V=2800 дв.х./мин.