RU2094207C1 - Method of abrasive working of rotation surface - Google Patents
Method of abrasive working of rotation surface Download PDFInfo
- Publication number
- RU2094207C1 RU2094207C1 RU96103009A RU96103009A RU2094207C1 RU 2094207 C1 RU2094207 C1 RU 2094207C1 RU 96103009 A RU96103009 A RU 96103009A RU 96103009 A RU96103009 A RU 96103009A RU 2094207 C1 RU2094207 C1 RU 2094207C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tool
- section
- workpiece
- length
- cross
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам обработки конических поверхностей вращения, например колец и роликов конических подшипников с выпуклыми дорожками качения. The invention relates to mechanical engineering, and in particular to methods of processing conical surfaces of revolution, for example, rings and rollers of tapered bearings with convex raceways.
Известен способ абразивной обработки поверхностей вращения (а. с. N 1199593 B 24 B 1/00 // B 24 B 19/06, Б.И. N 47, 1985), при котором берут инструмент, форма профиля которого в осевом сечении заготовки представляет дугу окружности, и обкатывают им обрабатываемую поверхность, при этом скорость обкатки и (или) силу прижима инструмента к заготовке выбирают по математической зависимости. A known method of abrasive machining of surfaces of revolution (and.with. N 1199593 B 24
Недостатком данного способа является то, что он не может обеспечить высокую точность формы выпуклости на конической поверхности, так как в процессе обкатки постоянная ширина инструмента (в плоскости перпендикулярной оси вращения заготовки) взаимодействует с различными диаметрами обрабатываемой поверхности. С наименьшего диаметра конической заготовки будет удален наибольший припуск, а с наибольшего наименьший припуск. Следовательно, при таких условиях взаимодействия инструмента с конической поверхностью получить на ней требуемую выпуклость в осевом сечении заготовки невозможно. The disadvantage of this method is that it cannot provide high accuracy for the shape of the convexity on the conical surface, since during the rolling process a constant tool width (in the plane perpendicular to the axis of rotation of the workpiece) interacts with different diameters of the machined surface. The largest allowance will be removed from the smallest diameter of the conical blank, and the smallest allowance will be removed from the largest. Therefore, under such conditions of interaction of the tool with a conical surface, it is impossible to obtain the required convexity in it in the axial section of the workpiece.
Наиболее близким по технической сущности является способ абразивной обработки поверхностей вращения (патент N 1809799, B 24 B 1/00, Б.И. N 14, 1993), при котором инструмент, форма которого в осевом и поперечном сечениях представляет окружность, а длина равна длине обрабатываемой поверхности заготовки, прижимают к обрабатываемой поверхности вращающейся заготовки и обкатывают им обрабатываемую поверхность, радиус окружности инструмента в каждом поперечном сечении выбирают по формуле
,
где hmin минимальная ширина инструмента; Rmin радиус профиля инструмента в месте минимальной его ширины; Ri радиус профиля инструмента в i-м сечении; hi ширина инструмента в i-м сечении; перед прижимом устанавливают инструмент так, чтобы его сечение с минимальной шириной совпадало с сечением заготовки с минимальным радиусом, а усилие прижатия при обкатке изменяют пропорционально изменению ширины бруска.The closest in technical essence is the method of abrasive processing of surfaces of revolution (patent N 1809799, B 24
,
where h min is the minimum width of the tool; R min the radius of the profile of the tool in place of its minimum width; R i is the radius of the profile of the tool in the i-th section; h i the width of the tool in the i-th section; Before clamping, set the tool so that its cross section with a minimum width coincides with the cross section of the workpiece with a minimum radius, and the pressing force during break-in is changed in proportion to the change in the width of the bar.
Недостатком данного способа является то, что он, удаляя равномерный припуск по всему обрабатываемому профилю и обеспечивая при этом высокую точность профиля в осевом сечении детали, не может обеспечить требуемую выпуклость конической поверхности, так как не предусматривает целенаправленное удаление припуска с конической поверхности в каждом ее поперечном сечении. The disadvantage of this method is that it, removing a uniform allowance along the entire machined profile and while ensuring high accuracy of the profile in the axial section of the part, cannot provide the desired convexity of the conical surface, since it does not provide for targeted removal of the allowance from the conical surface in each of its transverse section.
Целью изобретения является повышение точности заданной формы образующей конической поверхности путем обеспечения постоянства отношения длины режущей части инструмента к площади удаляемого припуска, обусловленного формой образующей, в каждом из множества сечений взаимодействующих поверхностей инструмента и заготовки. The aim of the invention is to improve the accuracy of a given shape of the generatrix of the conical surface by ensuring a constant ratio of the length of the cutting part of the tool to the area of the removed allowance, due to the shape of the generatrix, in each of the many sections of the interacting surfaces of the tool and the workpiece.
Цель достигается тем, что используют инструмент, ширину в каждом поперечном сечении которого выбирают по формуле
где Ri радиус заготовки в i-м сечении;
li длина режущей части инструмента в i-м сечении.The goal is achieved by using a tool whose width in each cross section is selected by the formula
where R i the radius of the workpiece in the i-th section;
l i the length of the cutting part of the tool in the i-th section.
Сопоставительный анализ заявленного решения с прототипом показал, что предлагаемый способ отличается от известного тем, что берут инструмент, ширину в каждом поперечном сечении которого выбирают по формуле
при этом отношение длины режущей части инструмента, представляющей собой длину следа, оставленного на обрабатываемой поверхности совокупностью режущих зерен, к площади сечения удаляемого припуска в каждом из множества сечений взаимодействующих поверхностей инструмента и заготовки есть величина постоянная. Таким образом, предлагаемый способ соответствует критерию "новизна".A comparative analysis of the claimed solution with the prototype showed that the proposed method differs from the known one in that they take a tool whose width in each cross section is selected by the formula
the ratio of the length of the cutting part of the tool, which is the length of the trace left on the surface to be treated by the combination of cutting grains, to the cross-sectional area of the removed allowance in each of the many sections of the interacting surfaces of the tool and the workpiece is a constant. Thus, the proposed method meets the criterion of "novelty."
Известны технические решения (а. с. N 1199593, B 24 B 1/00 // B 24 B 19/06, Б.И. N 47, 1995), в которых инструмент обкатывает обрабатываемую поверхность. Однако постоянная ширина инструмента не обеспечивает необходимую форму выпуклости на обрабатываемой конической поверхности, которая достигается в заявленном техническом решении. Это позволяет сделать вывод о соответствии условию "изобретательский уровень"
Использование инструмента, ширину в каждом поперечном сечении которого выбирают по формуле
,
где Ri радиус заготовки в i-м сечении;
li длина режущей части инструмента в i-м сечении,
обеспечивает постоянство отношения длины режущей части инструмента, представляющей собой длину следа, оставленного на обрабатываемой поверхности совокупностью режущих зерен, к площади удаляемого припуска в каждом из множества сечений взаимодействующих поверхностей инструмента и заготовки. В результате этого на долю одного и того же зерна бруска в любом произвольном сечении приходится один и тот же микрообъем удаляемого металла, что обеспечивает управляемое удаление припуска различной величины по всему коническому профилю обрабатываемой поверхности и стабильную высокую точность формы выпуклого профиля в осевом сечении детали.Known technical solutions (and.with. N 1199593, B 24
Using a tool whose width in each cross section is selected by the formula
,
where R i the radius of the workpiece in the i-th section;
l i the length of the cutting part of the tool in the i-th section,
provides a constant ratio of the length of the cutting part of the tool, which is the length of the trace left on the surface to be treated by a set of cutting grains, to the area of the removed allowance in each of the many sections of the interacting surfaces of the tool and the workpiece. As a result of this, the same grain of the bar in any arbitrary section accounts for the same microvolume of the metal being removed, which ensures controlled removal of allowances of various sizes along the entire conical profile of the machined surface and stable high accuracy of the shape of the convex profile in the axial section of the part.
На фиг. 1 приведена схема реализации способа; на фиг. 2 инструмент (брусок) и заготовка в минимальном сечении; на фиг. 3 то же, в промежуточном сечении; на фиг. 4 то же, в максимальном сечении; на фиг. 5 приведена схема образования режущей части инструмента в одном из поперечных сечений заготовки; на фиг. 6 вид формы рабочей поверхности инструмента в горизонтальной плоскости. In FIG. 1 shows a diagram of the implementation of the method; in FIG. 2 tools (whetstones) and a workpiece in a minimum section; in FIG. 3 the same in the intermediate section; in FIG. 4 the same in maximum cross section; in FIG. 5 shows a diagram of the formation of the cutting part of the tool in one of the cross sections of the workpiece; in FIG. 6 is a view of the shape of the working surface of the tool in the horizontal plane.
Устройство содержит брусок 1 и оправку 2 для обработки заготовки 3 с обрабатываемой конической поверхностью 4 длиной L (фиг. 1). Величина снимаемого слоя металла Z плавно возрастает от центра к краям обрабатываемой поверхности 4. The device comprises a
Бросок 1 в различных поперечных сечениях заготовки имеет переменную ширину h1, h2 и h3 (фиг. 2, 3 и 4). Площадь удаляемого припуска Sz в сечениях 1-1, 2-2 и 3-3 имеет также переменную величину. Режущая часть инструмента с длиной L, участвующая в съеме материала, представляет собой длину следа, оставленного на обрабатываемой поверхности совокупностью режущих зерен бруска при взаимодействии с заготовкой в рассматриваемом поперечном сечении при одном полном рабочем ходе инструмента (фиг. 5). Рабочая поверхность инструмента в проекции на горизонтальную плоскость имеет форму трапеции с вогнутыми боковыми сторонами (фиг. 6).The
Способ осуществляется следующим образом. Брусок 1, имеющий профиль, форма которого в проекции на горизонтальную плоскость имеет форму трапеции с вогнутыми боковыми сторонами, а в проекции на вертикальную плоскость тороид, предварительно ориентируют относительно детали таким образом, что его торцевая часть минимального основания трапеции с шириной h1 совпадает с минимальным диаметром Dmin обрабатываемой поверхности 4, а максимальное основание трапеции с шириной h3 совпадает с максимальным диаметром Dmax. После ориентации брусок 1 устанавливают путем совмещения его плоскости симметрии в продольном сечении с серединой длины L обрабатываемой поверхности 4. Заготовке 3 сообщают вращение и брусок 1 прижимает к ее конической поверхности 4.The method is as follows. A
При перекатывании абразивного бруска 1 вдоль профиля конической поверхности 4 каждая точка его рабочей поверхности периодически контактирует с обрабатываемой поверхностью без проскальзывания, т.е. взаимодействие бруска и заготовки осуществляется точечным контактом. Точка m на бруске 1 совпадает с точкой m' на поверхности заготовки, а точка n с точкой n'. Давление бруска 1 в направлении от минимального диаметра Dmin (сечение 1-1) к большему Dmax (сечение 3-3) увеличивается пропорционально изменению диаметров конической поверхности 4 в каждом ее поперечном сечении (фиг. 1 4).When rolling the
В месте соприкосновения бруска с обрабатываемой конической поверхностью в некотором поперечном сечении происходит начало формирования его режущей части (фиг. 5 положение инструмента 1-1, точка A1). При этом в работе резания участвует только одно абразивное зерно (или точка взаимодействия поверхности инструмента и заготовки). При перекатывании инструмента (например, в направлении наименьшего диаметра Dmin) в работу вступают зерна, которые, срезая стружку и производя работу, увеличивают режущую часть инструмента в данном поперечном сечении заготовки, установленную первым зерном (точкой) (положение инструмента 2-2, точки ). Каждые последующие зерна (точки), срезая стружку, также увеличивают режущую часть инструмента установленную предыдущими зернами, и это продолжается до образования полной дуги режущей части инструмента li (положение инструмента 3-3, точки ). Следовательно, длина режущей части бруска, участвующая в съеме металла, представляет собой длину следа, оставленного на обрабатываемой поверхности совокупностью точек (режущих зерен) взаимодействия бруска и заготовки в рассматриваемом поперечном сечении. Дальнейшее перемещение бруска вызывает аналогичные образования режущих частей на обрабатываемой поверхности в любом из множества поперечных сечений заготовки. Длина следа в произвольном сечении (фиг. 2, 3 и 4) рассчитывается по формуле
li= Ri•2β,
где Ri радиус в i-м сечении, 2β угол охвата бруска. Откуда
Ширину инструмента в i-м сечении определяем по формуле (фиг. 2, 3 и 4)
hi= 2•Ri•sin(β).
Подставляя получаем
,
где Ri радиус заготовки в i-м сечении;
li длина режущей части инструмента в i-м сечении заготовки.In the place of contact of the bar with the machined conical surface in a certain cross section, the formation of its cutting part begins (Fig. 5, the position of the tool 1-1, point A 1 ). In this case, only one abrasive grain (or the point of interaction of the tool surface and the workpiece) is involved in the cutting work. When rolling the tool (for example, in the direction of the smallest diameter D min ), grains come into operation, which, cutting chips and doing work, increase the cutting part of the tool in this cross section of the workpiece, set by the first grain (point) (tool position 2-2, points ) Each subsequent grains (points), cutting the chips, also increase the cutting part of the tool set by the previous grains, and this continues until the complete arc of the cutting part of the tool l i (position of the tool 3-3, points ) Consequently, the length of the cutting part of the bar participating in the removal of metal is the length of the trace left on the surface to be treated by the set of points (cutting grains) of interaction between the bar and the workpiece in the cross section under consideration. Further movement of the bar causes a similar formation of cutting parts on the work surface in any of the many cross sections of the workpiece. The length of the trace in an arbitrary section (Fig. 2, 3 and 4) is calculated by the formula
l i = R i • 2β,
where R i is the radius in the ith section, 2β is the angle of the bar. Where from
The width of the tool in the i-th section is determined by the formula (Fig. 2, 3 and 4)
h i = 2 • R i • sin (β).
Substituting we get
,
where R i the radius of the workpiece in the i-th section;
l i the length of the cutting part of the tool in the i-th section of the workpiece.
В силу того что ширина инструмента в каждом поперечном сечении выбирается по формуле (1) и его рабочий профиль при этом имеет форму трапеции с вогнутыми боковыми сторонами (фиг. 6), то значение длины режущей части инструмента в поперечных сечениях заготовки различно. При выполнении условия постоянства отношения длины режущей части инструмента li к площади удаляемого припуска SZi (li/SZi= const) величина снимаемого слоя металла плавно возрастает от середины к краям обрабатываемой поверхности. Из этого следует, что на каждое единичное зерно в произвольном сечении бруска приходится один и тот же микрообъем удаляемого металла.Due to the fact that the width of the tool in each cross section is selected according to the formula (1) and its working profile in this case has the shape of a trapezoid with concave lateral sides (Fig. 6), the value of the length of the cutting part of the tool in the cross sections of the workpiece is different. When the condition for the constancy of the ratio of the length of the cutting part of the tool l i to the area of the removed allowance S Zi (l i / S Zi = const) is fulfilled, the value of the metal layer to be removed gradually increases from the middle to the edges of the machined surface. From this it follows that for every single grain in an arbitrary section of the bar one and the same microvolume of the removed metal is accounted for.
Этим условием обеспечивается необходимый выпуклый симметричный профиль на конической поверхности, а следовательно, и высокая герметическая точность формы в ее осевом сечении. This condition provides the necessary convex symmetrical profile on the conical surface, and hence the high hermetic accuracy of the shape in its axial section.
Пример. Рассмотрим обработку дорожки качения внутреннего кольца конического подшипника 7516. Example. Consider processing the raceway of the inner ring of a tapered bearing 7516.
Заготовка имеет прямолинейную коническую поверхность с минимальным диаметром Dmin заг= 40,24 мм, максимальным диаметром Dmax заг=50,2 мм и средним диаметром Dср заг=45,22 мм.The workpiece has a straight conical surface with a minimum diameter D min zag = 40.24 mm, a maximum diameter D max zag = 50.2 mm and an average diameter D cf zag = 45.22 mm.
Необходимо получить кольцо с выпуклым симметричным профилем на конической поверхности, у которой Dmin дет= 40,14 мм, Dmax дет= 50,06 мм и Dср дет=45,14 мм. Следовательно, припуск по обрабатываемой поверхности распределяется следующим образом: в сечении 1-1 удаляется припуск Z1-1=0,05 мм, в сечении 2-2 Z2-2=0,04 мм и в сечении 3-3 - Z3-3=0,07 мм.It is necessary to obtain a ring with a convex symmetrical profile on a conical surface in which D min det = 40.14 mm, D max det = 50.06 mm and D cf det = 45.14 mm. Therefore, the allowance on the treated surface is distributed as follows: in section 1-1, the allowance Z 1-1 = 0.05 mm is removed, in section 2-2 Z 2-2 = 0.04 mm and in section 3-3 - Z 3 -3 = 0.07 mm.
В соответствии с рекомендациями (Мазальский В.Н. Суперфинишные станки. Л. Машиностроение, 1988, 26 с.) принимаем угол охвата бруска 2β в сечении 1-1 равным 2β1-160o.In accordance with the recommendations (Mazalsky VN Superfinishing machines. L. Mashinostroenie, 1988, 26 pp.), We take the angle of the bar 2β in section 1-1 equal to 2β 1-1 60 o .
Тогда длина режущей части инструмента в сечении 1-1 будет равна
При этом площадь удаляемого припуска составит
Исходя из постоянства отношения
,
находим величину C
Следовательно, можно определить длины режущих частей инструмента в сечениях 2-2 и 3-3, обеспечивающих заданную выпуклость.Then the length of the cutting part of the tool in section 1-1 will be equal to
The area of the removed allowance will be
Based on the constancy of the relationship
,
we find the value of C
Therefore, it is possible to determine the lengths of the cutting parts of the tool in sections 2-2 and 3-3, providing a given convexity.
Согласно формуле (1) находим ширину бруска в сечении 1-1
в сечении 2-2
в сечении 3-3
Исходя из пропорциональности количества зерен на рабочей поверхности инструмента определим количество зерен на длинах дуг режущей части в сечениях 1-1, 2-2 и 3-3. Приняв шаг между зернами равным t=0,1 мм, получаем
Объем металла, подлежащий удалению с поверхности заготовки (по ширине кольцо k=1 мм) составляет
в сечении 1-1
в сечении 2-2
в сечении 3-3
Тогда объем металла, приходящийся на одно зерно, составит
в сечении 1-1
в сечении 2-2
в сечении 3-3
Следовательно, предлагаемый способ обеспечивает условие, при котором на одно зерно в любом произвольном поперечном сечении взаимодействующих поверхностей режущего инструмента и детали приходится одинаковый микрообъем удаляемого металла, но при этом величина снимаемого припуска в данных сечениях различна, чем и достигается заданная высокая геометрическая точность формы выпуклого симметричного профиля конической поверхности.
According to the formula (1) we find the width of the bar in section 1-1
in section 2-2
in section 3-3
Based on the proportionality of the number of grains on the working surface of the tool, we determine the number of grains at the lengths of the arcs of the cutting part in sections 1-1, 2-2 and 3-3. Taking the step between grains equal to t = 0.1 mm, we obtain
The volume of metal to be removed from the surface of the workpiece (ring width k = 1 mm) is
in section 1-1
in section 2-2
in section 3-3
Then the volume of metal per grain is
in section 1-1
in section 2-2
in section 3-3
Therefore, the proposed method provides a condition under which the same microvolume of the metal to be removed is equal to one grain in any arbitrary cross-section of the interacting surfaces of the cutting tool and the part, but the size of the removed allowance in these sections is different, thereby achieving a given high geometric accuracy of the shape of a convex symmetric conical surface profile.
Claims (1)
где Ri радиус заготовки в i-м сечении;
li длина режущей части инструмента в i-м сечении заготовки,
при этом отношение длины режущей части инструмента, представляющей собой длину следа, оставленного на обрабатываемой поверхности совокупностью режущих зерен, к площади сечения удаляемого припуска в каждом из множества сечений взаимодействующих поверхностей инструмента и заготовки есть величина постоянная.A method of abrasive treatment of surfaces of revolution, in which the tool, the profile of which in axial and transverse sections is a circle and the length is equal to the length of the workpiece surface, is pressed against the workpiece surface of the rotating workpiece and is rolled around the surface to be machined, before the clamp, the tool is set so that its cross section with the minimum width coincided with the cross section of the workpiece with the minimum radius, and the pressing force during the run-in is changed in proportion to the change in the width of the bar , characterized in that they take the tool, the width in each cross section of which is selected by the formula
where R i the radius of the workpiece in the i-th section;
l i the length of the cutting part of the tool in the i-th section of the workpiece,
the ratio of the length of the cutting part of the tool, which is the length of the trace left on the surface to be treated by the combination of cutting grains, to the cross-sectional area of the removed allowance in each of the many sections of the interacting surfaces of the tool and the workpiece is a constant.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96103009A RU2094207C1 (en) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | Method of abrasive working of rotation surface |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96103009A RU2094207C1 (en) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | Method of abrasive working of rotation surface |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2094207C1 true RU2094207C1 (en) | 1997-10-27 |
RU96103009A RU96103009A (en) | 1998-02-27 |
Family
ID=20176976
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96103009A RU2094207C1 (en) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | Method of abrasive working of rotation surface |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2094207C1 (en) |
-
1996
- 1996-02-15 RU RU96103009A patent/RU2094207C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1199593, кл. B 24 B 1/00, 1985. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3101467B2 (en) | How to precisely machine the surface of a workpiece | |
US20080292233A1 (en) | Rolling Bearing and Method for the Production Thereof | |
US3827269A (en) | Roll forming apparatus | |
JP2004322307A (en) | Superfinishing device and method, rolling element, and rolling bearing | |
GB2290996A (en) | Precision finishing process | |
RU2094207C1 (en) | Method of abrasive working of rotation surface | |
US10946497B2 (en) | Processing tool, particularly a roll tool, and method of processing a cylindrical sliding surface | |
RU1809799C (en) | Method for abrading of surfaces of revolution | |
US4592173A (en) | Hone for gerotor stators, and honing method | |
RU2094206C1 (en) | Method of abrasive working of rotation surface | |
JP6517105B2 (en) | Superfinishing method of roller bearing rolling surface | |
JPH0753890Y2 (en) | Flat surface burnishing tool | |
SU1199394A1 (en) | Tool for rolling barrel-shaped teeth | |
RU2325261C2 (en) | Combined method for grinding and surface plastic deformation | |
RU2332293C1 (en) | Method of processing spherical surfaces by surface plastic deformation | |
SU841750A1 (en) | Apparatus for spinning convex chamfers | |
US3731511A (en) | Machine and method for rolling conical workpiece | |
SU738848A1 (en) | Burnishing tool | |
JP2787411B2 (en) | How to use a rotating whetstone | |
RU2058877C1 (en) | Method for concurrent two-sided machining of conical part end faces | |
SU1159681A1 (en) | Apparatus for cold straightening of shaft-type work | |
RU2137582C1 (en) | Method of finishing treatment | |
SU1692302A3 (en) | Apparatus for rotation drawing of articles with complex surface | |
JP3520224B2 (en) | Inner surface machining tool for cylindrical body and machining method using the same | |
RU2092293C1 (en) | Method of centerless grinding |