[go: up one dir, main page]

RU2432239C1 - Method of grinding complex surface parts - Google Patents

Method of grinding complex surface parts Download PDF

Info

Publication number
RU2432239C1
RU2432239C1 RU2010105449/02A RU2010105449A RU2432239C1 RU 2432239 C1 RU2432239 C1 RU 2432239C1 RU 2010105449/02 A RU2010105449/02 A RU 2010105449/02A RU 2010105449 A RU2010105449 A RU 2010105449A RU 2432239 C1 RU2432239 C1 RU 2432239C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
grinding
diamond
circle
wheel
electrode
Prior art date
Application number
RU2010105449/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010105449A (en
Inventor
Владимир Олегович Соколов (RU)
Владимир Олегович Соколов
Владимир Зиновьевич Зверовщиков (RU)
Владимир Зиновьевич Зверовщиков
Алексей Владимирович Соколов (RU)
Алексей Владимирович Соколов
Анатолий Николаевич Машков (RU)
Анатолий Николаевич Машков
Сергей Викторович Ломакин (RU)
Сергей Викторович Ломакин
Павел Александрович Гурин (RU)
Павел Александрович Гурин
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ПГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ПГУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ПГУ)
Priority to RU2010105449/02A priority Critical patent/RU2432239C1/en
Publication of RU2010105449A publication Critical patent/RU2010105449A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2432239C1 publication Critical patent/RU2432239C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to processing of materials by diamond wheels on current-conducting binder and may be used in machine building and instrument making for grinding complex shape parts. Proposed method comprises grinding of part arranged on face-grinding machine by diamond wheel on current-conducting binder in table reciprocation, and electric erosion dressing by electrode-tool outside of machining zone. Electric erosion of grinding wheel working surface is performed periodically after every dual stroke of part with machine table using DC source. Note here that voltage is selected depending upon wheel characteristics and electrode-tool length.
EFFECT: reduced wear, higher efficiency of grinding.
2 dwg, 1 ex, 2 tbl

Description

Изобретение относится к обработке материалов алмазными кругами на токопроводящей связке и может быть использовано в машиностроении и приборостроении для шлифования деталей, преимущественно со сложным профилем поверхности.The invention relates to the processing of materials by diamond wheels on a conductive bond and can be used in mechanical engineering and instrumentation for grinding parts, mainly with a complex surface profile.

Известны способы шлифования деталей алмазными кругами, при которых профилирование и правку кругов после изготовления и в период эксплуатации проводят путем теплового воздействия на алмазоносный слой электрической эрозией [1-3].Known methods for grinding parts with diamond wheels, in which the profiling and dressing of the wheels after manufacturing and during operation is carried out by thermal exposure to the diamond layer by electric erosion [1-3].

Под действием электрических разрядов металлическая связка инструмента частично разрушается, что приводит к восстановлению рельефа режущей поверхности алмазного круга, а следовательно, поддержанию и стабилизации его режущих свойств. Профильное врезное шлифование деталей в отличие от обычного сопровождается повышенными термодинамическими нагрузками на инструмент, что обусловлено увеличенной зоной контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью. Поэтому важно не только уменьшить износ алмазоносного слоя инструмента, но и минимизировать неравномерность износа круга по профилю, так как отдельные участки профиля круга оказываются более нагруженными, что приводит к их интенсивному износу, искажению профиля и уменьшению размерной стойкости инструмента. Сокращение периода стойкости круга при профильном шлифовании требует более частой правки инструмента, подналадки оборудования и, следовательно, приводит к увеличению себестоимости изготовления деталей. При профильном шлифовании происходит неравномерный износ не только алмазного круга, но и электрода-инструмента. Технические решения, направленные на совмещение процессов шлифования и правки круга при перемещении правящего электрода, по траектории, скорректированной в соответствии с неравномерным износом круга или путем нанесения на поверхность правящего электрода-инструмента защитного слоя токопроводящего материала, например графита, для повышения размерной стойкости, являются трудоемкими, сложными в реализации и не гарантируют стабильного достижения точности.Under the influence of electric discharges, the metal bond of the tool is partially destroyed, which leads to the restoration of the relief of the cutting surface of the diamond wheel, and therefore, the maintenance and stabilization of its cutting properties. Profile mortise grinding of parts, unlike usual, is accompanied by increased thermodynamic loads on the tool, which is due to the increased area of contact of the tool with the processed surface. Therefore, it is important not only to reduce the wear of the diamond-bearing layer of the tool, but also to minimize the unevenness of the wear of the wheel along the profile, as certain sections of the profile of the wheel are more loaded, which leads to their intensive wear, distortion of the profile and a decrease in the dimensional stability of the tool. Reducing the period of resistance of the wheel during profile grinding requires more frequent dressing tools, adjusting equipment and, therefore, leads to an increase in the cost of manufacturing parts. In profile grinding, uneven wear occurs not only in the diamond wheel, but also in the tool electrode. Technical solutions aimed at combining grinding and dressing processes when moving the ruling electrode along a path that is adjusted in accordance with uneven wear of the circle or by applying a protective layer of conductive material, such as graphite, to the surface of the ruling electrode-tool to increase dimensional stability, are laborious difficult to implement and do not guarantee stable accuracy.

Наиболее близким заявляемому изобретению является «Способ профильного шлифования» по авт. св. №1151396, В23Н 1/00 [3].The closest to the claimed invention is the "Method of profile grinding" according to ed. St. No. 1151396, B23H 1/00 [3].

Особенностью способа-прототипа является шлифование вместе с изделием на каждом проходе корректирующего электрода-инструмента, длину рабочих участков которого определяют в соответствии с интенсивностью износа соответствующих участков профиля круга. При взаимодействии круга и корректирующего электрода-инструмента с поверхности алмазного шлифовального круга удаляют дополнительный слой материала путем электрической эрозии малоизнашиваемых в процессе обработки участков профиля, в результате восстанавливают первоначальный профиль круга. Высокая интенсивность электрической эрозии металлической связки круга обеспечивается тиристорным генератором импульсов.A feature of the prototype method is grinding together with the product on each pass of the correcting electrode-tool, the length of the working sections of which is determined in accordance with the wear rate of the corresponding sections of the profile of the circle. When the wheel and the correcting electrode-tool interact, the surface of the diamond grinding wheel removes an additional layer of material by electrical erosion of the profile sections that are less wear during processing, and as a result, the original profile of the wheel is restored. The high intensity of electrical erosion of the metal ligament of the circle is provided by a thyristor pulse generator.

Недостатком известного способа является повышенный износ алмазоносного слоя круга, так как суммарный износ на любом участке профиля алмазного шлифовального круга, возникающий в процессе шлифования обрабатываемой поверхности и корректирующего электрода-инструмента, должен соответствовать максимальному износу наиболее нагруженного участка профиля круга. Удаление значительной величины алмазоносного слоя за каждый ход при шлифовании существенно уменьшает срок службы алмазного круга, так как толщина (высота) алмазоносного слоя круга ограничена условиями производства кругов.The disadvantage of this method is the increased wear of the diamond layer of the wheel, since the total wear on any section of the diamond grinding wheel profile that occurs during grinding of the work surface and the correcting electrode-tool must correspond to the maximum wear of the most loaded section of the profile of the wheel. Removing a significant amount of diamond-bearing layer for each stroke during grinding significantly reduces the life of the diamond wheel, since the thickness (height) of the diamond-bearing layer of the wheel is limited by the conditions for the production of wheels.

Техническим результатом заявляемого изобретения является уменьшение износа алмазоносного слоя при правке и повышение производительности шлифования алмазными кругами на металлических связках.The technical result of the claimed invention is to reduce the wear of the diamond layer during dressing and increase the productivity of grinding with diamond wheels on metal bonds.

Технический результат достигается тем, что на рабочую поверхность алмазного круга на токопроводящей (металлической) связке периодически после каждого двойного хода детали осуществляют электроэрозионное воздействие от источника постоянного тока, причем величину напряжения U определяют по выражениюThe technical result is achieved by the fact that on the working surface of the diamond wheel on a conductive (metal) sheaf periodically after each double stroke of the part, an electrical discharge is carried out by a direct current source, and the voltage value U is determined by the expression

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где kc - коэффициент, зависящий от типа связки;where k c is a coefficient depending on the type of ligament;

Dk - диаметр (наружный) шлифовального круга;D k - diameter (outer) of the grinding wheel;

Δ=(4-7)%Zmax - толщина алмазоносного слоя, удаляемого с поверхности круга при однократном воздействии (за один двойной ход стола станка);Δ = (4-7)% Z max is the thickness of the diamondiferous layer removed from the surface of the circle with a single exposure (for one double stroke of the machine table);

lэ - длина правящего электрода-инструмента;l e - the length of the ruling electrode-tool;

Z - количество алмазных зерен, приходящихся на 1 мм2 рабочей поверхности круга;Z is the number of diamond grains per 1 mm 2 of the working surface of the circle;

η=0,1-0,12 - коэффициент, определяющий количество зерен, участвующих в резании;η = 0.1-0.12 - coefficient determining the number of grains involved in cutting;

β=0,85-0,95 - коэффициент, учитывающий вероятность возникновения электрических разрядов при стружечном замыкании;β = 0.85-0.95 - coefficient taking into account the likelihood of electrical discharges during chip short circuit;

k - концентрация алмазов в алмазоносном слое шлифовального круга.k is the concentration of diamonds in the diamond-bearing layer of the grinding wheel.

Предлагаемый способ позволяет уменьшить интенсивность эрозионного разрушения металлической связки алмазоносного слоя круга при электроэрозионном способе правки профиля круга за счет использования вместо генератора импульсов источника постоянного тока и ограничить электрические параметры импульсов, что позволяет восстановить режущие свойства круга и сохранить точность профиля при меньшей величине удаляемого материала связки. Дозированное воздействие электрических разрядов на связку инструмента приводит к периодическому восстановлению рельефа режущей поверхности алмазного круга, а следовательно, к поддержанию и стабилизации его режущих свойств. Воздействие электрических разрядов на стружку, образующуюся при шлифовании в зоне резания, приводит к частичному ее сгоранию, что улучшает эвакуацию продуктов обработки и предотвращает «засаливание» режущей поверхности алмазного шлифовального круга.The proposed method allows to reduce the intensity of erosive destruction of the metal bond of the diamondiferous layer of the circle with the electroerosive method of straightening the profile of the circle due to the use of a direct current source instead of the pulse generator and to limit the electrical parameters of the pulses, which allows to restore the cutting properties of the circle and maintain the profile accuracy at a lower value of the removed material of the binder. The dosed effect of electric discharges on the tool bundle leads to periodic restoration of the relief of the cutting surface of the diamond wheel, and therefore to the maintenance and stabilization of its cutting properties. The impact of electric discharges on the chips generated during grinding in the cutting zone leads to its partial combustion, which improves the evacuation of the processed products and prevents “salting” of the cutting surface of the diamond grinding wheel.

Технических решений со сходными отличительными признаками по патентной и научно-технической литературе не обнаружено, следовательно заявляемый способ обладает существенными отличиями.Technical solutions with similar distinctive features in the patent and scientific literature are not found, therefore, the inventive method has significant differences.

На фиг.1 приведена принципиальная схема для реализации заявляемого способа, где 1 - обрабатываемая деталь, 2 - корректирующий электрод-инструмент, 3 - алмазный шлифовальный круг (пунктиром показан круг в крайних положениях), 4 - источник постоянного тока, на виде А изображены профили электрода-инструмента и алмазного круга. На фиг.2 - схема электроэрозионного воздействия на алмазоносный слой круга от источника постоянного тока, где 2 - корректирующий электрод-инструмент, 3 - алмазный шлифовальный круг, 5 - алмазные зерна, 6 - стружки металла, 7 - микродуговой разряд, 8 - эрозионный след.Figure 1 shows a schematic diagram for implementing the proposed method, where 1 is a workpiece, 2 is a corrective electrode-tool, 3 is a diamond grinding wheel (the dotted line shows the circle in extreme positions), 4 is a constant current source, profiles A are shown in A tool electrode and diamond wheel. Figure 2 - diagram of the electroerosive effect on the diamond layer of the circle from a constant current source, where 2 is a correcting electrode-tool, 3 is a diamond grinding wheel, 5 is diamond grains, 6 is metal chips, 7 is an microarc discharge, 8 is an erosion trace .

Способ шлифования осуществляют следующим образом. Обрабатываемую деталь 1 устанавливают на стол станка, на котором вне зоны обработки закрепляют изолированный от стола корректирующий электрод-инструмент 2. Алмазный шлифовальный круг 3 на токопроводящей связке и электрод-инструмент 2 подключают к соответствующим полюсам источника постоянного тока 4 и устанавливают допустимую условиями выполнения операции величину напряжения U. Шлифовальному кругу 3 задают вращение со скоростью νk, а столу станка с обрабатываемой деталью 1 и электродом-инструментом 2 сообщают возвратно-поступательное перемещение Sпр. Подачу на глубину шлифования tм круга 3 осуществляют за каждый двойной ход стола, т.е. обработку производят по схеме врезного шлифования.The grinding method is as follows. The workpiece 1 is installed on the table of the machine, on which, outside the processing zone, a correction electrode-tool 2 is insulated from the table. The diamond grinding wheel 3 on the conductive bond and the electrode-tool 2 are connected to the corresponding poles of the DC source 4 and the value allowed by the conditions of the operation is set voltage U. The grinding wheel 3 is set to rotate at a speed of ν k , and the reciprocating machine is informed of the table of the machine with the workpiece 1 and the electrode-tool 2 relocation S ave The feed to the grinding depth t m circle 3 is carried out for each double stroke of the table, i.e. processing is carried out according to the mortise grinding scheme.

За каждый двойной ход стола кругу 3 обеспечивают контакт с электродом-инструментом 2, подвергая профиль круга электроэрозионной правке и удаляя с электрода-инструмента 2 слой материала, равный величине tм.For each double stroke of the table, the circle 3 provides contact with the electrode-tool 2, subjecting the profile of the circle to EDM and removing a layer of material equal to t m from the electrode-tool 2.

Необходимым условием электроэрозионного воздействия на металлическую связку алмазоносного слоя шлифовального круга является дискретность удаления материала связки. С поверхности электрода-инструмента 2 (фиг.2) при его сближении с алмазными зернами 5 круга 3 снимаются стружки 6 металла, замыкающие электроды при подведении к ним постоянного тока. Под влиянием высоких температур, развивающихся на площадке контакта со стружкой, происходят оплавление стружки и возникновение микродугового разряда 7, оставляющего эрозионный след 8 на связке алмазного круга 3. В зону контакта подается межэлектродная жидкостная среда (обычно водный раствор буры или соды) или обработка производится без подачи жидкости на воздухе. Наличие на поверхности алмазного круга большого количества зерен и высокая скорость их перемещения при контакте с электродом-инструментом обеспечивают эффективную электрическую эрозию материала связки круга. Процесс эрозии характеризуется высокой частотой следования электрических импульсов и небольшой их длительностью. На процесс эрозии влияют размер и концентрация зерен на поверхности алмазного круга, материал связки и габариты круга.A necessary condition for the electroerosive effect on the metal bond of the diamond-bearing layer of the grinding wheel is the discreteness of removal of the bond material. From the surface of the electrode-tool 2 (Fig.2) when it draws closer to the diamond grains 5 of the circle 3, metal chips 6 are removed, closing the electrodes when a direct current is applied to them. Under the influence of high temperatures developing at the site of contact with the chips, the chips are melted and a microarc discharge 7 occurs, leaving an erosion trace 8 on the diamond wheel bundle 3. An interelectrode liquid medium (usually an aqueous solution of borax or soda) is fed into the contact zone or fluid supply in air. The presence on the surface of the diamond wheel of a large number of grains and the high speed of their movement in contact with the electrode-tool provide effective electrical erosion of the material of the ligament of the circle. The erosion process is characterized by a high repetition rate of electrical impulses and their short duration. The erosion process is affected by the size and concentration of grains on the surface of the diamond wheel, the ligament material and the dimensions of the wheel.

Величина удаляемого при правке круга материала связки зависит от времени электроэрозионного воздействия на поверхность алмазного круга, а следовательно, от длины lэ шлифуемого участка электрода-инструмента 2 при прочих равных условиях.The value of the ligament material removed when dressing the circle depends on the time of electroerosive action on the surface of the diamond wheel, and therefore on the length l e of the grinding area of the electrode-tool 2, ceteris paribus.

Для уменьшения износа алмазоносного слоя круга при правке электроэрозионным методом величину напряжения U источника постоянного тока определяют по формулеTo reduce the wear of the diamond layer of the circle when editing with the EDM method, the voltage U of the DC source is determined by the formula

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

где kc - коэффициент, зависящий от типа связки;where k c is a coefficient depending on the type of ligament;

Dk - диаметр (наружный) шлифовального круга;D k - diameter (outer) of the grinding wheel;

Δ=(4-7)%Zmax - толщина алмазоносного слоя, удаляемого с поверхности круга при однократном воздействии (за один двойной ход стола станка);Δ = (4-7)% Z max is the thickness of the diamondiferous layer removed from the surface of the circle with a single exposure (for one double stroke of the machine table);

lэ - длина правящего электрода-инструмента;l e - the length of the ruling electrode-tool;

Z - количество алмазных зерен, приходящихся на 1 мм2 рабочей поверхности круга;Z is the number of diamond grains per 1 mm 2 of the working surface of the circle;

η=0,1-0,12 - коэффициент, определяющий количество зерен, участвующих в резании;η = 0.1-0.12 - coefficient determining the number of grains involved in cutting;

β=0,85-0,95 - коэффициент, учитывающий вероятность возникновения электрических разрядов при стружечном замыкании;β = 0.85-0.95 - coefficient taking into account the likelihood of electrical discharges during chip short circuit;

k - концентрация алмазов в алмазоносном слое шлифовального круга.k is the concentration of diamonds in the diamond-bearing layer of the grinding wheel.

Металлические связки алмазных кругов представляют собой многокомпонентные составы, формирование которых производится путем прессования и спекания в пресс-формах. Наиболее распространены связки в виде оловянистых бронз, которые состоят из порошков меди и олова с различными легирующими добавками. Работоспособность алмазных кругов в значительной степени зависит от степени «обнажения», вскрытия зерен из связки при воздействии на связку электрических импульсов. При недостаточном обнажении зерен из связки происходит «засаливание» режущей поверхности круга, что приводит к резкому снижению его работоспособности, а при большой мощности электрических импульсов увеличиваются размеры эрозионных лунок и интенсивность разрушения материала связки, что сокращает срок эксплуатации алмазного круга. При соблюдении оптимальных условий обработки электроэрозионный метод правки обеспечивает алмазным кругам повышенные режущие свойства.Metal bonds of diamond wheels are multicomponent compositions, the formation of which is carried out by pressing and sintering in molds. The most common ligaments are in the form of tin bronzes, which are composed of copper and tin powders with various alloying additives. The performance of diamond wheels largely depends on the degree of “exposure”, opening of grains from a bunch when exposed to a bunch of electrical impulses. With insufficient exposure of grains from the bundle, “cutting” of the cutting surface of the wheel occurs, which leads to a sharp decrease in its working capacity, and with a high power of electrical pulses, the size of erosion holes and the destruction rate of the material of the bundle increase, which reduces the life of the diamond wheel. Under optimal processing conditions, the electroerosive dressing method provides diamond wheels with improved cutting properties.

Поэтому величину коэффициента kc выбирают по данным таблицы 1, составленной на основе экспериментальных данных.Therefore, the value of the coefficient k c is selected according to the data of table 1, compiled on the basis of experimental data.

Таблица 1Table 1 Значения коэффициента kc для различных металлических связок алмазных круговCoefficient k c for various metal bundles of diamond wheels Марка связкиLigament mark M1M1 МЖMF МС1, МС3, МС6MS1, MS3, MS6 МО4MO4 МО16MO16 Ж1G1 Значения kc The values of k c 1one 1,221.22 1,231.23 1,391.39 1,431.43 2,382,38

Толщину Δ алмазоносного слоя связки, удаляемого с поверхности круга при однократном воздействии (за один двойной ход стола станка), определяют по соотношениюThe thickness Δ of the diamond-bearing layer of the bundle removed from the surface of the circle with a single exposure (for one double stroke of the machine table) is determined by the ratio

Δ=(4…7)%Zmax,Δ = (4 ... 7)% Z max ,

где Zmax - максимальный размер алмазных частиц (зерен) в алмазоносном слое круга (Zmax - максимальный размер алмазных зерен указывается в маркировке круга в микрометрах).where Z max - the maximum size of diamond particles (grains) in the diamond layer of the circle (Z max - the maximum size of diamond grains is indicated in the marking of the circle in micrometers).

Меньшее значение диапазона назначают для мелкозернистых кругов, а большее - для крупнозернистых алмазных кругов. Это связано с размерами образующейся при резании стружки, приводящей к возникновению микродуг за счет стружечного замыкания контакта в зазоре «круг - электрод-инструмент».A smaller range value is assigned for fine-grained circles, and a larger one for coarse-grained diamond circles. This is due to the size of the chips generated during cutting, which leads to the appearance of microarcs due to chip contact closure in the gap “circle - electrode-tool”.

Количество Z алмазных зерен, приходящихся на единицу площади рабочей поверхности круга, определяют по таблице 2, предложенной Бакулем В.Н. (Институт сверхтвердых материалов АН УССР).The number Z of diamond grains per unit area of the working surface of the circle is determined by table 2 proposed by V. Bakul. (Institute of Superhard Materials, Academy of Sciences of the Ukrainian SSR).

Таблица 2table 2 Среднее число Z зерен, приходящихся на 1 см2 сечения алмазоносного слоя при 100%-ной концентрации, шт.The average number Z of grains per 1 cm 2 of the cross section of the diamondiferous layer at 100% concentration, pcs. Зернистость порошкаPowder granularity Марка алмазаBrand of diamond АСД (АС2)ASD (AC2) АСР (АС4)ACP (AC4) АСВ (АС6)DIA (AC6) АСК (АС15)ASK (AC15) АССACC 630/500630/500 -- -- -- -- 203203 500/400500/400 -- -- -- 312312 304304 400/315400/315 -- -- 486486 473473 461461 315/250315/250 -- -- 734734 715715 697697 250/200250/200 -- 12101210 11101110 10801080 10601060 200/160200/160 -- 18201820 16801680 16001600 16001600 160/125160/125 29202920 27302730 25402540 24902490 24202420 125/100125/100 43504350 41004100 38403840 37603760 36703670 100/80100/80 64606460 61606160 57805780 57105710 55505550 80/6380/63 95809580 92409240 87508750 86508650 84008400 63/5063/50 1420014200 1390013900 1320013200 1310013100 1270012700 50/4050/40 2120021200 2090020900 2000020000 1990019900 1920019200

Количество η алмазных зерен, участвующих в резании, составляет 10…12% от общего числа зерен, находящихся на поверхности круга. Поэтому принимают коэффициент η=0,1-0,12.The number η of diamond grains involved in cutting is 10 ... 12% of the total number of grains located on the surface of the circle. Therefore, take the coefficient η = 0.1-0.12.

С учетом разновысотности алмазных зерен, выступающих из связки на поверхности круга и колебания размеров стружки, вероятность возникновения разрядов при стружечном замыкании по экспериментальным данным составляет β=0,85…0,95.Taking into account the different heights of diamond grains protruding from the ligament on the surface of the circle and fluctuations in the size of the chips, the probability of discharges during chip closure according to experimental data is β = 0.85 ... 0.95.

Определенная расчетом величина напряжения U позволяет обеспечить дозированное воздействие электрических разрядов на связку круга, достаточное для восстановления рельефа режущей поверхности круга и сохранения точности профиля при минимальной толщине удаляемого слоя связки, что позволяет увеличить срок эксплуатации круга.The voltage U determined by the calculation allows the dosed effect of electric discharges on the ligament of the circle to be sufficient to restore the relief of the cutting surface of the circle and maintain profile accuracy with a minimum thickness of the removed layer of the ligament, which allows to increase the life of the circle.

Время t электроэрозионного воздействия на поверхность алмазоносного слоя шлифовального круга зависит от длины lэ электрода-инструмента 2, которая для плоскошлифовальных станков составляет lэ=50…100 мм. Поэтому в зависимости от скорости движения стола станка (минимальная скорость стола 3 м/мин, а максимальная 25 м/мин) время t для одного рабочего хода ограничивают условием 0,2с≤t≤2с. При значении t<0,2с процесс правки оказывается неудовлетворительным, что приводит к снижению качества поверхности и появлению брака при шлифовании деталей, а при t>2с происходит ускоренный износ алмазоносного слоя круга, который не сопровождается улучшением качества обработки.The time t of the electroerosive effect on the surface of the diamond-bearing layer of the grinding wheel depends on the length l e of the electrode-tool 2, which for surface grinding machines is l e = 50 ... 100 mm. Therefore, depending on the speed of the machine table (the minimum table speed is 3 m / min, and the maximum 25 m / min), the time t for one working stroke is limited by the condition 0.2s≤t≤2s. At a value of t <0.2 s, the dressing process is unsatisfactory, which leads to a decrease in surface quality and the appearance of defects during grinding of parts, and at t> 2 s accelerated wear of the diamond layer of the wheel occurs, which is not accompanied by an improvement in the quality of processing.

ПРИМЕРEXAMPLE

Профильное врезное шлифование плоских образцов из твердого сплава Т5К10 осуществлялось на плоскошлифовальном станке ЗЕ71В алмазным кругом 1А1 250×20×76×5 АС6 100/80 100М1-1. Электроэрозионная правка круга производилась после каждого двойного хода детали со столом станка электродом-инструментом из латуни ЛС59 длиной lэ=90 мм с использованием источника постоянного тока. Коэффициенты и параметры для расчета напряжения U, В по эмпирической формуле определялись следующим образом. Значение коэффициента kc, влияющего на величину электрического импульса при эрозионном разрушении металлической связки M1 круга, находим по таблице 1. Для принятого алмазного круга kc=1. Наружный диаметр круга в соответствии с маркировкой составил Dk=250 мм. Толщина Δ алмазоносного слоя, удаляемого с поверхности круга за один двойной ход стола, составляет Δ=(4…7)%Zmax (Zmax - максимальный размер алмазных зерен). Для принятого круга зернистостью 100/80 максимальный размер зерен составляет Zmax=100 мкм. Тогда принимаем для среднезернистого круга Δ=6%Zmax=0,06·100 мкм = 6 мкм.Profile insert grinding of flat samples of T5K10 hard alloy was carried out on a ZE71V surface grinding machine with a diamond wheel 1A1 250 × 20 × 76 × 5 AC6 100/80 100M1-1. Electroerosive dressing of the circle was carried out after each double stroke of the part with the machine table with an electrode-tool made of LS59 brass with a length l e = 90 mm using a constant current source. The coefficients and parameters for calculating the voltage U, V according to the empirical formula were determined as follows. The value of the coefficient k c affecting the magnitude of the electric pulse during erosive destruction of the metal bond M1 of the circle, we find in table 1. For the adopted diamond wheel k c = 1. The outer diameter of the circle in accordance with the marking was D k = 250 mm. The thickness Δ of the diamond layer removed from the surface of the circle in one double stroke of the table is Δ = (4 ... 7)% Z max (Z max is the maximum size of diamond grains). For the accepted circle with a grain size of 100/80, the maximum grain size is Z max = 100 μm. Then we take for the medium circle Δ = 6% Z max = 0.06 · 100 μm = 6 μm.

Количество Z алмазных зерен, приходящихся на 1 мм2 рабочей поверхности круга (сечения алмазоносного слоя), найдем по таблице 2 для марки АС6 и зернистости 100/80, которое составило Z=57,8. Длину lэ правящего электрода принимаем lэ=90 мм (для плоскошлифовальных станков lэ=50…100 мм). Значения безразмерных коэффициентов η и β принимаем η=0,1-0,12=0,12, а β=0,85-0,95=0,85, соответственно.The number Z of diamond grains per 1 mm 2 of the working surface of the circle (cross-section of the diamondiferous layer) can be found in Table 2 for grade AC6 and grain size 100/80, which amounted to Z = 57.8. The length l e of the leading electrode is taken l e = 90 mm (for surface grinding machines l e = 50 ... 100 mm). The values of the dimensionless coefficients η and β are taken η = 0.1-0.12 = 0.12, and β = 0.85-0.95 = 0.85, respectively.

Концентрация k % алмазных зерен в алмазоносном слое в соответствии с маркировкой составила k=100%.The concentration of k% of diamond grains in the diamond layer in accordance with the marking was k = 100%.

Подставив значения в формулу, найдем величину напряжения U, В:Substituting the values in the formula, we find the magnitude of the voltage U, V:

Figure 00000003
Figure 00000003

Режимы шлифования: скорость круга vK=30 м/с; подача на глубину шлифования tм=0,01 мм/дв.ход; скорость возвратно-поступательного движения стола Sпр=6 м/мин. Время электроэрозионного воздействия на поверхность круга за один двойной ход детали со столом станка составило t=lэ/Sпр=0,09/6=0,015 мин = 0,9 с.Grinding modes: wheel speed v K = 30 m / s; feed to the grinding depth t m = 0.01 mm / dv.hod; the speed of the reciprocating motion of the table S CR = 6 m / min The time of electroerosive impact on the surface of the circle in one double stroke of the part with the machine table was t = l e / S ol = 0.09 / 6 = 0.015 min = 0.9 s.

Установлено, что срок эксплуатации круга увеличился по сравнению с прототипом в 1,5 раза, а производительность шлифования повысилась на 25…30%.It was found that the life of the wheel increased by 1.5 times compared with the prototype, and grinding performance increased by 25 ... 30%.

Источники информацииInformation sources

1. Авт. св. №804408 (СССР) М. кл. В24В 53/00. Способ правки фасонного круга при врезном шлифовании деталей / Филин А.Н., Самарин Ю.П., Еремин А.В., бюл. №6, 1981.1. Auth. St. No. 804408 (USSR) M. cl. B24B 53/00. The way to edit a shaped circle with mortise grinding of parts / Filin A.N., Samarin Yu.P., Eremin A.V., bull. No. 6, 1981.

2. Авт. св. №331869 (СССР) М. кл. В23Р 1/08. Способ электроэрозионной обработки / Гурвич Р.А., Чайка Г.В., бюл. №10, 1972.2. Auth. St. No. 331869 (USSR) M. cl. B23P 1/08. The method of electrical discharge machining / Gurvich R.A., Chaika G.V., bull. No. 10, 1972.

3. Авт. св. №1151396 (СССР) М. кл. В23Н 1/00. Способ профильного шлифования / Дорофеев В.Д., Кольчугин С.Ф., Ящерицын П.И., Мартынов А.Н., бюл. №15, 1985.3. Auth. St. No. 1151396 (USSR) M. cl. B23H 1/00. The method of profile grinding / Dorofeev V.D., Kolchugin S.F., Yascheritsyn P.I., Martynov A.N., bull. No. 15, 1985.

Claims (1)

Способ шлифования сложнопрофильных поверхностей детали, включающий шлифование детали, установленной на столе плоскошлифовального станка, вращающимся алмазным кругом на токопроводящей связке при возвратно-поступательном движении стола и электроэрозионную правку шлифовального круга электродом-инструментом вне зоны обработки, отличающийся тем, что электроэрозионную правку рабочей поверхности шлифовального круга осуществляют периодически после каждого двойного хода детали со столом станка с использованием источника постоянного тока, причем величину напряжения U определяют по выражению
Figure 00000004
,
где kс - коэффициент, зависящий от типа связки и равный 1, 1,22, 1,39, 1,43 и 2,38 соответственно для связок M1, МЖ, МО4, МО16 и Ж1, и равный 1,23 для связок МС1, МС3, МС6;
Dk - наружный диаметр шлифовального круга;
Δ=(4-7)% Zmax - толщина алмазоносного слоя, удаляемого с поверхности круга при однократном воздействии за один двойной ход стола станка,
Zmax - максимальный размер алмазных зерен,
lэ - длина правящего электрода-инструмента,
Z - количество алмазных зерен, приходящихся на 1 мм2 рабочей поверхности круга,
η - коэффициент, определяющий количество зерен, участвующих в резании, составляющий 10-12% от общего числа зерен, находящихся на поверхности круга,
β=0,85-0,95 - коэффициент, учитывающий вероятность возникновения электрических разрядов при стружечном замыкании,
k - концентрация алмазов в алмазоносном слое круга.
A method of grinding complex profile surfaces of a part, including grinding a part mounted on a table of a surface grinding machine, a rotating diamond wheel on a conductive bond during reciprocating movement of the table, and EDM of the grinding wheel with an electrode tool outside the processing zone, characterized in that the EDM editing of the working surface of the grinding wheel periodically after each double stroke of the part with the machine table using a constant source ka, and the magnitude of the voltage U is determined by the expression
Figure 00000004
,
where k with is a coefficient depending on the type of ligament and equal to 1, 1.22, 1.39, 1.43 and 2.38, respectively, for ligaments M1, MF, MO4, MO16 and Zh1, and equal to 1.23 for ligaments MC1 , MS3, MS6;
D k is the outer diameter of the grinding wheel;
Δ = (4-7)% Z max - the thickness of the diamond layer removed from the surface of the circle with a single exposure in one double stroke of the machine table,
Z max - the maximum size of diamond grains,
l e - the length of the ruling electrode-tool,
Z is the number of diamond grains per 1 mm 2 of the working surface of the circle,
η is a coefficient that determines the number of grains involved in cutting, amounting to 10-12% of the total number of grains located on the surface of the circle,
β = 0.85-0.95 - coefficient taking into account the likelihood of electrical discharges during chip short circuit,
k is the concentration of diamonds in the diamond layer of the circle.
RU2010105449/02A 2010-02-15 2010-02-15 Method of grinding complex surface parts RU2432239C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010105449/02A RU2432239C1 (en) 2010-02-15 2010-02-15 Method of grinding complex surface parts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010105449/02A RU2432239C1 (en) 2010-02-15 2010-02-15 Method of grinding complex surface parts

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010105449A RU2010105449A (en) 2011-08-20
RU2432239C1 true RU2432239C1 (en) 2011-10-27

Family

ID=44755536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010105449/02A RU2432239C1 (en) 2010-02-15 2010-02-15 Method of grinding complex surface parts

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2432239C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2822156C1 (en) * 2024-04-05 2024-07-02 Федеральное государственное бюджетное образовательно учреждение высшего образования "Уфимский университет науки и технологий" Method for electrochemical abrasive processing of part with grinding wheel on conductive binder

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113486474B (en) * 2021-07-28 2024-06-11 大连理工大学 A grinding wheel shape design method for grinding complex curved surface parts

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2822156C1 (en) * 2024-04-05 2024-07-02 Федеральное государственное бюджетное образовательно учреждение высшего образования "Уфимский университет науки и технологий" Method for electrochemical abrasive processing of part with grinding wheel on conductive binder

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010105449A (en) 2011-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yan et al. Micro-electrical discharge machining of polycrystalline diamond using rotary cupronickel electrode
Kolli et al. Effect of boron carbide powder mixed into dielectric fluid on electrical discharge machining of titanium alloy
Puertas et al. Optimization of EDM conditions in the manufacturing process of B 4 C and WC-Co conductive ceramics
Maradia et al. Die-sink EDM in meso-micro machining
Menzies et al. Assessment of abrasion-assisted material removal in wire EDM
CN103395002A (en) In-gas discharge dressing and truing method for large-particle diamond grinding wheel
Ramesh et al. Experimental investigation of powder-mixed electric discharge machining of AISI P20 steel using different powders and tool materials
RU2432239C1 (en) Method of grinding complex surface parts
CN1785566A (en) Electric spark-mechanical compound shaping method of metal bindnig agent extra hard abradant sand wheel
CN103624684A (en) Electrospark trimming device for metal binding agent superabrasive formed grinding wheel for sawtooth processing
Srivastava Review of dressing and truing operations for grinding wheels
Gnanavelbabu et al. Optimization of WEDM process parameters on multiple responses in cutting of Ti-6Al-4V
Satija et al. A study in electrical discharge machining using copper tungsten electrode
Sidhu et al. ED machining of particulate reinforced MMC’s
Hourng et al. The improvement of machining accuracy on quartz and glasses by electrochemical discharge machining
Chen et al. The characteristics of cutting pipe mechanism with multi-electrodes in EDM
Khan et al. Enhancement of machining performance during electrical discharge machining of stainless steel with carbon nanotube powder added dielectric fluid
Puthumana Analysis of the effect of ultrasonic vibrations on the performance of micro-electrical discharge machining of A2 tool steel
Zhu et al. Effects of different electrode materials on high-speed electrical discharge machining of W9Mo3Cr4V
Lin et al. Surface modification using a developed hybrid process of electrical discharge machining and abrasive jet machining
Ndaliman et al. Performance of PM compacted Cu-TaC electrodes during EDM
Sabareesan et al. Investigation of spark erosion behavior of rene 41 alloy using powder mixed dielectric fluid
RU2515409C2 (en) Electrode material charge for spark alloying of machine parts
Saliya Comparative Study for the effect of Powder mixed dielectric on Performance of Wire EDM-A Literature Review
Singh et al. The effect of EDM parameters on surface roughness and material removal rate

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120216