Спосіб шліфування опорних шийок та кулачків розподільного вала за один установ

Реферат: Спосіб шліфування опорних шийок та кулачків розподільного вала за один установ, який виконують шліфувальним кругом, що обертається, який здійснює установне переміщення в осьовому напрямку деталі, що обертається навколо власної осі, і забезпечує обробку опорних шийок в режимі круглого шліфування, причому вісь обертання круга переміщується синхронно в поперечному і вертикальному напрямках, що забезпечує розташування точок контакту в горизонтальній площині, яка проходить через вісь обертання інструмента та центр кривизни кулачка, це забезпечує вертикальне розташування дотичної до поверхні деталі в кожній точці контуру, стабілізацію глибини різання, а завдяки нерівномірному обертанню деталі - подачу по контуру та зняття припуску. UA 105101 U (54) СПОСІБ ШЛІФУВАННЯ ОПОРНИХ ШИЙОК ТА КУЛАЧКІВ РОЗПОДІЛЬНОГО ВАЛА ЗА ОДИН УСТАНОВ UA 105101 U UA 105101 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до автомобілебудування, тракторобудування, суднобудування і може бути використана при шліфуванні розподільних валів. Відомий спосіб шліфування кулачків (Патент № 39978 Україна, МПК В24В 19/12. Спосіб шліфування кулачків з увігнутим профілем та пристрій для його здійснення / Юнкер Ервін, DE; опубл. 16.07.2001, Бюл. № 6, 2001), вибрано за аналог. Він включає перший та другий шліфувальні круги для попереднього і остаточного шліфування кулачка, а також третій шліфувальний круг. Діаметр останнього відповідає приблизно подвоєному радіусу увігнутої ділянки профілю, а ширина менше ширини кулачка. Третім шліфувальним кругом попередньо шліфують увігнуті бічні сторони при нерухомому кулачку шляхом поздовжньої подачі круга з утворенням модифікованого проміжного контуру. Шліфувальні шпинделі першого і другого кругів розташовані під кутом або паралельно один одному в шліфувальній бабці. Третій круг змонтований на шпинделі другого круга для остаточного шліфування. При цьому шліфувальна бабка, що несе круги, встановлена з можливістю повороту навколо осі, що проходить в поперечному до кулачкового вала напрямку. Недоліком даного способу є те що, шліфування виконується набором шліфувальних кругів та досить велика габаритність конструкції, в якій потрібно досить часто слідкувати за зносом комплекту шліфувальних кругів. Не розглядається обробка опорних шийок. Найбільш близьким до пропонованого є відомий спосіб шліфування опорних шийок та кулачків розподільних валів за один установ, впроваджений фірмою Junker (Германія) (Шлифование распределительных валов кругами из кубического нитрида бора // Проспект фирмы "Junker maschinen" на станки "JUCAM 1000", "JUCAM 3000", "JUCAM 5000", "JUCAM 6000". Erwin Junker. Maschinen fabric Gmbh, Junkerstrape 2. 77787 Nordrash. Germany. 2006, 8 c.). Обробка опорних шийок виконується вузьким кругом, висота якого менша її довжини, як на круглошліфувальному верстаті. При обробці кулачків контакт з кругом відбувається за рахунок зворотно-поступального руху в площині, яка проходить через вісь обертання інструмента та розподільного вала, що забезпечує обкатку кулачка за один оберт деталі. В процесі обертання розподільного вала точка контакту круга з кулачком виходить з площини, яка проходить через осі обертання інструмента та деталі, що призводить до зміни глибини врізання, яка завжди більше величини припуску, що знімається. Це призводить до нерівномірного зняття припуску, знижує продуктивність і точність обробки. Задача корисної моделі - підвищення продуктивності і точності обробки опорних шийок та кулачків за один установ при глибинному високошвидкісному шліфуванні зі схрещеними осями круга і розподільного вала за рахунок стабілізації глибини різання, подачі по контуру та зняття припуску при нерівномірному обертанні деталі. Дана задача вирішується тим, що вісь обертання круга переміщується синхронно в поперечному і вертикальному напрямках, що забезпечує розташування точок контакту в горизонтальній площині, яка проходить через вісь обертання інструмента та центр кривизни кулачка, це забезпечує вертикальне розташування дотичної до поверхні деталі в кожній точці контуру, стабілізацію глибини різання, а завдяки нерівномірному обертанню деталі - подачу по контуру та зняття припуску. На Фіг. 1 зображено розрахункову схему шліфування розподільного вала; на Фіг. 2, 3 показано схему шліфування кулачка новим способом; на Фіг. 4 - наведено 3D-модель поверхні кулачка розподільного вала; на Фіг. 5, 6- зображено подачу по контуру. На фігурах 1-3 вказані позиції: 1 - розподільний вал, 2 - шліфувальний круг, 3 - опорна шийка розподільного вала, 4 - кулачок, 5 - перша точка контакту шліфувального круга з деталлю, 5' поточна точка контакту шліфувального круга з деталлю. Схема нового способу глибинного шліфування опорних шийок та кулачків зі схрещеними осями круга 2 та деталі 1 (Фіг. 1), при якому після врізання, чорновий припуск знімається торцем круга, за рахунок поздовжнього переміщення, а чистове шліфування опорних шийок та кулачків виконується периферією. При обертанні розподільного вала на кут  (Фіг. 2) точка контакту 5 круга 2 з деталлю 1 переміщується, за рахунок синхронних вертикального S x і поперечного S y рухів інструмента, 55 вона завжди знаходиться в горизонтальній площині, яка проходить через вісь обертання круга та центр кривизни деталі, це забезпечує постійну глибину різання по контуру. Нерівномірне обертання стабілізує подачу по контуру та зняття припуску в порівнянні з методом обробки з рівномірним обертанням розподільного вала. 1 UA 105101 U У модульних 3D-моделях використовуються однокоординатні матриці М1, М2, М3, М4, М5, М6, які описують переміщення вздовж осей X и , Yи , Z и та повороти навколо них Oи X и , OиYи , Oи Z и , відповідно. 5 Радіус-вектор оброблюваної поверхні розподільного вала описується інструментального модуля, модуля орієнтації та модуля формоутворення добутком о r  Czф  yc  S хс  Сzuu (i )u Ru (i )  e 4 , (2)  де Сzuu (i )u Ru (i ) - циліндричний модуль інструментальної поверхні; о S хс - сферичний модуль орієнтації шліфувального круга щодо системи координат деталі; Czф  yc - циліндричний модуль формоутворення, який задає рух інструмента відносно  10 деталі. Циліндричний модуль інструментальної поверхні Сzuu (i )u Ru (i )  M 3Zu i   M 6u   M 2Ru (i) . (3) Сферичний модуль орієнтації шліфувального круга щодо системи координат деталі о S хс  M 5   M1xc  . (4) 15 Циліндричний модуль формоутворення, який задає рух інструмента відносно деталі Czф  yc  M 3Z   M 6   M 2 yc  , (5)  де Z u i  - і-та осьова координата шліфувального круга; 20 25  и - кут повороту інструмента навколо осі Oи Z и ; Ru (i ) - і-тий радіус шліфувального круга;  - кут нахилу шліфувального круга відносно осі OиYи ; х с - міжосьова відстань шліфувального круга і деталі в вертикальній площині; z  - подача, яка описує рух деталі вздовж осі O Z  відносно шліфувального круга;   - кут повороту деталі; y c - міжосьова відстань шліфувального круга і деталі в горизонтальній площині. Поверхня деталі залежить від 6 параметрів. За допомогою наведених нижче рівнянь зв'яжемо чотири параметри z      p , (6) X c     Rm  sin   , (7) Yc     Ru  Rm  cos  , (8) 30 35 40 V  n  0 , (9) де Rm - поточний радіус кривизни кулачка розподільного вала; Ru - радіус шліфувального круга; n - одиничний вектор нормалі до інструментальної поверхні; V - вектор швидкості відносного руху інструмента в системі координат деталі. На Фіг. 4 представлена 3D-модель поверхні кулачка розподільного вала, яка утворена рухом лінії контакту по еквідистанті поверхні деталі. Нерівномірне обертання стабілізує подачу по контуру та зняття припуску (Фіг. 6) в порівнянні з методом обробки з рівномірним обертанням розподільного вала (Фіг. 5). На базі дослідження модульних 3D-моделей запропоновано обробку розподільного вала, який забезпечує стабілізацію глибини різання, подачі по контуру та зняття припуску. Корисна модель може бути застосована в галузях: автомобілебудування, тракторобудування, суднобудування. 2 UA 105101 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Спосіб шліфування опорних шийок та кулачків розподільного вала за один установ, який виконують шліфувальним кругом, що обертається, який здійснює установне переміщення в осьовому напрямку деталі, що обертається навколо власної осі, і забезпечує обробку опорних шийок в режимі круглого шліфування, який відрізняється тим, що вісь обертання круга переміщується синхронно в поперечному і вертикальному напрямках, що забезпечує розташування точок контакту в горизонтальній площині, яка проходить через вісь обертання інструмента та центр кривизни кулачка, це забезпечує вертикальне розташування дотичної до поверхні деталі в кожній точці контуру, стабілізацію глибини різання, а завдяки нерівномірному обертанню деталі - подачу по контуру та зняття припуску. UA 105101 U 4 UA 105101 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5