Радиальное биение, вызванное изменяющейся режущей способностью абразивного круга.

Рассмотрена проблема возникновения радиального биения при изготовлении деталей с периодичным профилем. Практические исследования показали, что одной из причин появления радиального биения является постоянно изменяющееся режущая способность круга и, в свою очередь, частота правки круга (рисунок 9.11). В процессе шлифования происходит постепенное ухудшение режущей способности абразивного круга (притупление режущих зерен, засаливание) и потеря точности профиля инструмента. Таким образом, величина снимаемого припуска постепенно уменьшается. Обработанный профиль, будет отличаться от последующего, размерами и формой.

На соседних шагах эта разница будет незначительна, но разница растет и суммируется к последующему шагу. Особенно будет максимальная разница между шагом, после обработкой правленым инструментом, и предыдущим шагом. Эта разница шагов и будет максимальным радиальным биением в пределах между двумя циклами правки абразивного инструмента. Таким образом, изменение режущей способности круга приводит к накопленной погрешности. На данный момент, в производстве, для уменьшения этой погрешности, вызванной накопленным радиальным биением из-за процесса правки, не используют правку круга на чистовой обработке и (или) добавляют процесс длительного выхаживания, что приводит к увеличению трудоемкости. Процесс правки задается тремя составляющими: поперечная подача, продольная подача, скорость перемещения правящего инструмента, относительно профиля абразивного круга, и частота цикла правки. Влияние продольной и поперечной подачи правящего инструмента рассмотрены многими учеными. Тогда как влияние частоты цикла правки является недостаточно изученным.

Основные требования, предъявляемые к частоте цикла правки:

1. Требуемое рабочее состояние инструмента

a. Режущую способность (производительность)

b. Точность профиля

2. Рациональный расход абразивного инструмента

В процессе обработки проявлялось радиальное биение отдельных зубьев при шлифовании деталей с периодичным профилем, что послужило для исследования этого явления.

Радиальное биение зависит от числа профилей, частоты правки и стойкость круга

∆=f (Z,Zпр,St) (9.2.)

где:

∆-радиальное биение,

Z-число профилей (зубьев),

Zпр- число зубьев обработанных между циклами правки(частота правки),

St-стойкость круга.

(9.3)

где:

i – число профилей (зубцов),

j- количество поперечных подач.

В свою очередь частота правки зависит от продолжительности периода ухудшения режущей способности абразивного круга и потере профиля до заданного значения.

За регулируемую величину выбрана частота правки. Так как ей регулируют период и разницу состояния круга (определяющую накопленную погрешность) между правкой. Влияние других факторов, влияющих на радиальное биение, для данной задачи пренебрегали. Для теоретического изучения была разработана математическая модель составления массива (матрицы) процесса накопления погрешности. Число строк массива, это число шагов детали, а столбцы условное общее число правок. Для составления массива и расчета оптимальных чисел циклов правки по данной мат. модели разработан алгоритм и программа.

Программа написана на Visual Basic см. приложение. Блок схема, которой представлена см. рисунок 9.12. Исходными данными являются, число зубьев (шлиц, граней), диапазон выборки величины накопленной погрешности и приблизительное количество циклов правки. Массив составляется из условных единиц и является обозрительным. Ряд максимальных расчетных величин радиального биения при различной частоте правки абразивного инструмента представлены в виде диаграммы см. рис.3.13. Очевидно, что радиальное биение будет максимально, когда число зубьев детали и частота правки кратны и минимально при их некратном отношении.

Результатом расчета данной программы является ряд оптимальных чисел циклов правки, при которых радиальное биение будет в заданном диапазоне. Фактически этот ряд является рекомендательным для настройки станков с делительным устройством для деталей с периодичным профилем.

В дополнение к общепринятой схеме контроля размеров (радиальное биение) при помощи микрометров и мерительной скобы, предложено применять схему контроля радиального биения в центрах.

Пример: при числе зубьев заготовки Z=16

1 ряд оптимальных чисел циклов правки: 1,3,5,7,9,11,13,17,19,21,23,25,27 (значения b в пределах 1 - 20 max)

2 ряд оптимальных чисел циклов правки: 2,6,10,14,15,18,22,26,29,34,35,37,38,39 (значения b в пределах 20 - 100 max)

Таблица 9.2 Ряд зависимости радиального биения от частоты правки круга.