КОМБИНИРОВАННЫЙ ШЛИФОВАЛЬНЫЙ КРУГ Российский патент 1998 года по МПК B24D5/06 

Изобретение относится к машиностроению, в частности может быть использовано при окончательной обработке заготовок.

Изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в расширении технологических возможностей и упрощении конструкции комбинированных шлифовальных кругов (КШК).

Известен шлифовальный круг [1] , содержащий корпус с абразивными сегментами, закрепленными в оправках, связанных с механизмом их радиального перемещения, который снабжен центральным распорным кольцом с толкателями, шарнирно связанными с оправками. Механизм перемещения обеспечивает радиальное выдвижение абразивных элементов, поддерживая тем самым стабильные геометрические размеры сборного прерывистого шлифовального круга.

Недостатки этого круга: выдвижение элементов производится в его нерабочем состоянии; невозможно использование абразивных элементов разной зернистости; в цепи распорное кольцо - абразивный слой имеются зазоры, что требует правки круга после каждого выдвижения элементов с целью формирования профиля сегментов прерывистого абразивного круга.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является выбранное в качестве прототипа устройство для комбинированного шлифования [2], содержащее корпус из материала с отрицательной магнитострикцией (например, никель), выдвижные элементы из материала с положительной магнитострикцией (например, пермендюра К 49Ф2 или К65) и электромагнит. На периферии корпуса располагается крупнозернистый абразивный слой, а на выдвижных элементах - мелкозернистый абразивный слой.

Недостатками прототипа являются относительная сложность конструкции и узкие технологические возможности.

Указанные недостатки обусловлены тем, что выдвижные элементы совершают лишь малые перемещения (10 - 12 мкм), что обуславливает необходимость использования абразивных элементов только на достаточно жестких связках. Помимо этого для изготовления устройства используют дорогостоящие материалы, а пермендюр к тому же и дефицитен.

Технический результат изобретения - упрощение конструкции и расширение технологических возможностей КШК за счет увеличения диапазона перемещения подвижных элементов.

Техническим решением является то, что комбинированный шлифовальный круг содержит корпус в виде планшайбы с радиальными пазами и крупнозернистым абразивным слоем на периферии, размещенный соосно корпусу фланец с элементами балансировки круга, а также установленные в пазах корпуса с возможностью радиального перемещения элементы с мелкозернистым абразивным слоем и механизмом их радиального перемещения, снабженным электромагнитом. При этом фланец установлен из условия контакта с элементами с мелкозернистым абразивным слоем и направления последних, а механизм радиального перемещения элементов с мелкозернистым абразивным слоем выполнен в виде последовательно установленных на планшайбе с внутренней стороны фланца кольцевого постоянного магнита, выполненного из ферромагнитного материала центрального распорного кольца, жестко соединенной с ним своим основанием лепестковой тарельчатой пружины и пружины возврата, размещенной между тарельчатой пружиной и корпусом. Электромагнит размещен вне корпуса с противоположной стороны от фланца, а лепестки тарельчатой пружины своей периферией жестко связаны с элементами с мелкозернистым абразивным слоем.

По отношению к прототипу у изобретения имеются следующие отличительные признаки: фланец установлен из условия контакта с элементами с мелкозернистым абразивным слоем и направления последних, механизм радиального перемещения указанных элементов выполнен в виде последовательно установленных кольцевого постоянного магнита, центрального распорного кольца, жестко соединенной с ним своим основанием лепестковой тарельчатой пружины и пружины возврата. Причем центральное распорное кольцо выполнено из ферромагнитного материала.

Между отличительными признаками и целью изобретения существует следующая причинно-следственная связь; то, что центральное распорное кольцо выполнено из ферромагнитного материала, позволяет ему перемещаться под действием полей постоянного магнита и электромагнита, а это в свою очередь обеспечивает достаточно большую величину радиального перемещения подвижных элементов с мелкозернистым абразивным слоем, осуществляемого через лепестковую тарельчатую пружину. Все это наряду с исключением использования дорогостоящих и труднодоступных материалов упрощает конструкцию и расширяет технологические возможности комбинированного шлифовального круга.

Для увеличения диапазона перемещения подвижных элементов применена лепестковая тарельчатая пружина. Величина перемещения подвижных элементов в радиальном направлении определяется величиной осевого перемещения центрального распорного кольца, т.е. практически высотой КШК, которая достаточно велика.

На фиг. 1 показан разрез комбинированного шлифовального круга; на фиг. 2 - разрез А-А по фиг. 1; на фиг. 3 - пружина возврата.

Инструмент (КШК) состоит из корпуса в виде планшайбы 1, фланца 2, постоянного магнита 3, центрального кольца 4, лепестковой тарельчатой пружины 5, подвижных (в радиальном направлении) элементов 6, пружины их возврата 7, электромагнита 8, установленного вне корпуса (на кожухе круга или на бабке станка). На периферии корпуса нанесен крупный 9, а на подвижных элементах - мелкий 10 абразивсодержащий слой. Тарельчатая лепестковая пружина в центральном кольце и подвижных элементах крепится винтами 11 и 12.

Центральное кольцо 4 изготовлено из ферромагнитного материала, а планшайба 1, фланец 2, подвижные элементы 6 - из немагнитного материала.

Инструмент работает следующим образом.

На бабку шлифовального станка или защитный кожух приклеивается или прикрепляется любым механическим способом электромагнит. Собранный комбинированный шлифовальный инструмент устанавливается на шпиндель станка. При съеме основной части припуска шлифование происходит крупнозернистым абразивным слоем 9, расположенным на периферии корпуса 1. Шлифование происходит на режимах, соответствующих черновому или чистовому шлифованию. В этом время на катушку электромагнита 8 напряжение не подается, центральное кольцо 4 притянуто к постоянному магниту 3, а подвижные элементы 6 утоплены по отношению к крупнозернистому абразивному слою 9 корпуса 1. После снятия основной части припуска по сигналу контролирующего устройства включается электромагнит 8 и напряжение, подаваемое на его катушку, плавно возрастает. Центральное кольцо 4 отходит от постоянного магнита 3 и, преодолевая его поле, под действием все усиливающегося поля электромагнита 8 перемещается в сторону последнего. Тарельчатая пружина 5 плавно выдвигает подвижные элементы 6 с мелкозернистым абразивным слоем 10. Пружина возврата 7 помимо своей основной функции предназначена для обеспечения плавного перемещения центрального кольца 4 и предотвращения рывка в момент отрыва кольца от постоянного магнита 3. В этот момент подача шлифовальной бабки станка прекращается и производится только выдвижение подвижных элементов. Оставшаяся часть припуска удаляется прерывистым мелкозернистым кругом с режимами, соответствующими чистовому или отделочному шлифованию. Отвод подвижных элементов 6 в исходное положение осуществляется при отключении электромагнита пружиной возврата 7 и постоянного магнита 3. Инструмент готов к обработке следующей детали.

Как показали результаты проверочных расчетов, при использовании заявляемого КШК обеспечивается величина перемещения подвижных элементов до 1,5 мм (у прототипа - 0,012 мм).

Согласно данным проведенных экспериментов изобретение может быть использовано в народном хозяйстве и по сравнению с прототипом обладает следующими преимуществами: заявляемый КШК имеет величину перемещения подвижных элементов, большую в 100 раз и более; заявляемый КШК изготовлен из менее дорогих материалов, что снижает общую стоимость инструмента.

Заявляемое решение не оказывает отрицательного воздействия на состояние окружающей среды.

Использование: машиностроение, в частности, при окончательной обработке заготовок. Сущность: комбинированный шлифовальный круг. содержит корпус в виде планшайбы 1 с радиальными пазами и крупнозернистым абразивным слоем на периферии, размещенный соосно корпусу фланец 2 с элементами балансировки круга, а также установленные в пазах корпуса с возможностью радиального перемещения элементы с мелкозернистым абразивным слоем и механизмом: их радиального перемещения, При этом фланец 2 установлен из условия контакта с элементами 6 с мелкозернистым абразивным слоем и возможностью их направления, а механизм радиального перемещения указанных элементов выполнен в виде последовательно установленных на планшайбе 1 с внутренней стороны фланца 2 кольцевого постоянного магнита 3, выполненного из ферромагнитного материала центрального распорного кольца 4, жестко соединенной с ним своим основанием лепестковой тарельчатой пружины 5 и пружины возврата 7, расположенной между тарельчатой пружиной и корпусом круга. Электромагнит 8 размещен вне корпуса с противоположной стороны относительно фланца, а лепестки тарельчатой пружины своей периферией жестко связаны с элементами, несущими мелкозернистый слой . 3 ил.

Комбинированный шлифовальный круг, содержащий корпус с радиальными пазами и крупнозернистым абразивным слоем на периферии, размещенный соосно корпусу фланец с элементами балансировки круга, а также установленные в пазах корпуса с возможностью радиального перемещения элементы с мелкозернистым абразивным слоем и механизмом их радиального перемещения, снабженным электромагнитом, отличающийся тем, что корпус круга выполнен в виде планшайбы, а фланец установлен из условия контакта с элементами с мелкозернистым абразивным слоем и направления последних, при этом механизм радиального перемещения элементов с мелкозернистым абразивным слоем выполнен в виде последовательно установленных на планшайбе с внутренней стороны фланца кольцевого постоянного магнита, выполненного из ферромагнитного материала центрального распорного кольца, жестко соединенной с ним своим основанием лепестковой тарельчатой пружины и пружины возврата, размещенной между лепестковой тарельчатой пружиной и корпусом круга, причем электромагнит размещен вне корпуса с противоположной стороны относительно фланца, а лепестки тарельчатой пружины своей периферией жестко связаны с элементами с мелкозернистым абразивным слоем.