ПРЕРЫВИСТЫЙ АБРАЗИВНЫЙ КРУГ Российский патент 2000 года по МПК B24D5/06 

Изобретение относится к шлифованию, а именно к шлифовальным, полировальным кругам, и может применяться преимущественно на машиностроительных заводах при обработке металлов и сплавов.

Известен прерывистый абразивный круг, содержащий корпус и стаканы коробчатой формы, на которых установлены абразивные элементы, размещенные опорными поверхностями между двумя камерами [1].

Прерывистая периферийная поверхность круга обеспечивает прерывание контакта "обрабатываемое отверстие - абразивный круг" и уменьшает вероятность образования прижогов на поверхности заготовки.

Но технологическая система "станок - приспособление - инструмент-заготовка" периодически разгружаясь в момент прерывания процесса шлифования, формирует на обрабатываемой поверхности волнистость, возрастающую с увеличением расстояния между абразивными элементами.

В качестве прототипа выбрана конструкция прерывистого шлифовального круга, состоящая из абразивных элементов, выполненных в виде стаканов, с опорной поверхностью соответствующей клиновидной форме выступов обоймы [2]. В полость, образуемую обоймой и фланцем, закладывается упругая оболочка, в которую под давлением подается воздух, приводящий инструмент в рабочее состояние. С целью ликвидации разбалансировки круга в процессе работы опорная поверхность металлического основания абразивного стакана выполнена в виде двухскосного клина. Выступы обоймы имеют соответствующую клиновидную форму, что позволяет устранить зазор в соединении абразивных стаканов и выступов обоймы.

Недостатком данного круга является формирование на обрабатываемой поверхности волнистости, возрастающей с увеличением расстояния между абразивными элементами в момент прерывания процесса шлифования. Кроме того, зерна последующих брусков попадают в ранее прорезанные риски-царапины зерен предыдущих брусков, что снижает режущую способность круга, ухудшает шероховатость обработанных поверхностей.

Заявляемое техническое решение позволяет устранить недостатки, свойственные традиционным прерывистым кругам, путем уменьшения зоны прерывания, продольного смещения абразивных элементов в виде стаканов и реализовать принцип неповторяющегося следа.

Поставленная задача решается с помощью прерывистого абразивного круга, который состоит из абразивных элементов в виде стаканов, обоймы и неподвижного фланца, при этом круг дополнительно снабжен подвижным фланцем, установленным с возможностью вращения относительно обоймы, и приводом вращения, обойма выполнена с Т-образными пазами, а стаканы - с опорными поверхностями, соответствующими Т-образным пазам обоймы, кроме того, стаканы подпружинены со стороны неподвижного фланца и установлены в контакте с подвижным фланцем.

Помимо этого круг снабжен храповыми колесами, одно из которых установлено на подвижном фланце, а второе - на приводе вращения подвижного фланца с возможностью зацепления с первым, при этом подвижный фланец со стороны контакта со стаканами выполнен с косым торцом, угол α наклона которого относительно плоскости перпендикулярной оси вращения круга определен из формулы:
α = arctg[l_ср•n/2l],
где 1_ср - среднее расстояние между абразивными зернами абразивных элементов в виде стаканов;
n - любое целое число;
l - расстояние между абразивными элементами в виде стаканов.

Привод вращения подвижного фланца выполнен в виде штока, подвижно установленного в центральном отверстии обоймы с помощью штифта, проходящего через винтовой паз штока, возвратной пружины и храпового колеса, жестко закрепленного на штоке.

На фиг. 1 приведена конструкция прерывистого абразивного круга, продольный разрез; на фиг. 2 - общий вид конструкции; на фиг. 3 - вид слева на фиг. 1.

На обойме 1, изготовленной в виде цилиндра с фланцем с одной стороны и центральным отверстием, имеются продольные Т-образные пазы, в которые установлены абразивные элементы в виде стаканов 2. Металлическим основанием, выполненным с Т-образной опорной поверхностью, абразивные элементы в виде стаканов крепятся в пазах обоймы с помощью прижимной планки 3. Регулировка минимального зазора, необходимого для скользящей посадки абразивных элементов в виде стаканов в пазах обоймы, осуществляется с помощью прокладки 4 и винтов 5. Со стороны неподвижного фланца обоймы абразивные элементы в виде стаканов 2 отжимаются пружинами 6, которые вставлены в направляющие гильзы 7. С другой стороны абразивные элементы в виде стаканов 2 контактируют с косым торцом, выполненным под некоторым углом
α = arctg[l_ср•n/2l],
к плоскости перпендикулярной оси вращения круга,
где 1_ср - среднее расстояние между абразивными зернами абразивных элементов в виде стаканов;
n - любое целое число;
l - расстояние между абразивными элементами в виде стаканов;
подвижного фланца 8. Кроме того, на подвижном фланце на противоположном торце закреплено одно храповое колесо 9 винтами 10. От осевого перемещения подвижный фланец удерживается кольцом 11. Для предохранения попадания шлама в привод поворота подвижного фланца, на последнем закреплен кожух 12 винтами 13. Привод поворота подвижного фланца состоит из штока 14, подвижно смонтированного в центральном отверстии обоймы, на котором на шпонке закреплено другое храповое колесо 15 с помощью двух гаек 16 и наконечник 17. С помощью возвратной пружины 18, расположенной в центральном отверстии обоймы и опирающейся на пяту 19 и кольцо 20, шток постоянно поджат к штифту 21, проходящему через винтовой паз штока. Профиль винтового паза обеспечивает вращательное движение штока при продольном перемещении данного инструмента и при его встрече с неподвижным упором 22. С целью уменьшения трения вращающегося наконечника 17 о неподвижный упор 22, первый снабжен закаленной вставкой 23 и шариком 24, которым он контактирует с неподвижным упором, преодолевая сопротивление пружины 18. Для предохранения от попадания абразивной пыли и шлама в зазоры Т-образных пазов обоймы, в которых размещены и дискретно перемещаются абразивные элементы в виде стаканов 2, на внутренних поверхностях последних приклеены резиновые уплотнители 25.

Собранный с абразивными элементами в виде стаканов 2 и приводом вращения подвижного фланца абразивный круг крепится на шпинделе станка коническим отверстием с помощью имеющейся на станке стандартной гайкой, которая закручивается на резьбовой хвостовик 26 обоймы.

Сборку и регулировку прерывистого абразивного круга осуществляют в следующей последовательности.

В отверстие фланца обоймы запрессовывают направляющие гильзы 7. В центральное отверстие обоймы закладывают пяту 19, кольцо 20 и пружину 18, а также второе кольцо и шток 14. Предварительно сжав пружину 18 и совместив винтовой паз штока 14 с поперечным отверстием обоймы, в обойму запрессовывают специальный штифт 21. Притертые к Т-образным пазам обоймы и вставленные в них абразивные элементы в виде стаканов 2 регулируют, добиваясь минимального зазора, винтами 5 и прокладкой 4 прижим планки 3. Собранный с одним храповым колесом 9 подвижный фланец 8 по скользящей посадке устанавливают на обойме и фиксируют от продольного перемещения стопорным кольцом 11. Далее на шток неподвижно монтируют на шпонке второе храповое колесо 15, закрепляя его гайкой и контргайкой 16. Перед тем как закрепить предохранительный кожух 12 винтами 13 на подвижном фланце 8, на шток 14 завинчивают наконечник 17, в котором предварительно завальцованы закаленная вставка 23 и шарик 24.

Перед обработкой производят правку круга и балансировку.

Прерывистый абразивный круг работает следующим образом. За полоборота шпинделя и прерывистого абразивного круга зона резания а-б, находящаяся на его периферии, переместится в положение a₁-б₁, за вторые полоборота она вернется в исходное положение. Следовательно, за полный оборот круга все его периферийные точки зоны резания совершают перемещение вдоль оси вращения, равное величине амплитуды А₀. Кроме того, с каждым двойным ходом или через какое-то количество двойных ходов прерывистый абразивный круг доводят до неподвижного упора. При этом, благодаря остановке штока и винтовому пазу в нем, первое и второе храповые колеса 9 и 15 сцепляясь поворачивают фланец на некоторый угол. Своим косым торцом подвижный фланец заставляет все абразивные элементы в виде стаканов переместиться друг относительно друга в продольном направлении, реализуя принцип неповторяющегося следа. Это дает возможность повысить режущую способность абразивных элементов в виде стаканов и значительно улучшить шероховатость обработанных поверхностей.

Для того, чтобы зерна абразивных элементов в виде стаканов не попадали в ранее прорезанные риски-царапины, они должны переместиться на половину среднего расстояния между ними или на другую величину, кратную этому расстоянию, что реализовано в разработанном инструменте.

Предлагаемое техническое решение позволяет:
- обеспечить колебание зоны резания, которое предотвращает прижоги и появление микротрещин и увеличить стойкость инструмента;
- реализовать принцип неповторяющегося следа путем подбора величины угла смещения абразивных элементов в виде стаканов с учетом среднего расстояния между выступами микронеровностей, сформированных абразивными зернами;
- повысить режущую способность абразивных элементов в виде стаканов и значительно на 1-2 класса улучшить шероховатость поверхности;
- повысить производительность обработки в 1,8-2 раза, при этом снизить расход абразивного инструмента на 25%.

Изобретение относится к шлифовальным, полировальным кругам и может применяться преимущественно на машиностроительных заводах. Круг состоит из подвижного фланца, обоймы с фланцем и установленных в обойму стаканов с абразивными элементами. Подвижный фланец имеет привод вращения относительно обоймы. Привод включает шток, проходящий через винтовой паз штока штифт, возвратную пружину. На штоке и подвижном фланце с возможностью зацепления установлены два храповых колеса. Стаканы подпружинены относительно фланца обоймы и установлены в контакте с подвижным фланцем. Последний со стороны контакта выполнен с косым торцом. Угол наклона торца зависит от среднего расстояния между абразивными зернами абразивных элементов и расстояния между стаканами. Предлагаемое техническое решение позволяет увеличить стойкость инструмента, улучшить шероховатость поверхности, предотвратить прижоги и появление микротрещин. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Прерывистый абразивный круг, состоящий из абразивных элементов в виде стаканов, обоймы и неподвижного фланца, отличающийся тем, что круг дополнительно снабжен подвижным фланцем, установленным с возможностью вращения относительно обоймы, и приводом вращения, обойма выполнена с Т-образными пазами, а стаканы - с опорными поверхностями, соответствующими Т-образным пазам обоймы, при этом стаканы подпружинены со стороны неподвижного фланца и установлены в контакте с подвижным фланцем. 2. Круг по п.1, отличающийся тем, что он снабжен храповыми колесами, одно из которых установлено на подвижном фланце, а второе - на приводе вращения подвижного фланца с возможностью зацепления с первым, при этом подвижный фланец со стороны контакта со стаканами выполнен с косым торцом, угол α наклона которого относительно плоскости, перпендикулярной оси вращения круга, определен из формулы
α = arctg[l_ср•n/2l],
где l_ср - среднее расстояние между абразивными зернами абразивных элементов;
n - любое целое число;
l - расстояние между абразивными элементами. 3. Круг по п.1 или 2, отличающийся тем, что привод вращения подвижного фланца выполнен в виде штока, подвижно установленного в центральном отверстии обоймы с помощью штифта, проходящего через винтовой паз штока, возвратной пружины и храпового колеса, жестко закрепленного на штоке.