СБОРНЫЙ ШЛИФОВАЛЬНЫЙ КРУГ Российский патент 2000 года по МПК B24D5/10 B24B55/02 B24B39/00 

Изобретение относится к области машиностроения, финишным методам обработки и может быть использована для шлифования пластичных (вязких) материалов и сплавов.

При финишных методах обработки трудношлифуемых пластичных материалов, которыми являются жаростойкие и нержавеющие стали, существует проблема в получении качественных бездефектных поверхностей при высокой производительности обработки. Высокие мгновенные температуры в зоне резания с достаточно низким отводом тепла внутрь детали приводит к фазовым превращениям в поверхностном слое и возникновению структурных дефектов, что снижает эксплуатационные качества готовых изделий.

Ближайшим техническим решением - аналогом (прототипом) является шлифовальный круг для шлифования преимущественно труднообрабатываемых материалов, в том числе и пластичных материалов, содержащий полый металлический корпус, внутрь которого подается СОТС, снабженный сквозными каналами для его выхода в зону шлифования и абразивосодержащий слой (элементы), нанесенный по периферии [1]. Недостатками данного абразивного круга является невысокое качество обрабатываемых поверхностей из-за прижогов и задиров, быстрое засаливание режущей поверхности круга, не экономичный расход СОТС в связи с постоянным истечением СОТС из отверстий, сильного ее разбрызгивания, приводящего к загрязнению окружающей среды, что требует установки защитных кожухов или экранов, невозможность применения высокоэффективных СОТС.

Технический результат - повышение качества обрабатываемых поверхностей и уменьшение загрязнения окружающей среды.

Технический результат достигается тем, что сборный шлифовальный круг, содержащий полый металлический корпус, заполненный СОТС, снабженный сквозными каналами для выхода СОТС в зону шлифования, и по периферии которого нанесен абразивосодержацщй слой (элементы), имеет центробежные ударные упрочнители (ЦУУ), установленные в сквозных каналах для выхода СОТС, обеспечивающие уменьшения работы сил резания за счет опережающего поверхностного пластического деформирования (ППД), что приводит к снижению температурно-напряженного состояния поверхностного слоя и улучшению качества обрабатываемых поверхностей. ЦУУ, выполненные в виде твердосплавных тел вращения, обеспечивают в процессе ППД получение выглаживающего эффекта, что приводит к снижению шероховатости обрабатываемых поверхностей, причем упрочнители располагаются во втулках, имеющих форму стакана, в дне которого имеется конусное сопло, что позволяет ударнику плотно перекрывать канал от разбрызгивания СОТС вне зоны резания, тем самым уменьшается загрязнение окружающей среды. Втулки расположены в каналах с возможностью регулировочного перемещения в осевом направлении, что позволяет получать требуемую глубину и степень упрочнения поверхностного слоя обрабатываемых деталей, что улучшает их качества, путем изменения вылета ЦУУ за пределы абразивосодержащего слоя.

Предлагаемый сборный шлифовальный круг изображен на фиг. 1. На фиг. 2 - принципиальная схема работы шлифовального круга.

Сборный шлифовальный круг содержит полый металлический корпус 1, с внутренней полостью для размещения в ней СОТС и сквозными каналами 3 для подачи СОТС в зону резания, в каналах на резьбе расположены втулки 4, имеющие форму стакана, в дне которого расположено сопло, притертое по размеру ударника 5, который является ударником ЦУУ.

Ударники во втулках находятся в свободном состоянии, а сами втулки имеют возможность регулировочного перемещения в каналах по резьбе, устанавливая требуемый вылет ударников за пределы круга, который будет изменяться с износом абразивосодержащего слоя 6, нанесенного на периферию круга. Имеется кольцо 7 с отверстиями, диаметром меньше диаметра ударников, для предотвращения выпадения их из каналов. В качестве ударников ЦУУ используют детали в виде твердосплавных тел вращения, например шарики, ролики, конусные бойки. ЦУУ расположены на периферии круга рядами в шахматном или в любом другом порядке, но так, чтобы это не приводило к дисбалансу круга в ходе его работы.

Сборный шлифовальный круг работает следующим образом. При вращении круга под действием центробежных сил ударники располагаются во втулках в крайнем положении и плотно прижимаются к соплу, закрывая каналы от выхода СОТС. Во внутреннюю полость СОТС подается непосредственно перед процессом резания. В процессе резания ударник, имея вылет за пределы круга, ударяется о поверхность обрабатываемой детали и пластически деформирует ее, отскакивает от поверхности детали, открывая канал для выхода СОТС, которая под давлением подается непосредственно в зону резания. После выхода из зоны резания ударник под действием центробежных сил и давления СОТС закрывает канал, исключая разбрызгивания СОТС вне зоны резания. Ударники выполняют две функции: первая - упрочняют поверхностный слой обрабатываемой детали, охрупчивая его, тем самым повышают эффективность шлифования пластичных материалов; вторая - функцию клапана, открывающего канал для подачи СОТС в зоне резания и закрывающего при выходе его из зоны резания, что исключает разбрызгивание СОТС во все стороны.

ППД поверхностного слоя ЦУУ чередуется со съемом упрочненного участка абразивом круга. При выхаживании, когда не происходит съема металла, ЦУУ наклепывает обработанную поверхность, повышая микротвердость поверхностного слоя, уменьшая шероховатость с получением регулярного микрорельефа, что благоприятно сказывается при эксплуатации таких деталей, где требуется высокая износостойкость и маслоудерживающие контактные поверхности.

Применение данного сборного шлифовального круга в машиностроении, при финишных методах обработки дает повышение качества поверхностного слоя со снижением шероховатости, повышение прочности и микротвердости, с более качественной структурой, и улучшение условий труда рабочих с меньшим загрязнением окружающей среды.

Изобретение относится к области машиностроения, финишным методам обработки и может быть использовано для шлифования пластичных (вязких) материалов и сплавов. Сборный шлифовальный круг содержит полый металлический корпус с внутренней полостью для размещения в ней смазочно-охлаждающего технологического средства (СОТС) и сквозными каналами для подачи СОТС в зону резания. В каналах на резьбе расположены втулки, имеющие форму стакана. В его дне расположено сопло, притертое по размеру ударника, который является центробежным ударным упрочнителем (ЦУУ). Шарики во втулках находятся в свободном состоянии. Сами втулки имеют возможность регулировочного перемещения в каналах по резьбе, устанавливая требуемый вылет ударников за пределы круга, который будет изменяться с износом алмазо-содержащего слоя, нанесенного на периферию круга. Имеется кольцо с отверстиями, диаметром меньше диаметра ударников для предотвращения выпадания их из каналов. В качестве ударников ЦУУ используют детали в виде твердосплавных тел вращения, например, шарики, ролики, конусные бойки. ЦУУ расположены на периферии круга рядами в шахматном или в любом другом порядке, но так, чтобы это не приводило к дисбалансу круга в ходе его работы. Такая конструкция повышает качество обработки и уменьшает загрязнение окружающей среды. 2 ил.

Сборный шлифовальный круг, содержащий полый металлический корпус, заполненный смазывающей охлаждающей технологической средой и имеющий сквозные каналы для ее выхода, и абразивосодержащий слой, расположенный по периферии корпуса, отличающийся тем, что круг снабжен размещенными в каналах для выхода смазывающей охлаждающей технологической среды с возможностью регулировочного перемещения в осевом направлении втулками и свободно расположенными во втулках центробежными ударными упрочнителями, выполненными в виде твердосплавных тел вращения, при этом каждая из втулок выполнена в виде стаканов с соплом в ее дне для обеспечения выхода ударного упрочнителя за поверхность абразивосодержащего слоя.