СБОРНЫЙ МНОГОНИТОЧНЫЙ ШЛИФОВАЛЬНЫЙ КРУГ Российский патент 2001 года по МПК B24D17/00 B23G1/36 

Изобретение относится к области изготовления абразивных инструментов и может быть использовано при финишной абразивной обработке винтовых поверхностей винтов, например винтов винтовых насосов, преимущественно с большим углом подъема витков с использованием метода бегущего локального контакта труднообрабатываемых материалов.

Известен многониточный абразивный круг для наружного шлифования ходовых винтов на резьбошлифовальных станках [1, 2]. Шлифовальный круг с кольцевыми нитками, на рабочем профиле которого заправляют коническую или ступенчатую заборную часть, вращается со скоростью v_и. Продольная подача осуществляется поступательным перемещением изделия относительно рабочей поверхности круга вдоль шлифуемой резьбы. Шлифование производят за один проход. Профилирование многониточного шлифовального круга осуществляют путем накатывания кольцевых канавок стальным роликом, изготовленным из закаленной стали с нарезанными кольцевыми канавками с требуемым шагом и профилем.

Известный многониточный абразивный круг не позволяет интенсифицировать режимы резания, так как мелкозернистые круги, рекомендуемые для получения минимальной шероховатости, при интенсивных режимах дают прижоги.

Слишком твердые круги при традиционном шлифовании быстро засаливаются, слишком мягкие - быстро изнашиваются, что влияет на точность изготовления винтов.

Задачей изобретения является повышение качества и производительности обработки винтов, например винтовых насосов, за счет использования более твердого и менее зернистого многониточного шлифовального круга с аксиально-смещенными режущими слоями кольцевых ниток, т.е. режущими слоями кольцевых ниток, наклоненными под острым углом к плоскости, перпендикулярной оси вращения круга.

Поставленная задача решается предлагаемым сборным многониточным шлифовальным кругом для обработки винтов, который содержит закрепленные на общем валу с осевым зазором один относительно другого абразивные диски прямого профиля с высотой, равной половине шага t шлифуемой винтовой поверхности. Абразивные диски наклонены к плоскости, перпендикулярной оси вращения круга под острым углом α, равным
α = arctg[t/(2D_и)],
где D_и - наружный диаметр инструмента.

При этом круг снабжен размещенными в осевых зазорах между абразивными дисками проставочными шайбами толщиной t/2 и установленными по две с каждого торца сборного круга косыми шайбами, причем угол между торцами каждой косой шайбы выбран по формуле:
α_max= 0,5arctg[t/(2Dmи

Сущность конструкции сборного многониточного шлифовального круга поясняется чертежом.

На чертеже приведена конструкция и схема обработки предлагаемым многониточным сборным шлифовальным кругом с режущими слоями кольцевых ниток, наклонными под острым углом к плоскости, перпендикулярной оси вращения круга, с установкой детали - винт винтового насоса в патроне и на заднем центре с использованием подвижного люнета.

Для абразивной отделочной обработки винтов 1 (например, винтов винтовых насосов ЭВН5-25-1500, имеющих профиль и размеры D, D₁, t, e, e₁, показанные на чертеже) предлагается многониточный сборный шлифовальный круг 2. Шлифовальный круг 2 с кольцевыми нитками вращается с независимой скоростью v_и, определяемой режущими свойствами абразива. Обрабатываемую заготовку - винт 1 закрепляют в патроне 3 шпинделя 4 передней бабки 5 и поджимают центром 6 задней бабки 7.

Многониточный сборный шлифовальный круг 2 установлен на шпинделе 8 с помощью косых шайб 9 и состоит из отдельных абразивных дисков 10 прямого профиля, собирается на общем валу с осевым зазором, равным толщине проставочных шайб 11.

Отдельные абразивные диски 10 высотой, равной половине шага шлифуемой винтовой поверхности, на общем валу - шпинделе 8 установлены с осевым расстоянием, равным также половине шага обрабатываемого винта, выдерживаемым с помощью проставочных шайб 11, изготовленных толщиной t/2.

Косые шайбы 9, установленные с каждого края сборного круга по две штуки, позволяют закрепить под острым углом α к плоскости, перпендикулярной общей оси вращения круга, отдельные абразивные диски 10 и плавно регулировать их угол наклона.

Каждый отдельный абразивный диск 10, с целью захвата шлифуемой поверхности шириной, равной шагу t винта, наклонен под острым углом α к плоскости, перпендикулярной общей оси вращения, который определяют из условия
α = arctg[t/(2D_и)],
где t - шаг винтовой поверхности;
D_и - наружный диаметр инструмента.

Тогда угол между торцами косых шайб определяется по формуле
α_max= 0,5arctg[t/(2Dmи

Профилирование сборного многониточного шлифовального круга осуществляют известными способами, например путем накатывания соответствующего профиля впадин и выступов стальным роликом. Ролик для накатывания изготовляют из закаленной стали, подвижно крепят на оси, которую закрепляют, например в нашем случае, в патроне 3 станка. На нем нарезаны впадины и выступы соответствующего профиля. На рабочей поверхности ролика прорезаны пересекающие впадины и выступы спиральные пазы с неравномерным шагом. При накатывании сборный многониточный шлифовальный круг приводится в медленное вращение, благодаря чему круг заставляет вращаться ролик. Выступы ролика постепенно выкрашивают на поверхности круга выступы и впадины.

Правку охватывающего круга производят тем же роликом.

По мере износа и правки сборного круга, наружные диаметры его отдельных дисков уменьшаются и не будут захватывать необходимую ширину шлифования В₀ = t, поэтому необходимо с каждой переточкой и правкой отдельных дисков увеличивать их угол α наклона относительно плоскости, перпендикулярной общей оси вращения. Это увеличение можно осуществлять с помощью двух косых шайб 9, которые установлены с каждого торца сборного круга путем их взаимного разворота друг относительно друга на некоторый угол.

Благодаря развороту отдельных кругов на угол α, периферийная режущая поверхность каждого будет осциллировать, захватывая зону резания В₀ = t, в два раза большую, чем высота отдельного круга В_к= t/2. Больше того, осциллирующая зона резания, оставляя синусоидальный след на обрабатываемой поверхности, позволяет прерывать резание для некоторых поперечных сечений обрабатываемой детали, давая возможность снизить теплонапряженность процесса резания. Таким образом, круг позволяет использовать преимущества прерывистого резания при непрерывном шлифовании.

Предлагаемый сборный многониточный шлифовальный круг положительно влияет на выбор характеристики круга. Если мелкие резьбы при традиционном шлифовании нарезают обычно кругами с меньшей зернистостью, чем резьбы с крупным шагом, так как с помощью мелкозернистых кругов получается менее шероховатая поверхность резьбы, но они менее производительны, чем крупнозернистые, и, при интенсивных режимах резания, могут дать прижоги, то, применяя предлагаемый сборный круг, благодаря осцилляции аксиально-смещенного режущего слоя отдельных дисков сборного многониточного шлифовального круга появляется возможность использовать мелкозернистые круги для шлифования винтов с крупным шагом на интенсивных режимах резания, гарантируя бесприжоговость шлифования, менее шероховатую поверхность и высокую производительность.

При традиционном шлифовании винтов многониточными кругами слишком твердые круги быстро засаливаются, слишком мягкие - быстро изнашиваются, что отрицательно влияет на точность изготовления винтов. Предлагаемый сборный многониточный круг с аксиально-смещенными режущими слоями отдельных дисков способствует самозатачиванию инструмента, большему периоду стойкости между переточками, повышает точность, качество и производительность изготовления винтов.

Благодаря применению предлагаемого многониточного шлифовального круга при шлифовании винтовых поверхностей винтов улучшилось качество, повысилась производительность обработки за счет использования сборного многониточного круга с отдельными абразивными дисками с аксиально-смещенным режущим слоем, менее зернистых, более твердых и уменьшился расход абразива.

Свободный доступ смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону шлифования сборочным многониточным кругом также способствует увеличению производительности.

Источники информации
1. Обработка металлов резанием: Справочник технолога / А.А. Панов, В.В. Аникин, Н. Г. Бойм и др.; Под общ. ред. А.А.Панова. - М.: Машиностроение, 1988. С. 523 - 531.

2. Справочник шлифовальщика/ Л.М. Кожуро, А.А. Панов, Э.И. Ремизовский, П. С. Чистосердов; Под общ. ред. П.С.Чистосердова. - Мн.: Вышс. школа, 1981. С. 59 - 60.

Изобретение относится к области изготовления абразивных инструментов и может быть использовано при финишной абразивной обработке винтовых поверхностей винтов преимущественно с большим углом подъема витков. Многониточный сборный шлифовальный круг состоит из отдельных абразивных дисков прямого профиля и собирается на общем валу с осевым зазором, равным толщине проставочных шайб. Высота дисков равна половине шага шлифуемой винтовой поверхности. Устанавливают круг с помощью косых шайб. Последние, установленные с каждого края сборного круга по две штуки, позволяют закрепить под острым углом α к плоскости, перпендикулярной общей оси вращения круга отдельные абразивные диски и плавно регулировать их угол наклона. Приведены зависимости для определения угла α наклона абразивных дисков и угла между торцами каждой косой шайбы. Благодаря развороту отдельных кругов на угол α, периферийная режущая поверхность каждого будет осциллировать, захватывая зону резания в два раза большую, чем высота отдельного круга, и позволяет использовать преимущества прерывистого резания при непрерывном шлифовании. Применение такого сборного многониточного шлифовального круга гарантирует бесприжоговость шлифования, повышает производительность и качество обработки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Сборный многониточный шлифовальный круг для обработки винтов, отличающийся тем, что он содержит закрепленные на общем валу с осевым зазором один относительно другого абразивные диски прямого профиля с высотой равной половине шага t шлифуемой винтовой поверхности, которые наклонены к плоскости, перпендикулярной оси вращения круга под острым углом α, равным α = arctg[t/(2Dи)], где Dи - наружный диаметр инструмента. 2. Круг по п.1, отличающийся тем, что он снабжен размещенными в осевых зазорах между абразивными дисками проставочными шайбами толщиной t/2 и установленными по две с каждого торца сборного круга косыми шайбами, причем угол между торцами каждой косой шайбы выбран по формуле
α_max= 0,5arctg[t/(2Dи^min)],
где Dи^min - минимальный диаметр максимально изношенного и переточенного круга.