СБОРНЫЙ АБРАЗИВНЫЙ КРУГ Российский патент 2003 года по МПК B24D17/00 B24B55/02 

Изобретение относится к технологии машиностроения и станкостроению, а именно к конструированию сборного шлифовального инструмента с возможностью комбинированной подачи смазочно-охлаждающей технологической смеси (СОТС) через поры шлифовального круга с аксиально-смещенным режущим слоем и напорной жидкостной осциллирующей струей.

Известен сборный шлифовальный круг, позволяющий осуществлять подачу смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону шлифования через осевую полость вращающейся со скоростью ω оправки, радиальные, связанные с полостью каналы и оттуда - в зону шлифования, при этом в полость оправки дополнительно устанавливают пластинчатый шнек радиусом r с винтовой поверхностью, образованной кривой, описываемой приведенным уравнением [1].

Недостатком известного сборного круга является невозможность обеспечения эффективности действия СОЖ при комбинированном способе подачи СОЖ в зону шлифования и невозможность использования его при работе сборных продольно-прерывистых шлифовальных кругов с аксиально-смещенным режущим слоем.

Известна конструкция сборного абразивного круга, который снабжен установленными между крышками у основания абразивных элементов пластинами и двумя коническими крышками, установленными с возможностью осевого перемещения в крышке для подвода СОЖ, при этом поверхности конических крышек образуют второй канал для подвода другой СОЖ [2].

Недостатками приведенного сборного абразивного круга являются сложная конструкция инструмента и системы подачи СОЖ, невозможность обеспечения эффективности действия СОЖ для традиционных кругов, узкая специализация использования - только для сборных из абразивных элементов кругов и невозможность применения его при работе сборных продольно-прерывистых шлифовальных кругов с аксиально-смещенным режущим слоем.

Задачей изобретения является обеспечение эффективности действия СОТС при комбинированном способе подачи СОТС в зону шлифования через поры и напорной осциллирующей струей сборными продольно-прерывистыми кругами с аксиально-смещенным режущим слоем.

Поставленная задача решается с помощью сборного абразивного круга, позволяющего использовать комбинированный способ подачи смазочно-охлаждающей технологической смеси (СОТС) в зону шлифования, который относится к сборным продольно-прерывистым кругам с аксиально-смещенным режущим слоем, состоящим из абразивных дисков и проставочных шайб между ними, установленных на оправке с радиальными отверстиями, при этом полость оправки дополнительно разделяют продольной перегородкой с образованием двух осевых каналов для подачи двух разнородных СОТС. Кроме того, один осевой канал связан радиальными отверстиями и окружными канавками, выполненными на наружной поверхности оправки в местах установки абразивных дисков, с абразивными дисками. При этом второй осевой канал оправки связан радиальными отверстиями, окружными канавками, выполненными на внутренней поверхности отверстия проставочных шайб, и радиальными отверстиями, изготовленными в проставочных шайбах, с полостями между абразивными дисками.

На фиг. 1 представлен сборный абразивный круг продольно-прерывистый, с аксиально-смещенным режущим слоем, состоящий из абразивных дисков и проставочных шайб, закрепленных на оправке; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг.1.

Конструкция сборного абразивного круга относится к сборным продольно-прерывистого кругам с аксиально-смещенным режущим слоем, позволяющих реализовать комбинированный способ подачи смазочно-охлаждающей технологической смеси (СОТС) в зону шлифования.

Сборный абразивный круг состоит из абразивных дисков 1 и проставочных шайб 2 между ними, установленных на оправке 3 под углом α к плоскости, перпендикулярной оси вращения инструмента. Угол наклона дисков 1 задается и регулируется косыми шайбами 4, попарно установленными с внешних торцов сборного круга. Крепление дисков 1 на оправке осуществляется гайками 5.

Центральная полость оправки 3 дополнительно разделена продольной перегородкой 6 с образованием двух осевых каналов 7 и 8 для подачи двух разнородных СОТС. Герметизация каналов 7 и 8 обеспечивается уплотнителями 9 и резьбовой пробкой 10.

СОТС с хорошими смазывающими свойствами (масло), подают в один осевой канал, например, 7, связанный радиальными отверстиями 11 и окружными канавками 12, выполненными на наружной поверхности оправки 3 в местах установки абразивных дисков 1, с абразивными дисками и оттуда - через поры в зону шлифования.

СОТС, обладающая хорошими охлаждающими свойствами, подают во второй осевой канал 8, связанный радиальными отверстиями 13 и окружными канавками 14, выполненными на внутренней поверхности отверстия проставочных шайб 2 и оттуда - через радиальные отверстия 15 проставочных шайб осциллирующими струями в полости между абразивными дисками 1 в зону резания.

Сборный абразивный круг работает следующим образом.

Собранный сборный абразивный круг балансируется известным способом и правится.

В процессе шлифования СОТС с хорошими смазывающими свойствами, например масло, поступает по одному осевому каналу 7, проходит через радиальные отверстия 11 и попадает в окружные канавки 12, выполненные на наружной поверхности оправки 3 в местах установки абразивных дисков 1. Здесь масло под действием центробежной силы выбрасывается через поры абразивных дисков 1 непосредственно в зону резания, осуществляя эффективное смазочное действие в зоне резания.

Эмульсия, обладающая хорошими охлаждающими свойствами (но худшими по сравнению с маслом смазочными свойствами), поступает во второй осевой канал 8, проходит радиальные отверстия 13 и попадает в окружные канавки 14, выполненные на внутренней поверхности отверстия проставочных шайб 2. Попав в канавки 14 быстровращающихся шайб 2, эмульсия под действием центробежной силы выбрасывается через радиальные отверстия 15 проставочных шайб 2 осциллирующими струями в полости между абразивными дисками 1 в зону резания.

Осуществление комбинированного способа подачи СОТС с помощью предлагаемой разработанной конструкции сборного продольно-прерывистого круга с аксиально-смещенным режущим слоем, состоящего из абразивных дисков и проставочных шайб между ними, установленных на оправке, позволяет существенно повысить эффективность действия применяемых СОТС.

Масло, поступающее через поры абразивных дисков 1 непосредственно в зону резания, создает смазочные пленки на абразивных зернах, существенно уменьшает коэффициент трения зерна и связки о материал обрабатываемой заготовки, что приводит к снижению сил трения резания и температуры в зоне обработки.

Известно, что не только осцилляция зоны резания, благодаря наклону абразивных дисков под углом α [3], но и прерывание зоны резания в продольном направлении позволяют ужесточить режимы резания, повысить виброустойчивость и снизить теплонапряженность шлифования.

Поэтому вслед за осциллирующим движением прерывистой в продольном направлении зоны резания, осуществляемым абразивными дисками, на обрабатываемую поверхность направляются мощные осциллирующие в продольном направлении струи эмульсии, обладающие хорошим охлаждающим действием и имеющие высокую скорость движения относительно заготовки.

Высокая относительная скорость осциллирующего движения в совокупности с высоким охлаждающим действием эмульсии обеспечивает устранение прижогов и других дефектов поверхности на высоких режимах шлифования.

Таким образом, предлагаемый сборный абразивный круг продольно-прерывистый с аксиально-смещенным режущим слоем, реализующий комбинированный способ подачи СОТС в зону шлифования, позволяет обеспечить ее осцилляцию и эффективность действия СОТС.

Проводили обработку отверстия гильзы на внутришлифовальном станке мод. 3К228В. Материал обрабатываемой заготовки - сталь 45 ГОСТ 1050-74, НВ 260, диаметр обработки 130 мм, длина - 60 мм, режущий инструмент - абразивные диски ПП 100х13х20 24А 10 ВМ1 10 К5/П40-15 (где: П40-15 - зернистость порообразователей из перлита) ГОСТ 2424-83. Режимы обработки: скорость заготовки - 40,8 м/мин (100 об/мин), скорость вращения инструмента - 31,4 м/с, частота вращения инструмента - 6000 об/мин, минутная продольная подача S_пp=5390 мм/мин, поперечная подача круга - 0,012 мм/дв.ход.

Количество единичных абразивных дисков в сборном шлифовальном круге - 3 шт., амплитуду осцилляции круга устанавливали А_А=6,5 мм, угол наклона дисков к плоскости, перпендикулярной оси вращения - α=3^o42', осевой зазор Z между абразивными дисками - Z=6,5 мм устанавливали с помощью проставочных шайб с радиальными отверстиями.

Смазочно-охлаждающая технологическая смесь: пропускаемая через поры абразивных дисков - масло индустриальное; подаваемая между абразивными дисками - эмульсия. Обработку осуществляли за 20 проходов.

Абразивная обработка сборным продольно-прерывистым кругом с аксиально-смещенным режущим слоем, реализующий комбинированный способ подачи СОТС в зону шлифования, позволила в 2,5 раза увеличить подачу на двойной ход, при которой получена качественная обработанная поверхность требуемой шероховатости (R_a=0,63 мкм) без дефектов, прижогов и микротрещин.

Затраченное на обработку время - Т_о=0,42 мин по сравнению с Т_о=1,17 мин - при шлифовании обычным кругом позволяет сделать выводы о том, что предлагаемое изобретение повышает производительность в 2,5-3 раза и обеспечивает осциллирующее и эффективное действие СОТС при комбинированном способе подачи СОТС.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 1673418, МКИ В 24 В 55/02. Способ подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону шлифования. Ю.С. Данилов, Н.Д. Гаврилов, А.А. Симдянкин. Заявка 4737513/08, заяв. 15.09.89, опуб. 30.08.91. Бюл. 32 - прототип.

2. Авторское свидетельство СССР 1034885, МКИ В 24 В 55/02. Сборный абразивный круг. В. Г. Гусев. Заявка 3391121/25-08, заяв. 05.02.82, опуб. 15.08.83. Бюл. 30.

3. Авторское свидетельство СССР 1611714, МКИ В 24 В 45/00. Устройство для крепления шлифовального круга. Ю.М. Ермаков, Ю.С. Степанов и Б.И. Афанасьев. Заявка 4429371/31-08, заяв. 24.05.88, опуб. 07.12.90. Бюл. 45.

Изобретение относится к технологии машиностроения, а именно к конструированию сборного шлифовального инструмента с возможностью комбинированной подачи смазочно-охлаждающей технологической смеси (СОТС). Сборный абразивный круг содержит абразивные диски и проставочные шайбы между ними, установленные на оправке с центральной полостью и радиальными отверстиями. Центральная полость оправки дополнительно разделена продольной перегородкой с образованием двух осевых каналов для подачи двух разнородных СОТС. Один осевой канал связан радиальными отверстиями и окружными канавками, выполненными на наружной поверхности оправки в местах установки абразивных дисков, с абразивными дисками, а второй - радиальными отверстиями, окружными канавками, выполненными на внутренней поверхности отверстия проставочных шайб, и радиальными отверстиями, изготовленными в проставочных шайбах, с полостями между абразивными дисками. Использование такой конструкции позволяет подавать СОТС в зону шлифования через поры круга и напорной осциллирующей струей сборными продольно-прерывистыми кругами с аксиально-смещенным режущим слоем. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Сборный абразивный круг для комбинированной подачи смазочно-охлаждающей технологической смеси (СОТС) в зону шлифования, содержащий абразивные диски и проставочные шайбы между ними, установленные на оправке с центральной полостью и радиальными отверстиями, отличающийся тем, что центральная полость оправки дополнительно разделена продольной перегородкой с образованием двух осевых каналов для подачи двух разнородных СОТС. 2. Круг по п.1, отличающийся тем, что один осевой канал связан радиальными отверстиями и окружными канавками, выполненными на наружной поверхности оправки в местах установки абразивных дисков, с абразивными дисками. 3. Круг по п.1 или 2, отличающийся тем, что второй осевой канал оправки связан радиальными отверстиями, окружными канавками, выполненными на внутренней поверхности отверстия проставочных шайб, и радиальными отверстиями, изготовленными в проставочных шайбах, с полостями между абразивными дисками.