СПОСОБ ОЧИСТКИ ШЛИФОВАЛЬНОГО КРУГА Российский патент 2003 года по МПК B24B53/07 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к обработке шлифованием, и может быть использовано при шлифовании заготовок из материалов, обладающих высокой адгезионной активностью по отношению к шлифовальному кругу.

Известен способ очистки шлифовальных кругов, при котором в качестве инструмента для очистки используют бруски из неметаллического материала (песчаника, известняка, пемзы) (см. Попов С.А., Малевский Н.П., Терещенко Л. М. Алмазно-абразивная обработка металлов и твердых сплавов. - М.: Машиностроение, 1977. - 263 с.). К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что эффект от очистки снижается, поскольку чем дальше от условной наружной поверхности круга расположены зерна, тем ниже степень их очистки.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности признаков является выбранный в качестве прототипа способ очистки (а.с. 1775282 СССР, МКИ³ В 24 В 53/007. Способ чистки абразивных инструментов/И.И. Кузнецов. 4847739/08; заявл. 03.05.90; опубл. 15.11.92; БИ 42), заключающийся в воздействии на рабочую поверхность вращающегося шлифовального круга эластичным инструментом, в качестве которого используют эластомер.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа очистки, принятого за прототип, относится низкая эффективность удаления налипов металла с зерен круга и высокий размерный износ инструмента для очистки.

Сущность изобретения заключается в следующем. В период между правками круга при шлифовании заготовок из адгезионно активных материалов его режущая способность нестабильна и снижается с увеличением наработки, что приводит к снижению производительности шлифования и (или) к ухудшению качества шлифованных деталей. Одним из путей повышения эффективности шлифования заготовок из адгезионно активных материалов является очистка кругов. Очистка, осуществляемая 1-3 раза между правками, призвана стабилизировать его режущие свойства между правками, благодаря чему достигается увеличение производительности обработки и периода стойкости круга, что приводит к сокращению числа самих правок и экономии кругов, а также к улучшению качества шлифованных деталей.

Технический результат - увеличение производительности обработки за счет увеличения скорости подачи и (или) увеличения периода стойкости шлифовального круга и сокращения тем самым числа правок при обеспечении заданного качества шлифованных деталей.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что, как и в известном способе очистки, на рабочую поверхность вращающегося шлифовального круга воздействуют эластичным инструментом, особенность при этом заключается в том, что в качестве эластичного инструмента используют абразивный брусок на эластичной связке для обеспечения очистки зерен круга, удаленных от его условной наружной поверхности, а воздействие на рабочую поверхность круга осуществляют путем прижима к ней абразивного бруска, максимальный средневероятный размер зерен которого d_σ определяется по зависимости:

где a_m - глубина внедрения абразивного зерна бруска в материал налипа, м;
γ_и - угол при вершине зерна бруска, град;
ε - коэффициент, учитывающий заделку зерен бруска в связке;
m_кр - критерий перехода к микрорезанию.

Абразивный брусок на эластичной связке, прижимаемый к рабочей поверхности вращающегося засаленного шлифовального круга, обеспечивает очистку зерен круга, удаленных от его условной наружной поверхности. Если при выборе средневероятного размера зерен бруска d_σ ориентироваться на вышеприведенную зависимость, то радиус окружности, описанной около граней режущей кромки зерна бруска, не превысит значения, при котором возможно микрорезание налипов. В этом случае обеспечивается максимальная эффективность удаления налипов с зерен круга.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе очистки, и изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа очистки. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата. Описываемое изобретение не основано на изменении количественных признаков, представлении их во взаимосвязи либо изменении их вида.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

На чертежах представлены: фиг.1 - исходное положение инструмента для очистки относительно шлифовального круга; фиг.2 - схема очистки рабочей поверхности круга.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата. При достижении определенной степени засаливания рабочей поверхности шлифовального круга 1, вращающегося с рабочей скоростью V_к, к ней подводят и прижимают инструмент для очистки 2 в виде абразивного бруска на эластичной связке, закрепленного в державке 3 (фиг.2). Абразивные зерна бруска удаляют налипы металла обрабатываемой заготовки с абразивных зерен шлифовального круга. За счет упругих свойств эластичной связки инструмента очищаются зерна круга, расположенные на удалении от условной наружной поверхности последнего. Очистка рабочей поверхности шлифовального круга обеспечивает повышение производительности шлифования при обеспечении заданного качества шлифованных деталей. Повышение производительности шлифования достигается за счет увеличения скорости подачи и (или) увеличения периода стойкости шлифовального круга и сокращения тем самым числа правок.

Расчеты показали, что для того, чтобы удалить с поверхности абразивного зерна шлифовального круга налип из стали 40Х толщиной 2 мкм при m_кp,=0,25; γ_и = 45^° и ε=0,7, средневероятный размер зерен не должен превышать 11,1 мкм.

Экспериментальные исследования провели при плоском маятниковом шлифовании заготовок из стали 40Х, НВ 167...207 кругом 1-200 х 15 х 32 25А10ПСТ26К2 на станке 3Д710В-1. Рабочая скорость круга составляла 35 м/с, скорость продольной подачи стола - 10 м/мин, врезная подача 0,01 мм/дв. ход. 3%-ный раствор продукта Синхо-6 подавали в зону обработки поливом с расходом 10 дм³/мин. Рабочую поверхность круга очищали брусками высотой 20 мм 3 раза за период стойкости круга. Брусок прижимали к кругу с силой 2H в течение 2 с. Период стойкости шлифовального круга, очищаемого брусками зернистостью 12, 6, М50 и М10 составил 1,5; 3,0; 4,0 и 8,2 мин. Максимальный эффект был достигнут при очистке круга бруском из микропорошка M10 (с размерами зерен основной фракции (7-10) мкм), что подтверждают вышеприведенные расчеты.

Вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного способа очистки шлифовальных кругов следующей совокупности условий:
- способ очистки шлифовальных кругов, воплощающий заявленное изобретение при его осуществлении, предназначен для использования в машиностроении, а именно на операциях шлифования заготовок из материалов, обладающих высокой адгезионной активностью;
- для заявленного способа очистки шлифовальных кругов в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- способ очистки шлифовальных кругов, воплощающий заявленное изобретение при его осуществлении, способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при шлифовании заготовок из материалов, обладающих высокой адгезионной активностью. Способ включает воздействие на рабочую поверхность вращающегося шлифовального круга эластичным инструментом. В качестве эластичного инструмента используют абразивный брусок на эластичной связке. Воздействие на рабочую поверхность круга осуществляют путем прижима к ней абразивного бруска. Приведена зависимость для определения максимального средневероятного размера зерен бруска. Использование изобретения ведет к увеличению производительности обработки за счет увеличения скорости подачи и увеличения периода стойкости шлифовального круга и сокращения тем самым числа правок при обеспечении заданного качества шлифованных деталей. 2 ил.

Способ очистки шлифовального круга путем воздействия на рабочую поверхность вращающегося шлифовального круга эластичным инструментом, отличающийся тем, что в качестве эластичного инструмента используют абразивный брусок на эластичной связке для обеспечения очистки зерен круга, удаленных от его условной наружной поверхности, а воздействие на рабочую поверхность круга осуществляют путем прижима к ней абразивного бруска, максимальный средневероятный размер зерен которого dσ определяется по зависимости

где a_m - глубина внедрения абразивного зерна бруска в материал налипа, м;

γ_и - угол при вершине зерна бруска, град;

ε - коэффициент, учитывающий заделку зерен бруска в связке;

m_кр - критерий перехода к микрорезанию.