СБОРНЫЙ ТОРЦОВЫЙ ШЛИФОВАЛЬНЫЙ КРУГ Российский патент 2006 года по МПК B24D13/14 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для черновой и чистовой абразивной обработки деталей машин.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в повышении производительности, точности и качества обработки деталей из труднообрабатываемых материалов, склонных к образованию дефектов в виде прижогов и микротрещин.

Известны лепестковые абразивные круги (Гдалевич А.И. Финишная обработка лепестковыми кругами. М.: Машиностроение. 1990. 112 с.), которые имеют поверхность с различной характеристикой абразива: на операции предварительного шлифования используются крупнозернистые круги, а на этапе чистовой обработки - мелкозернистые. При этом рекомендуется импрегнирование кругов для чистовой обработки смазочно-охлаждающими технологическими средствами (СОТС).

Недостатком описанного аналога является относительно невысокая производительность обработки, обусловленная затратами времени и средств на замену инструмента или перестановку заготовок.

Известны также круги, включающие пакеты лепестков для черновой обработки и упругоустановленные, выдвигающиеся пакеты лепестков для чистовой обработки, чередующиеся в окружном направлении. Скорость вращения такого лепесткового круга рассчитывают по формуле при черновой и чистовой обработках соответственно:

где ω₁, ω₂ - скорости вращения инструмента при черновой и чистовой обработках соответственно, R₁ и R₂ - радиусы траектории центра масс чистовых пакетов при ω₁ и ω₂ соответственно, λ₁ и λ₂ - удлинение упругого элемента при ω₁ и ω₂ соответственно.

Общим недостатком всех известных лепестковых кругов является высокая упругость режущих элементов, что приводит к повышенному износу лепестков при их ударном взаимодействии с обрабатываемой поверхностью, а также не позволяет повышать точность формы обрабатываемой поверхности.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранный в качестве прототипа сборный торцовый шлифовальный круг, содержащий основание с пазами и упругий элемент, выполненный с возможностью регулирования в нем давления (авторское свидетельство СССР 1495103, кл. B 24 D 13/14, 23.07.1989). Такая конструкция круга позволяет увеличить производительность и управлять качеством обработки.

Недостатком прототипа является потеря производительности обработки вследствие необходимости замены шлифовального круга при переходе от черновой обработки к чистовой, т.к. упругий элемент данного круга по всей рабочей поверхности покрыт одним абразивным слоем определенной зернистости.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении производительности и качества обработки за счет применения лепесткового шлифовального круга, в котором использован упругий элемент с лепестками, несущими абразивные слои различной зернистости.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что рабочая сторона лепестков упругого элемента имеет крупнозернистый абразивный слой для черновой обработки и мелкозернистый абразивный слой для чистовой обработки. При проведении предварительной черновой обработки ее производят при таком направлении вращения шлифовального круга, чтобы в работе участвовал только крупнозернистый абразивный слой лепестков. При этом обработка ведется при скорости резания 20...25 м/с, что несколько ниже общепринятой для процессов шлифования. В упругих элементах создается давление, необходимое для снятия основного припуска под обработку и получения основных параметров точности обработки. При переходе к этапу чистовой обработки направление вращения шлифовального круга меняется на противоположное, давление в упругих элементах снижается и в работе участвует мелкозернистый абразивный слой лепестков. Скорость вращения шлифовального круга увеличивается, исходя из соотношения:

где ω₁, ω₂ - частоты вращения шлифовального круга при черновой и чистовой обработке соответственно, мин^-1;

P₁, Р₂ - давление в упругих элементах при черновой и чистовой обработке соответственно, кг/см.

Повышение частоты вращения круга при чистовой обработке позволяет повысить производительность обработки, что особенно важно для труднообрабатываемых материалов, а снижение давления в упругих элементах - снизить температурное и силовое воздействие на обрабатываемую поверхность, что повышает качество обработки. Повышение производительности обработки достигается также тем, что переход от черновой обработки к чистовой происходит без снятия круга или обрабатываемого изделия со станка.

На фиг.1 изображен вертикальный разрез круга. На фиг.2 показан круг в плане. Круг состоит из основания 2, в котором выполнены пазы под упругий элемент; крышки 1; распределительного устройства 9 и клапана 10. Упругий элемент имеет лепестки 3, несущие абразивный крупнозернистый слой 4 и абразивный мелкозернистый слой 5. На фиг.3 показано рабочее положение лепестков при черновом и чистовом шлифовании.

Сборный торцовый шлифовальный круг используют следующим образом. На лепестки 3 наносят крупнозернистый абразивный слой 4 и мелкозернистый абразивный слой 5 из условия участия в работе крупнозернистого слоя при вращении круга в одном направлении и мелкозернистого слоя при вращении в противоположном. В пазы основания 2 укладывают упругий элемент с лепестками. На основание устанавливают крышку 1. В отверстия крышки и основания вставляют клапан 10. Затем ставят распределительное устройство 9. Шлифовальный круг крепят на шпинделе станка. Во время работы круга через распределительное устройство рабочая жидкость подается под давлением во входное отверстие 8 клапана 10 и в камеру 6, заполняя полости лепестков. Подача смазочно-охлаждающего технологического средства осуществляется через центральное отверстие 7.

Применение предлагаемого шлифовального круга особенно эффективно при обработке труднообрабатываемых материалов в условиях единичного и мелкосерийного производства, так как позволяет существенно снизить температурное и силовое воздействие на обрабатываемую поверхность, а следовательно, повысить точность и качество обработки при чистовом шлифовании.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для черновой и чистовой абразивной обработки деталей машин. Сборный торцовый шлифовальный круг содержит основание с пазами и упругий элемент, выполненный с возможностью регулирования в нем давления. Упругий элемент уложен в пазах основания с образованием лепестков, несущих абразивный крупнозернистый слой для черновой обработки и абразивный мелкозернистый слой для чистовой обработки. Лепестки с упомянутыми абразивными слоями расположены на упругом элементе из условия участия в работе крупнозернистого слоя лепестков при вращении круга в одном направлении, а мелкозернистого слоя при вращении круга в противоположном направлении. Данная конструкция круга повышает производительность и качество обработки за счет обеспечения возможности регулирования упругости лепестков в зависимости от условий шлифования и осуществления черновой и чистовой обработки одним кругом. 3 ил.

Сборный торцовый шлифовальный круг, содержащий основание с пазами и упругий элемент, выполненный с возможностью регулирования в нем давления, отличающийся тем, что упругий элемент уложен в пазах основания и имеет лепестки, несущие абразивный крупнозернистый слой для черновой обработки и абразивный мелкозернистый слой для чистовой обработки, при этом лепестки с упомянутыми абразивными слоями расположены на упругом элементе из условия участия в работе крупнозернистого слоя лепестков при вращении круга в одном направлении, а мелкозернистого слоя при вращении круга в противоположном направлении.