СПОСОБ ПРАВКИ ШЛИФОВАЛЬНОГО КРУГА Российский патент 2008 года по МПК B24B53/53 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к обработке деталей шлифованием.

Известен способ правки фасонного шлифовального круга роликом, согласно которому ролику сообщают принудительное вращение, причем правку ведут при величине окружной скорости ролика, равной 0,34-0,50 величины окружной скорости шлифовального круга (1).

Однако этот способ не обеспечивает достаточной стойкости ролика и хорошего качества правки шлифовального круга.

Известен также способ шлифования с периодической правкой круга, при котором деталь и шлифовальный круг вращают и осуществляют его периодическую правку вращающимся правящим роликом, при этом направление вращения круга при правке выбирают совпадающим с направлением вращения шлифовального круга при обработке, а направление вращения ролика выбирают противоположным, при этом абсолютное значение окружной скорости ролика выбирают большим абсолютной величины окружной скорости круга при правке (2).

Недостатками этого способа также является быстрый износ правящего ролика и низкое качество рабочей поверхности шлифовального круга.

Изобретение решает задачу снижения износа правящего ролика, обеспечивающего высокую режущую способность и повышение качества правки шлифовального круга.

Техническим результатом является повышение стойкости правящего ролика и создание на круге развитого микропрофиля, что приводит к повышению производительности и стабильности работы круга.

Это достигается тем, что способ правки шлифовального круга, при котором шлифовальному кругу и правящему ролику сообщают вращение, согласно изобретению шлифовальному кругу и правящему ролику сообщают вращение в противоположных направлениях, вращение правящего ролика осуществляют от пневмопривода, при этом окружную скорость правящего ролика в точке контакта со шлифовальным кругом задают приблизительно равной окружной скорости шлифовального круга с обеспечением их обкатывания.

В процессе правки по заявляемому способу происходит достаточно глубокое врезание ролика и круга, их сцепление и взаимодействие сходны со сцеплением двух зубчатых шестерен. При этом происходит выламывание частиц абразива с поверхности шлифовального круга, образуется сильно развитый микрорельеф с достаточно объемными полостями, в которых размещается стружка при шлифовании. Это предотвращает засаливание круга, обеспечивает высокую производительность обработки, особенно при шлифовании труднообрабатываемых материалов. Например, титановых сплавов, нержавеющих и жаропрочных сплавов и др.

Сопоставительный анализ с прототипом показал, что заявляемый способ правки шлифовального круга отличается тем, что вращение ролика осуществляют от пневмопривода, при этом величины окружных скоростей круга и ролика выбирают равнонаправленными и приблизительно равными, а направление и частота вращения круга при работе и правке одинаковы.

Это позволяет получить новый, более высокий, положительный эффект - повысить стойкость правящего ролика и качество рабочей поверхности шлифовального круга, обеспечивающей высокую режущую способность.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения «новизна».

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа. Это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения критерию "существенные отличия".

Способ осуществляют следующим образом. Шпиндельный узел правящего ролика с приводом устанавливается на шпиндельном узле шлифовального круга таким образом, чтобы направление вращения ролика и круга было противоположным, а векторы линейных скоростей совпадали (попутное вращение). Ролик, кроме вращательного, может совершать возвратно-поступательное движение вдоль оси круга по двум направляющим скалкам от гидросистемы станка. Вращение ролика осуществляется от пневмопривода. Регулировкой давления воздуха, подаваемого на пневмопривод, добиваются требуемой частоты вращения шпинделя ролика. Пневмопривод в пределах допускаемой нагрузки должен обладать жесткой характеристикой, которая стабильно воспроизводится графиками зависимости частоты вращения от давления воздуха при различных нагрузках.

Соответствие скоростей шлифовального круга и правящего ролика устанавливают следующим образом. Частота вращения шлифовального круга в зависимости от нагрузки определяется из соответствующего тарировочного графика или непосредственным измерением.

Зная диаметры кругов и пользуясь тарировочными графиками, определяют требуемую частоту вращения ролика, которую обеспечивают, как указывалось выше, регулированием давления в системе подачи воздуха в пневмопривод.

При сближении линейных скоростей круга и ролика при их попутном вращении, которое обеспечивается совпадением векторов линейных скоростей, наступает момент, когда ролик вовлекается шлифовальным кругом в обкатку с ним, что подтверждается неконтактными методами измерения частот вращения. Этот момент характеризуется изменением звуковой тональности работы пневмопривода.

На практике пульсация давления воздуха, установленного для получения необходимой частоты вращения ролика, приводит то к незначительному превышению линейной скорости ролика по отношению к кругу, то - к отставанию. При этом шлифовальный круг и правящий ролик обкатываются при относительной скорости проскальзывания, близкой к нулю, то есть попутное вращение, при котором ролик и круг вращаются в разные стороны, а векторы их линейных скоростей направлены в одну сторону, обеспечивалось изменением частоты вращения правящего ролика, при этом

V_p≈V_k.

Пример 1. Плоское шлифование приводились на модернизированном станке ЗГ71 образцов из стали 12Х18Н9Т кругом из хромотитанистого электрокорунда размером ПП 250×20×76. В качестве правящих роликов использовались алмазный круг ПП 20×20×10, у которого алмазный слой с зерном 500/400 наносился гальваническим методом, и абразивный круг того же размера на керамической связке, зернистостью 32 из карбида кремния зеленого.

Оси ролика и круга устанавливались под углами скрещивания ϕ, равными 0°, 5°, 10° и 15°. Ролику сообщали движение от пневмопривода A30/100. Причем ролик и круг вращались в разные стороны, в попутном направлении. В таблице приведены сравнительные данные по износу ролика и шероховатости обработанной поверхности R_a при различных углах обкатки ϕ и коэффициенте m. Коэффициент m отражает относительное проскальзывание круга и ролика

роликmИзнос ролика при угле обкатки ϕ, мкм/г сталиR_a0°5°10°15°алмазный-0,8
- 0,5
-0,2
≈0
+0,2
+0,5
+0,8
+1,2
+1,5
+1,80,86
0,74
0,59
0,32
0,51
0,62
0,68
0,74
0,80
0,850,86
0,77
0,54
0,43
0,51
0,64
0,70
0,77
0,83
0,900,89
0,81
0,60
0,46
0,54
0,68
0,74
0,81
0,88
0,96-
-
-
-
-
-
-
-
-
-0,32÷0,39
0,33÷0,37
0,34÷0,38
0,33÷0,37
0,32÷0,37
0,32÷0,38
0,31÷0,41
0,30÷0,42
0,30÷0,43
0,29÷0,45абразивный-0,8
-0,5
-0,2
≈0
+0,2
+0,5
+0,8
+1,2
+1,5
+1,819,1
17,9
15,6
13,2
15,8
18,4
19,6
23,4
25,5
26,718,9
18,2
15,8
13,8
16,2
18,6
19,8
25,9
26,1
26,719,7
18,8
16,0
14,6
16,8
19,5
20,2
26,3
26,1
26,719,9
19,0
16,8
15,5
18,0
20,5
20,8
26,5
27,0
27,10,31÷0,38
0,33÷0,38
0,33÷0,38
0,33÷0,37
0,32÷0,38
0,32÷0,37
0,32÷0,38
0,32÷0,38
0,31÷0,41
0,30÷0,442

Знак минус в таблице означает, что при попутной правке линейная скорость ролика больше линейной скорости круга. При знаке плюс - наоборот. Как следует из таблицы, шероховатость обработанной поверхности изменяется незначительно. Это связано с тем, что режущая поверхность шлифовального круга постоянно обновляется и адгезионные явления не затрагивают больших объемов металла, и исключаются риски от налипания на круге (засаливание), которые активно сопровождают, например, процесс шлифования стали 12Х18Н9Т.

Наблюдения за износом зерен круга и ролика показывают, что при m≈0 создаются условия для их взаимного самозатачивания, так как они скалываются в условиях, близких к статическим. Для поддержания их заостренности требуется меньшая величина взаимного сближения, что уменьшает их износ.

Заявляемый способ обеспечивает минимальный износ правящего ролика, поскольку при проскальзывании, равном нулю, создаются условия для взаимного самозатачивания зерен круга и ролика, т.к. происходит их скалывание в условиях, близких к статическим, что способствует также повышению качества правки круга.

Источники информации, принятые во внимание при составлении описания и формулы изобретения

1. Авторское свидетельство СССР 1028490, МПК В 24 В 53/14, 1976 г.

2. Авторское свидетельство СССР 1535706, МПК В 24 В 53/00,1987 г.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в процессе правки шлифовальных кругов при абразивной обработке деталей шлифованием. Шлифовальному кругу и правящему ролику сообщают вращения в противоположных направлениях. Правящему ролику сообщают вращение от пневмопривода с окружной скоростью в точке контакта правящего ролика с шлифовальным кругом приблизительно равной окружной скорости шлифовального круга с обеспечением их обкатывания. Требуемую частоту вращения ролика задают регулировкой давления воздуха, подаваемого в пневмопривод. В результате снижается износ правящего ролика, обеспечивается его высокая режущая способность, на шлифовальном круге создается развитый микрорельеф, что способствует повышению качества правки и производительности и стабильности работы шлифовального круга. 1 табл.

Способ правки шлифовального круга, включающий вращения шлифовального круга и правящего ролика, отличающийся тем, что вращения шлифовальному кругу и правящему ролику сообщают в противоположных направлениях, при этом вращение правящего ролика осуществляют от пневмопривода с окружной скоростью в точке контакта правящего ролика с шлифовальным кругом приблизительно равной окружной скорости шлифовального круга с обеспечением их обкатывания.