ШЛИФОВАЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ Российский патент 2010 года по МПК B24D5/14 B24D7/14 

Изобретение относится к области механической обработки материалов, а именно к шлифованию и тонкому шлифованию, и может быть использовано в различных областях машиностроения при обработке вязких труднообрабатываемых материалов с высокой точностью геометрической формы и качеством обрабатываемой поверхности.

Известен абразивный круг (а.с. №1645124, В24D 17/00, бюл. №16, 1991) с переменной плотностью абразивной массы в каждом из поперечных его сечений, увеличивающейся с уменьшением его радиуса, отличающийся тем, что с целью повышения качества обработки за счет равномерности износа инструмента вдоль образующей, круг выполнен конической формы и с переменной зернистостью абразивной массы, уменьшающейся с уменьшением радиуса инструмента.

Признаком аналога, совпадающим с существенными признаками заявляемого изобретения, является наличие абразива с переменной зернистостью абразивной массы.

Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются его достаточно сложная специальная технология изготовления, недостаточная эффективность при обработке поверхности с высоким качеством поверхности вязких труднообрабатываемых материалов с высокой точностью геометрических форм.

Известен комбинированный шлифовальный инструмент (а.с. №1609628, В24D 5/06, 17/00, бюл. №44, 1990), выполненный в виде корпуса с выступами, содержащими абразивонесущие элементы с крупнозернистым слоем, отличающийся тем, что с целью повышения качества шлифования механизм перемещения выполнен в виде упругих термобиметаллических пластин, имеющих U-образную форму, а абразивонесущий элемент с мелкозернистым слоем выполнен в виде эластичной вставки, на одной стороне которой закреплен абразив, причем другой стороной вставка закреплена на термобиметаллической пластине и на эластичной вставке закреплена шлифовальная шкурка.

Признаком аналога, совпадающим с существенными признаками заявляемого изобретения, является наличие абразивонесущих элементов с крупнозернистым слоем, чередующихся с участками с мелкозернистым слоем.

Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются его достаточно сложная конструкция, недостаточная надежность, неприменимость при обработке поверхности с высоким качеством поверхности, особенно вязких труднообрабатываемых материалов с высокой точностью геометрических форм.

За прототип принимаем шлифовальный инструмент (патент №2201865, кл. В24D 5/14, 7/14 2003, бюл. №10, 2003), содержащий крупнозернистые участки абразива и расположенные за ними участки мелкозернистые, которые попарно разделены участками абразива с меньшей твердостью, при этом участки с мелкозернистым абразивом в 1,5-4 раза шире участков с крупнозернистым абразивом, а участки абразива с крупнозернистым слоем и участки абразива с меньшей твердостью имеют соответственно величину зерна в 1,2-2,5 раза больше зерна участков с мелкозернистым слоем.

Признаком прототипа, совпадающим с признаками заявляемого шлифовального инструмента, является наличие крупнозернистых и мелкозернистых участков абразива, попарно разделенных участками абразива меньшей твердости.

Недостатком описанного шлифовального круга является то, что нарушается целостность конструкции шлифовального круга за счет непропорциональности размеров участков абразива мелкой и крупной зернистости, что ухудшает качество обрабатываемой поверхности.

Задача изобретения состоит в повышении качества обрабатываемой поверхности за счет устранения непропорциональности размеров участков абразива мелкой и крупной зернистости.

Технический результат заключается в том, что длина по наружной дуге шлифовального круга участка абразива меньшей твердости в два раза меньше длин участков крупнозернистого и мелкозернистого абразива. Длины крупнозернистого и мелкозернистого участка шлифовального круга одинаковы и каждый из них больше, чем длина участка абразива меньшей твердости. Участок мелкозернистого абразива состоит из микрошлифпорошков, участок крупнозернистого абразива - из шлифзерна, участок абразива наименьшей твердости состоит из шлифпорошка. Твердость материала шлифовального круга принимается в зависимости от твердости обрабатываемого материала.

Шлифовальный инструмент содержит крупнозернистые участки абразива и расположенные за ними участки мелкозернистые, которые попарно разделены участками абразива с меньшей твердостью, при этом длины крупнозернистого и мелкозернистого участков шлифовального круга одинаковы и каждый из них больше, чем длина участка абразива меньшей твердости. Участок мелкозернистого абразива состоит из микрошлифпорошков, участок крупнозернистого абразива - из шлифзерна, участок абразива наименьшей твердости состоит из шлифпорошка. Твердость абразива шлифовального круга принимается в зависимости от твердости обрабатываемого материала.

Шлифовальный инструмент получают следующим образом. Форму, разделенную на соответствующие участки (сектора) перегородками, заполняют требуемой абразивной массой в следующем порядке: крупнозернистые участки и расположенные за ними участки мелкозернистые, которые попарно разделены участками абразива с меньшей твердостью, затем предварительно спрессовывают и извлекают перегородки, после чего спрессовывают и подвергают обжигу.

Шлифовальный инструмент устанавливается на валу шлифовального станка и работает как обычный шлифовальный круг. Отличительная его особенность заключается в том, что при работе участки абразива с меньшей твердостью изнашиваются несколько быстрее, при этом перед крупнозернистыми участками абразива образуются небольшие впадины, способствующие микроударам и микровибрациям, которые происходят при входе крупнозернистого участка абразива в соприкосновение с обрабатываемой деталью. За счет этого улучшается процесс резания, уменьшаются технологические остаточные напряжения, значительно уменьшается засаливание инструмента, особенно при обработке вязких труднообрабатываемых материалов. Это положительно влияет на улучшение точности геометрических форм, поскольку микроудары и микровибрации происходят в основном в зоне резания, а не между деталью и инструментом в целом. Использование мелкозернистых участков, следующих за крупнозернистыми участками, повышает качество обрабатываемой поверхности. Длина (по наружной дуге) участка абразива меньшей твердости в два раза меньше длин участков крупнозернистого и мелкозернистого абразива, что ограничивает зону резания, в которой происходят микроудары и микровибрации. Участки крупнозернистого и мелкозернистого абразива одинаковой длины, каждый из них больше, чем участок абразива меньшей твердости. Крупнозернистый участок, состоящий из шлифзерна, снимает основной слой материала, а участок мелкозернистого абразива, состоящий из микрошлифпорошка, одновременно производит выхаживание поверхностного слоя детали. Таким образом, уменьшение в два раза участка абразива меньшей твердости приводит к упрощению конструкции шлифовального круга, повышению точности обработки, улучшению качественных показателей поверхностного слоя (шероховатости, технологических остаточных напряжений, точности геометрической формы детали), увеличению периода стойкости шлифовального круга между правками за счет уменьшения его засаливания.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении шлифовальных кругов для обработки вязких труднообрабатываемых материалов. Шлифовальный круг содержит крупнозернистые и мелкозернистые участки абразива, попарно разделенные участками абразива меньшей твердости. Участки крупнозернистого и мелкозернистого абразива выполнены одинаковой длины по наружной дуге шлифовального круга и в два раза большей длины, чем длина участка абразива меньшей твердости. Участок мелкозернистого абразива состоит из микрошлифпорошка, участок крупнозернистого абразива из шлифзерна, участок абразива меньшей твердости - из шлифпорошка. Твердость абразива выбирается в зависимости от твердости обрабатываемого материала. В результате повышается качество обрабатываемой поверхности за счет устранения непропорциональности размеров участков абразива мелкой и крупной зернистости.

Шлифовальный круг, содержащий крупнозернистые и мелкозернистые участки абразива, попарно разделенные участками абразива меньшей твердости, отличающийся тем, что участки крупнозернистого и мелкозернистого абразива выполнены одинаковой длины по наружной дуге шлифовального круга и в два раза большей длины, чем длина участка абразива меньшей твердости, причем участок мелкозернистого абразива состоит из микрошлифпорошка, участок крупнозернистого абразива - из шлифзерна, участок абразива меньшей твердости - из шлифпорошка, а твердость абразива выбирается в зависимости от твердости обрабатываемого материала.