СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОГО ИЗНОСА ШЛИФОВАЛЬНОГО КРУГА Российский патент 2010 года по МПК G01N3/58 B24D3/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано на предприятиях абразивной и металлообрабатывающей промышленности для оценки работоспособности вновь изготавливаемых и внедряемых на операциях абразивной обработки шлифовальных кругов.

Известен способ определения износа шлифовального круга, при котором производится измерение положения режущей поверхности неподвижного шлифовального круга с помощью механического средства относительно специальной базы измерения, например индикатора многооборотного с плоской головкой (Абразивная и алмазная обработка материалов: справочник / Под ред. А.Н.Резникова. - М.: Машиностроение, 1977. - 391 с.). Базой может служить наружная поверхность планшайбы, дополнительное кольцо, установленное на планшайбе вместе с кругом, или наклеенный на торец круга кусочек органического стекла с отточенной наружной поверхностью. Измерение проводят не менее чем в четырех противоположных точках по окружности круга и в трех точках вдоль образующей. Среднее арифметическое из 12 результатов измерений дает погрешность не более ±0,005 мм для кругов средних зернистостей.

Удельный износ шлифовального круга определяют по формуле

q=Q_а/Q_м,

где Q_a и Q_м - соответственно объем израсходованного абразива и сошлифованного материала заготовки, мм³.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится низкая точность измерения линейного износа шлифовального круга, вызванная разновысотностью абразивных зерен и, соответственно, колебанием режущей поверхности шлифовального круга в точках контакта рабочей поверхности шлифовального круга со средством измерения.

Известен способ измерения износа алмазных и абразивных кругов в процессе шлифования, при котором производят измерения положения режущей поверхности вращающего круга относительно дополнительной базовой поверхности, выполненной на круге концентрично его режущей поверхности (SU, авторское свидетельство №266318, кл. 42 К, 38/01//42В, 12/06, 1968). Измерение производят с помощью бесконтактной пневматической дифференциальной измерительной системы. Удельный износ определяют также, как и в предыдущем случае.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что разновысотность абразивных зерен как на рабочей поверхности круга, так и на базовой поверхности, а также вибрации вращающегося шлифовального круга, вызванные неуравновешенностью и неоднородностью его структуры, приводят к снижению точности измерений износа шлифовального круга. Известный способ отличается также повышенной сложностью измерения износа, так как требуется пневматическая измерительная система с тонкой очисткой подаваемого в систему воздуха.

Известен способ определения износа шлифовального круга путем копирования его профиля врезанием вращающего круга в тонкую стальную пластину (Худобин Л.В. Анализ методов измерения размерного износа шлифовальных кругов // Ученые записки УлГПИ им. И.М. Ульянова, Том XVIII, выпуск 1. - Ульяновск: УлГПИ, 1963. - С.57-76). Предварительно на рабочей поверхности круга протачивают уступ Δ, величина которого должна быть на 0,01…0,02 мм больше ожидаемого линейного радиального износа ΔR. Круг подводят к тонкой стальной пластине, закрепленной в приспособлении, установленном на столе станка, и, медленно подавая круг на пластинку, копируют на ней профиль круга. Измеряя величину уступа на пластине, определяют линейный износ шлифовального круга. Удельный износ определяют так же, как и в первом случае.

Причиной, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, является низкая точность измерения шлифовального круга, вызванная деформацией тонкой пластины под воздействием температурно-силового фактора при ее шлифовании.

Известен способ определения удельного износа шлифовального круга, включающий измерения наружного диаметра шлифовального круга и высоты ступенчатого в продольном сечении призматического образца до начала шлифования, шлифование образца периферией круга с последующим измерением высоты уступа на образце, возникающего в результате копирования профиля шлифовального круга (Колобков В.П., Гуркин С.В. Способ определения удельного износа шлифовального круга // Передовой производственно-технический опыт: Межотр. реф. сб. ВИМИ, 1981. - Сер. Т1. - Вып.1. - С.52-54). Так как длина шлифуемых поверхностей образца различна, то износ шлифовального круга будет неодинаков и пропорционален длине шлифуемой поверхности. Та часть круга, которая работает по поверхности меньшей длины l₁, изнашивается меньше, чем другая часть круга, шлифующая более длинную поверхность l₂, и поэтому с короткой поверхности образца снимается слой большей глубины. В результате на шлифованной поверхности образца образуется уступ высотой, численно равной разности износов обеих частей шлифовального круга. Удельный износ определяют по формуле:

,

где D_к - наружный диаметр шлифовального круга до начала шлифования, мм; l₁ - длина первой (короткой) шлифованной поверхности, мм; h₁ - глубина слоя, сошлифованного с первой поверхности, мм; l₂ - длина второй (длинной) шлифованной поверхности, мм; h₂ - высота уступа между шлифованными поверхностями, мм.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится низкая точность определения удельного износа шлифовального круга, так как при определении диаметра шлифовального круга после шлифования по формуле: не учитывается глубина слоя h₁, сошлифованного с первой поверхности образца.

Технический результат - повышение точности определения удельного износа шлифовального круга.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в предлагаемом способе определения удельного износа шлифовального круга при плоском шлифовании периферией или торцом круга или при круглом наружном шлифовании периферией круга особенность заключается в том, что используют ступенчатый образец с высотой уступа h, превышающей на 0,1…0,2 мм ожидаемый линейный износ шлифовального круга, измеряют наружный диаметр D_к шлифовального круга и размеры ступенчатого образца до начала шлифования, шлифуют выступ ступенчатого образца шлифовальным кругом до момента касания нерабочей части поверхности круга поверхности уступа на образце, измеряют размеры образца с определением высоты уступа h₂, образовавшегося на образце, после шлифования и глубины h₁ слоя, сошлифованного со ступенчатого образца, и определяют удельный износ шлифовального круга с учетом величин D_к, h₁, h_2.

Кроме того, особенность заключается в том, что при плоском шлифовании периферией шлифовального круга используют ступенчатый в поперечном сечении образец призматической формы, а значение удельного износа q круга определяют по формуле:

q=π·D_к·h₂/(h₁·l),

где l - длина шлифуемой поверхности образца, мм.

Кроме того, особенность заключается в том, что при круглом наружном шлифовании периферией шлифовального круга используют ступенчатый в осевом сечении образец цилиндрической формы, а значение удельного износа q круга определяют по формуле:

q=D_к·h₂/(d₀·h₁),

где d₀ - диаметр шлифуемой поверхности образца до начала шлифования, мм.

Кроме того, особенность заключается в том, что при плоском шлифовании торцом шлифовального круга используют ступенчатый в поперечном сечении образец призматической формы, а значение удельного износа q круга определяют по формуле:

q=π·h₂(D_к-B₁)/(h₁·l),

где B₁ - ширина шлифуемой поверхности образца, мм.

Определение удельного износа шлифовального круга при шлифовании ступенчатого в поперечном сечении образца до момента касания нерабочей части поверхности шлифовального круга поверхности уступа по сравнению со шлифованием ступенчатого в продольном сечении образца позволяет повысить точность определения удельного износа шлифовального круга, так как на точность определения удельного износа по предлагаемой схеме не оказывает влияния износ той части круга, которая шлифует поверхность меньшей длины.

На чертежах представлено: на фиг.1 изображена схема шлифования в момент касания рабочей поверхностью шлифовального круга поверхности ступенчатого призматического образца в начале плоского шлифования периферией круга; на фиг.2 - вид сверху ступенчатого образца для плоского шлифования периферией круга; на фиг.3 - схема окончания шлифования ступенчатого образца в момент касания нерабочей частью периферийной поверхности шлифовального круга поверхности уступа на образце; на фиг.4 - схема шлифования в момент касания рабочей поверхности шлифовального круга поверхности ступенчатого цилиндрического образца в начале круглого наружного шлифования периферией круга; на фиг.5 - схема окончания шлифования ступенчатого цилиндрического образца в момент касания нерабочей части периферийной поверхности шлифовального круга поверхности уступа на образце; на фиг.6 - схема шлифования в момент касания рабочей поверхности шлифовального круга поверхности ступенчатого призматического образца в начале плоского шлифования торцом круга; на фиг.7 - вид сверху ступенчатого образца для плоского шлифования торцом круга; на фиг.8 - схема окончания плоского шлифования торцом круга ступенчатого призматического образца в момент касания нерабочей части торцовой поверхности шлифовального круга поверхности уступа на образце.

Заявляемое изобретение представляет собой способ определения удельного износа шлифовального круга при плоском шлифовании периферией или торцом круга или круглом наружном шлифовании периферией круга. Предлагаемый способ определения удельного износа круга при плоском шлифовании периферией круга включает измерение наружного диаметра круга D_к после правки его рабочей поверхности с помощью универсальных средств измерения, например штангенциркуля ШЦ-II с ценой деления 0,05 мм (фиг.1). Затем измеряют высоту призматического ступенчатого в поперечном сечении образца Н₁ с высотой уступа h, на 0,1…0,2 мм превышающей ожидаемый линейный износ шлифовального круга, с помощью индикатора многооборотного МИГ-1 с ценой деления 0,001 мм, закрепленного в стойке С-1, установленной на столе плоскошлифовального станка. После этого шлифуют ступенчатый в поперечном сечении образец длиной l, шириной В и шириной шлифуемого выступа B₁ (фиг.1 и 2) до момента касания нерабочей части периферийной поверхности круга поверхности уступа (фиг.3). После шлифования измеряют высоту образца Н₂ и рассчитывают глубину слоя металла h₁, сошлифованного с образца, по формуле: h₁=H₁-H₂. Затем измеряют высоту уступа h₂, образовавшегося на поверхности заготовки, с помощью индикатора многооборотного МИГ-1, закрепленного в стойке С-1, установленной на столе плоскошлифовального станка, используя в качестве базы поверхность образца высотой Н₂. Значение удельного износа шлифовального круга определяют по формуле:

Предлагаемый способ определения удельного износа шлифовального круга при круглом наружном шлифовании периферией круга включает измерение наружного диаметра шлифовального круга D_к после правки его рабочей поверхности с помощью универсальных средств измерений, например штангенциркуля ШЦ-II с ценой деления 0,05 мм (фиг.4). Затем измеряют диаметры d и d₀ ступенчатого в осевом сечении образца с высотой уступа h=0,5(d₀-d), на 0,1…0,2 мм превышающей ожидаемый линейный износ шлифовального круга, с помощью скобы рычажной с ценой деления 0,001 мм. После этого шлифуют цилиндрическую поверхность шириной В ступенчатого образца (фиг.4 и 5) до момента касания нерабочей периферийной поверхности круга поверхности Г диаметром d. После шлифования с помощью рычажной скобы измеряют диаметр d₀₁ и рассчитывают глубину слоя металла h₁, сошлифованного с образца, по формуле h₁=0,5(d₀-d₀₁). Затем рассчитывают высоту уступа h₂ по формуле h₂=0,5(d₀₁-d). Значение удельного износа определяют по формуле q=D_к·h₂/(d₀·h₁).

Предлагаемый способ определения удельного износа круга при плоском шлифовании торцом круга включает измерение наружного диаметра круга D_к с помощью универсальных средств измерения, например штангенциркуля ШЦ-II с ценой деления 0,05 мм (фиг.6). Затем измеряют высоту призматического ступенчатого в поперечном сечении образца Н₁ с высотой уступа h=H₁-H₂, на 0,1…0,2 мм превышающей ожидаемый линейный износ шлифовального круга, размеры Н₂ и В₁ с помощью скобы рычажной с ценой деления 0,001 мм. После этого шлифуют ступенчатый в поперечном сечении образец длиной l, шириной B₁ и высотой H₁ (фиг.6, 7) до момента касания нерабочей частью торцевой поверхности круга поверхности уступа Г (фиг.8). После шлифования измеряют размер H₃ и рассчитывают глубину слоя металла h₁, сошлифованного с образца, по формуле h₁=H₁-H₃. Затем измеряют высоту уступа h₂, образовавшегося на поверхности образца, с помощью индикатора многооборотного МИГ-1, закрепленного в стойке С-1, установленной на столе плоскошлифовального станка, используя в качестве базы поверхность образца высотой H₃. Значение удельного износа шлифовального круга определяют по формуле

q=π·h₂(D_к-B₁)/(h₁·l).

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве и применении абразивных инструментов на операциях шлифования заготовок из различных материалов. Способ используется для определения удельного износа шлифовального круга при плоском шлифовании периферией или торцом шлифовального круга или при круглом наружном шлифовании периферией шлифовального круга и включает использование ступенчатого образца с высотой уступа, превышающей на 0,1…0,2 мм ожидаемый линейный износ шлифовального круга, измерение наружного диаметра шлифовального круга и размеров ступенчатого образца до начала шлифования, шлифование выступа ступенчатого образца шлифовальным кругом до момента касания нерабочей части поверхности круга поверхности уступа на образце, измерение размеров образца с определением высоты уступа, образовавшегося на образце, после шлифования и глубины слоя, сошлифованного со ступенчатого образца, и определение удельного износа шлифовального круга с учетом указанных величин. Повышается точность определения удельного износа шлифовального круга. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ определения удельного износа шлифовального круга при плоском шлифовании периферией или торцом шлифовального круга или при круглом наружном шлифовании периферией шлифовального круга, включающий использование ступенчатого образца с высотой уступа h, превышающей на 0,1…0,2 мм ожидаемый линейный износ шлифовального круга, измерение наружного диаметра D_K шлифовального круга и размеров ступенчатого образца до начала шлифования, шлифование выступа ступенчатого образца шлифовальным кругом до момента касания нерабочей части поверхности круга поверхности уступа на образце, измерение размеров образца с определением высоты уступа h₂, образовавшегося на образце после шлифования, и глубины h₁ слоя, сошлифованного со ступенчатого образца, и определение удельного износа шлифовального круга с учетом величин h_1, h_2, D_K.

2. Способ по п.1, в котором при плоском шлифовании периферией шлифовального круга используют ступенчатый в поперечном сечении образец призматической формы, а значение удельного износа q круга определяют по формуле:
q=πD_K·h₂/(h₁·l),
где l - длина шлифуемой поверхности образца, мм.

3. Способ по п.1, в котором при круглом наружном шлифовании периферией шлифовального круга используют ступенчатый в осевом сечении образец цилиндрической формы, а значение удельного износа q круга определяют по формуле:
q=D_K·h₂/(d₀·h₁),
где d₀ - диаметр шлифуемой поверхности образца до начала шлифования, мм.

4. Способ по п.1, в котором при плоском шлифовании торцом шлифовального круга используют ступенчатый в поперечном сечении образец призматической формы, а значение удельного износа q круга определяют по формуле:
q=π·h₂(D_K-B₁)/(h₁·l),
где B₁ - ширина шлифуемой поверхности образца, мм.