Инструмент для шлифования со ступенчатой рабочей поверхностью Советский патент 1993 года по МПК B24D5/00 

Изобретение относится к области абразивной обработки, в частности к конструкции рабочей поверхности шлифовального круга для бесцентрового проходного шлифования. .

Целью изобретения является повышение производительности и экономичности бесцентрового проходного шлифования.

На фиг.1 изображен предлагаемый инструмент; на фиг.2 - конструкция элемента конической формы.

Абразивный инструмент для бесцентрового проходного шлифования имеет рабочую поверхность, состоящую из заборного участка I. участка основного съема металла II и калибрующей части III.

Заборный участок I и участок основного съема металла II имеют профиль в виде клинообразных элементов (в дальнейшем именуются порогами), которые получают правкой алмазным инструментом по копиру. Каждый участок состоит из нескольких порогов. На заборном участке I имеется два- три порога в зависимости от величины предельного максимального отклонения диаметра заготовки. На участке основного съема металла имеется 2-15 порогов в зависимости от величины припуска на операцию и высоты круга. Длина, высота режущей кромки и угол наклона задней поверхности порогов зависят от высоты круга, величины снимаемого припуска.

Калибрующая часть (II круга-известной конструкции.

Для более рационального использования полезной периферийной поверхности круга выходной конус не создается. Обеспечение плавного выхода деталей из зоны обработки достигается наладкой станка.

(Л

С

00

о

СП

о

Заборный участок Г при бесцентровом проходном шлифовании предназначен для обеспечения беспрепятственного входа деталей в зону шлифования и образования сплошного непрерывного потока с учетом того обстоятельства, что заготовки могут иметь, особенно на операциях предварительной обработки, значительные отклонения от номинального размера.

Количество порогов на заборном участке 2-3.

Исполнение заборного участка в виде клинообразных порогов позволяет осуществить: надежный захват деталей кругами,, создание благоприятного режима самоза- тачивания круга с сохранением кромочного резания, снятие избыточных припусков, подготовку к шлифованию на участке основного съема с припуском постоянной номинальной величины, что существенно влияет на создание стабильных условий резания и качественные результаты процесса шлифования.

Для решения этих задач достаточно иметь, в зависимости от конкретных технических условий, заборный участок длиной от 30 до 60 мм с двумя-тремя порогами.

Увеличение длины заборного участка и количества порогов на нем дополнительного положительного эффекта не дает.

На участке основного съема металла II число клинообразных порогов - 2-15, которые создают новую многокромочную форму рабочей зоны. Число порогов выбирается в зависимости от величины припуска и высоты круга или набора кругов. В процессе бесцентрового шлифования деталь проходит сквозь рабочую зону между шлифовальным и ведущим кругом, вдоль их образующих. Но, в отличие от известной ступенчатой образующей срезание металла во время снятия припуска производится клинообразными порогами, при этом каждый порог имеет, по существу, три части. Первая - передняя режущая кромка, осуществляющая съем металла. Вторая - задняя поверхность, расположенная под углом к оси круга.

Такая форма порога необходима для предотвращения преждевременного изнашивания абразивных зерен, расположенных за зернами, образовавшими режущую кромку, а также для исключения возможности засаливания этого участка продуктами шлифования.

При этом последний порог объединен с калибрующей частью круга и имеет цилиндрическую форму.

Третья часть - радиус у основания режущей кромки, увеличивающий сопротивление абразивных зерен выкрашиванию и

объемному разрушению в результате возрастания сил резания.

Высота первого порога и угла наклона задних поверхностей каждого из порогов,

образованных на рабочей поверхности круга, выбираются в зависимости от конкретных условий обработки (назначение операции, свойств обрабатываемого материала, состояния станка и ряда других об0 стоятельств.

Однако высота первого порога не должна быть меньше 0,03 мм и больше 0,05 мм, а величины углов - меньше 0,017° и больше 0,14°. При меньшей высоте первого порога

5 и углов наклона задней поверхности порогов теряется эффект кромочного резания и снижается положительный эффект.

Ограничение максимальной высоты и углов наклона связано с особенностями

0 процесса резания периферией круга цилиндрических наружных поверхностей. Чрезмерное увеличение высоты и угла наклона также сопровождается снижением положительного эффекта.

5 при расчете высоты порогов необходимо иметь в виду, что припуск, снимаемый на данной операции, будет равен их сумме.

Благодаря многокромочной рабочей зоне число рабочих участков увеличивается с о0 ответственно числу порогов на круге.

Именно особенности процесса резания передними кромками обеспечивается положительный эффект использования шлифовального круга предлагаемой конструкцией

5 клинообразных порогов.

Кромочная схема резания при помощи клинообразных порогов создает оптимальные условия самозатачивания кругов и сохранения высокой режущей способности в

0 течение длительного времени.

Режим самозатачивания шлифовального круга происходит следующим образом. Абразивное зерно, составляющее режущую кромку, в процессе работы подвергается

5 усилиям, направленным со стороны -заготовки, которые стремятся вырвать зерно из связки или объемно разрушить его. Сопротивление связки со стороны радиуса у основания режущей кромки удерживает зерно в

0 теле круга. По мере затупления зерна на его вершине образуется площадка износа, которая под действием силы резания поверхностно разрушается, образуя новые острые грани.

5 Таким образом зерно продолжает образовывать режущую кромку и участвовать в работе по снятию припуска с заготовки. После повторного образования площадки износа она снова поверхностно разрушается, образовывая острые грани, и т.д, Циклы самозатачивания абразивного зерна повторяется до его полного срабатывания. После того, как выработались все зерна дуги контакта, образовывающие режущую кромку, в работу вступают следующие абразивные зерна, которые образуют новую режущую кромку, сдвинутую в сторону направления продольной подачи детали на величину размера зерен основной фракции шлифовального круга.

Износ режущих кромок осуществляется одновременно. В результате весь каскад по- рогов постепенно перемещается вдоль образующей круга Таким образом, создается режим работы, при котором возникает воспроизводство порогов вдоль образующей круга и зоне шлифования с сохранением кромочного резания.

В результате совокупных действий выше перечисленных факторов уменьшается износ и расход абразивного инструмента, уменьшается степень нагрева деталей в зоне резания, снижаются распорные усилия, вызывающие разного рода деформации системы, снижается потребная мощность процесса, значительно упрощается наладка станков для формирования рабочей зоны, увеличивается производительность шлифования, поскольку появляется возможность увеличить съем припуска за один проход при неизменной продольной подаче, сокращается количество операций за счет концентрации предварительного и окончательного шлифования на одном станке, по- вышается качество обработки, постоянство и надежность наладки в течение всего времени работы, создаются условия рационального использования абразивного инструмента С максимальным эффектом и экономии времени на наладку и подналадку станка.

Предлагаемая конструкция может быть использована на любом бесцентрово-шли- фовальном станке для проходного шлифования любых деталей.

На Московском автомобильном заводе им. И.А.Лихачева проведено экспериментальное исследование новой конструкции шлифовального круга, в том числе и в производственных условиях на операции бесцентрового проходного шлифования шкворня

поворотного кулака на бесцентрошлифо- вальном станке мод.Л-297С2.

В результате исследований установлено, что новая конструкция шлифовального

круга с образующей в виде клинообразных элементов для бесцентрового проходного шлифования, в сравнении со ступенчатой и конической формами образующих, обеспечивают при соблюдении неизменных технологических условий обработки следующий положительный технико-экономический эффект: производительность процесса бесцентрового проходного шлифования повышается в 1,7 раза, расход абразивного

инструмента сокращается до двух раз, удельный расход энергии уменьшается на 40%.

Дальнейшие изыскания оптимальных технологических условий шлифования применительно к новой конструкции круга позволит noBbicnf ь эффективность его применения. Учитывая полученный технико-экономический эффект, Московский автомобильный завод им. И.А.Лихачева принял новую конструкцию шлифовального круга с образующей в виде клинообразных порогов для бесцентрового проходного шлифования к внедрению.

Формула изобретения

1. Инструмент для шлифования со ступенчатой рабочей поверхностью, диаметр каждого из последующих участков которой превышает диаметр предыдущего, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения режущей способности инструмента, каждый участок выполнен в виде усеченного конуса, при этом меньшее основание каждого из предыдущих участков сопряжено с

большим основанием последующего участка по кривой, радиус г которой определен по формуле

г 3/5Р, где Р - размер абразивного зерна основной

фракции инструмента.

2. Инструмент по п,1,отличающий- с я тем, что образующая каждого из рабочих участков наклонена к оси инструмента под углом а 0,017-0,14°.

Фиг.1

Использование: в металлообрабатывающей промышленности для абразивной обработки. Сущность изобретения: конструкция инструмента представляет собой одинарный или сборный абразивный круг со ступенчатой рабочей поверхностью, диаметр каждого из последующих участков которой превышает диаметр предыдущего и каждый участок выполнен в виде усеченного конуса, при этом меньшее основание каждого из предыдущих участков сопряжено с большим основанием последующего участка по кривой, радиус г которой определен по формуле г ЗР/5, где Р - размер абразивного зерна основной фракции инструмента, а образующая каждого из рабочих участков наклонена к оси инструмента под углом « 0,017°...0,14°. 1 з.п.ф-лы, 2 ил..