Инструмент для обработки хрупких неметаллических материалов Советский патент 1981 года по МПК B28D1/00 B28D1/18 

1

Изобретение относится к области обработки неметаллических материалов, в частности к инструментам для комбинированной обработки путем резания, шлифования и скалывания.

Известен инструмент для обработки хрунких неметаллических материалов, включающий корпус-скалыватель и закрепленный на его торце режущий диск с торцевыми шлифующими алмазными элементами 1.

Недостатком этого инструмента является то, что, несмотря на наличие щлифующих вставок с уменьшающейся к центру инструмента зернистостью алмазов, он не обеспечивает высокой производительности и качества обработанной поверхности. Это обусловлено тем, что в момент контакта скалывателя конической формы с подрезанным режущим диском куском матерргала скачкообразно возникает импульс силы, т. е. удар, который существенно влияет на динамику процесса и формообразование обрабатываемой поверхности. При ударе происходит дополнительное врезание алмазных щлифующих элементов в обрабатываемую поверхность вследствие деформаций в системе СПИД и возникновения вибраций. В результате этого происходит снижение точности и плоскостности обработки, увеличение шероховатости в зоне дополнительпого врезания щлифующих вставок. Кроме того, при резком дополнительном врезании щлифующих элементов, оснащенных алмазами мелкой зернистости, происходит дробление материала в зоне контакта, т. е. резкое увеличение нарушенного слоя, который наблюдается при обработке хрупких материалов. Возникновение скачкообразно изменяющегося импульса силы, т. е. удара скалыва10 теля о каменную породу, не позволяет вести обработку с высокой производительностью, так как скачок импульса силы прямо пропорционален скорости подачи, т. е. производительности обработки.

15 Целью настоящего изобретения является повыщение производительности и качества обработанной поверхности.

Для достижения поставленной цели в инструменте для обработки хрупких неметаллических материалов, включающем корпусскалыватель и закрепленный на его торце режущий диск с торцевыми щлифующими алмазными элементами, рабочая поверхность корпуса-скалывателя выполнена в виде поверхности вращения, образованной вращением вокруг оси инструмента кривой, касательной к торцевой поверхности режущего диска со стороны его крепления к корпусу-скалывателю и обращенной выпукло30 стью к оси врап1ения инструмента. Кроме

того, образующая рабочей поверхности корпуса-скалывателя описывается уравнением:

(x-Ry при ,

где а - коэффициент пропорциональности; R - больший радиус торцевой плоскости корпуса-скалывателя; г - меньший радиус торцевой плоскости корпуса-скалывателя.

На чертеже изображен общий вид ипструмента со схемой обработки.

Инструмент состоит из корпуса-скалывателя I, рабочая поверхность которого образована вращением вокруг оси инструмента ОУ кривой АВ, обращенной выпуклостью к оси вращения инструмента и касающейся торцевой плоскости корпуса-скалывателя большого диаметра и закрепленных на нем режущего диска 2 и торцевых шлифующих вставок 3, оснащенных алмазными рабочими элементами.

Инструмент работает следуюи1,им образом.

Обрабатываемый камень 4 иод действием усилия подачи стола 5 подается на вращающийся с заданиой скоростью режущий диск 2, который прорезает в ка.мне 4 щель. По мере подачи камня на режущий диск 2 длина щели увеличивается и кромка камня приходит в соприкосновение со скалывателем 1. В процессе взаимодействия скалывателя 1, рабочая поверхность которого образована вращением ветви параболы (х-/) вокруг оси инструмента, с иодрезанным к ском камня 4 импульс силы скалывания измеияется по закону

р 2а(Уп/-/),

где УП - скорость подачи ииструмспта;

/ - время.

Как видно из этого уравнения, импульс силы возрастает прямо пропорционально времени от нуля до величппы, необходимой для отламывания иодрсзанного куска камня. В данном с.лучае скачок пмпу.п.са си.И) отсутствует, т. е. отсутствует удар. Вследствие указанного характера динамического взаимодействия скалывателя 1 с иодрезанным куском камня 4 обеспечивается повышение точности обработки (увеличение плоскостности обработанной иоверхиости) и снижение И1ероховатости обработанной поверхиости. Кроме этого, отсутствие удара скалывателя 1 о подрезанную часть камня 4 позволяет повысить подачу камня, т. е. производительность обработки.

Испытания ири обработке без охлаждения углеродистых материалов, используемых для футеровки доменных нечей и ванн электролизеров, показали, что при работе извеетным инструментом иеилоскостность

блоков составляет 0,3 мм, что превышает допуск па пеплоскостноеть блока, равный 0,2 мм. При работе иистру.менто.м но изобретению неилоскостность блока составляет 0,1 мм. Шероховатость обработанной иоверхности нрн работе инструментом но изобретению у.меньшается е Rz 40 до RZ 20. Кроме этого, представляется возможным повысить подачу инструме1гга, т. е. производительность обработки, в 1,3 раза.

Фор м у л а изобретен и я

1.Инструмент для обработки хрупких иеметаллических материалов, включающий кориус-скалыватель и закрепленный на его

торце режущий диск с торцевыми щлифующими алмазиы.ми элементами, о т л и ч а юHi, и и с я тем, что, с целью повыше1И1я производительности и качества обработанной поверхности, рабочая иоверх1юсть корпусаскалывателя выиолпена в виде поверхности вращения, образованной враи1,ением вокруг оси инструмента кривой, касательной к торцевой поверхности режущего диска со стороиы его крепления к кориусу-скалывателю

и обращенной выпуклостью к оси вращения инструмента.

2.Инструмент по п. 1, отличающийс я тем, что образующая рабочей иоверхности корпуса-скалывателя описапа уравиепнем:

) при ,

|-де а- коэффицисмл иропор1ии)нальност1г; R - бо.чьипгй радиус ториевг)й плоскости корпуса-ска,iijiHaTe.

/ - меиьи1ий радиус торцевг)й плоскости корпуса-скалывателя. Источиики ипформации, принятые во впи.мание при экспертизе 1. «Синтетические алмазы в иро.мышлениости, «Паукова Думка, Киев 1974 с. 310---312.