Эластичный абразивный круг Советский патент 1982 года по МПК B24D13/00 

(54) ЭЛАСТИЧНЫЙ АБРАЗИВНЫЙ КРУГ

Изобретение относится к изготовлению абразивного инструмента.

По основному авт. св. № 774935 известен эластичный абразивный круг, содержащий корпус и несущую абразивное покрытие эластичную основу с несквозными отверстиями переменного сечения, глубиной , равной 1/3-1,6, высоты круга на торцовых поверхностях, расположенными равномерно с окружным шагом в 1,5-3 раза меньшим чем отношение максимально допустимой условиями прочности окружной скорости круга к частоте свободных изгибных колебаний круга на шпинделе, что позволяет повысить виброустойчивость процесса обработки за счет подавления автоколебаний, возникающих при шлифовании с частотой, близкой к низшей частоте свободных колебаний элементов упругой системы СПИД С. 1 .

Недостатком этого круга является малая эксплуатационная стабильность при использовании его на станках с различной степенью изношенности, особенно на станках, отличающихся по конструкции и параметрам упругой системы, а следовательно-; обладающих разными жесткостью и частотами

свободных колебаний элементов упругой системы, а также при обработке деталей с неодинаковыми массой и жесткостью. Ограниченная область устойчивости, в которой имеет место эффективное подавление автоколебаний а следовательно, и ограниченная область использования известного круга , объясняется тем, что возникающие

10 в процессе шлифования параметрические колебания недостаточны по интенсивности и форме для подавления автоколебаний с частотами в диапазоне, превышающем в 1,5 раза низшую часто15 свободных изгибных колебаний шлифовального, круга на шпинделе.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей шлифования за счет расширения области вибг

20 роустойчивости обработки и, тем самым, повышение стабильности эксплуатационного качества инструмента.

Эта цель достигается тем, что в .эластичной основе между периодичес25ки расположенными отверстиями с ок.ружным шагом .

где N - максимально допустимая условиями прочности окружная скорость круга; Р - частота свободных изгибных колебаний

jKpyra на шпинделе, К - 1,5-3 - коэффициент обратной пропорциональности, выполнены дополнительные отверстия внутри периодически повторяющегося шага с переменным угловым шагом , изменяющимся с постоянным соотношением шага смежных отверсtfj. wi

тйй, равным

f irC-1,Z---)

где

П);и - натуральные числа.

Радиальное смещение дЯ дополнительных отверстий от центра круга, пдо1цадь сечения В и глубина отверстий/fe могут изменяться в окружном направлении по зависимости

ili±±.-J21 ЛЯ./ Si -hi

На фиг. 1 изображен абразивный круг; на фиг. 2 - разрез А-А фиг.1; ка фиг. 3 - венец абразивного круга; на фиго 4 - разрез Б-В фиг. 3.

Эластичный абразивный круг содержит корпус 1 из твердого материала, например текстолита, и несущую абразивное покрытие 2,эластичную основу 3, например из резины с модулем упругости 10-90 кг/см. В эластичной основе выполнено N периодически повторяющихся отверстий переменного сечения, например конусных, с окружнымшагом , меньшим в 1,5-3 раза отношения максимально допустимой условиями прочности круга, окружной скорости V к частоте Р свободных иэгибных колебаний круга на шпинделе. Окружному шагу С соответствует постоян- ... -Sit

ный угловой шаг Т . Внутри этого углового гага дополнительно выполнены Z -отверстий с переменным угловым шагом Ч изменяюищмся у смежных отверстий на величину

. J2L

О) If. - и

где 1 l,2,...,z+ 1; rKljM - натуральные числа.

Величина каждого углового шага i.., может быть определена следующим образом.

Из (1) очевидно, что при Z дополнительных отверстиях соотношения уг.лбвых шагов

- Hz

z откуда ,следуют равенства

...

) ,S i--n|vn4 a.i VHV-...-zHImVi (2)

Из (1) и (2) найдем, что

-(

Учитывая, что

..,,,.--Vo, (Ъ)

М hi.yi(n|vnf 4

т J. 4 Т|

Угловой шаг if -того дополнитель-. ного отверстия определяется выражением

U..U /JLvtMH , . ) У«-И(и/м.)

Таким образом, по формулам (З), С) и (5) может быть количественно определена величина любого углового шага дополнительного смежного отверстия.

Например, при эластичной основе выполнено шесть конусных отверстий с угловым шагом fc бО. Внутри этого углового . шага выполнены дополнительные отверстия, расположенные согласно зависимости (1 ) с переменным угловым ша:гом (см. фиг.1) V 25 19;«f 1943 , 14«53.

Отверстия, расположенные с постоянным угловым шагом, смещены от периферии круга на постоянную веЬичину в диапазоне 3-6 мм. Радиальное смещение fiiR (см. фиг. 3) дополнительных отверстий выполнено пере0 1менным и изменяется в окружном нап- равле1 и на величину Aft , свнаанную для смежных отверстий зависимостью

п При. ЭТОМ &R может изменяла i. 5 ться в диапазоне от 2 до 10 мм.

Глубина ii отверстий выполнена на 1/3-1/6 высоты круга и выбирается близкой к величине осевой подачи круга, например равна 1/3-1/6 высоты круга на оборот детали при круглом шлифовании. Глубина дополнительных отверстий может быть переменной и изменяться в окружном направлении у смежных отверстий с соответтвием

Например, у круга - VVA v

высотой Н 32 мм, + 1 10,7; м 8 и л- 6 мм.

Внутри углового шага YO между отверстиями с одинаковой площадью S сечения по торцам круга дополнитель ные отверстия могут быть выполнены с площадью сечения, изменяющейся в

окружном направлении по зависимоеTMSiti. .

Например, выполнены коI 54 и . нусные отверстия с диаметром по торцам круга cf - 1 20,.4 15,5 и 10,8 мм.

.-t

Предлагаемое изобретение обеспечивает выполнение эластичной части круга с постоянным модулем упругости в средней части периферии круга и периодически изменяемой по амплитуде контактной жесткостью, например, до двух раз, в окружном направлении у торцов круга, а также переменной модуляцией контактной жесткости эластичной OCHOKJ у смежных отверстий. В направлении оси круга амплйтуда модуляции контактной жесткости уменьшается до нуля в средней части круга. Изменение переменного углового шага fi между дополнительНЕЛ4и смежнама отверстиями по зависимости г обеспечивает возмож . ность модуляций контактной жесткое-.

ти эластичной основы 3 круга при обработке на нескольких гармониках. При этом амплитуда модуляции каяздой из гармоник может быть обеспечена желаемой величины либо за счет изменения радиального смещения ДР от верстий с одинаковой площадью их сечения, либо за счет изменения площади сечения 5 отверстий, либо путем изменения их глубины -И на постоянную часть, связанную зависимостями . .

.Ri.5jv. jjiiij. № Si TiT

в момент контакта обрабатываемого материала с участком круга, не имеющим в эластичной основе отверстий, происходят малая контактная деформация, интенсивный съем материала и повышение силы обработки. Во время контакта обрабатываемого материала с участком круга с отверстием и пониженной жесткостью эласгичной основы происходит отжим кромки периферии режущей поверхности и снижение интенсивности съема материала и уменьшение силы обработки.

При шлифовании круга с окружной рабочей скоростью р , которая в 1,5 раза меньше скорости V, допускаемой условиями прочности инструмента, возникают переменные силы и параметрические колебания периферийучастков круга с частотой ш и ; с широким набором кратных частот , (-1 1,2,3,...), обусловленных переменным угловым шагом допол|нительных отверстий в эластично, ос-, нове.

,

В связи с тем, что - др , пара:метрические колебания на первой

гармонике, возникающие с частотой а)-- которая больше частоты Р свободных изгибных колебаний, подавляют автоколебания на первой гармонике,

возникаю11 1е по мере затупления инструмента, за счет чего повышается устойчивость.

Существенное расширение области устойчивости и подавление автоколебаний при шлифовании эластичным кругом предложенной конструкции имеет место, когда Г-г- и частота W (.5-Ъ)Р- .

параметр ических колебаний на первой гармонике превышает до 1,5 раза частоту свободных изгибгалх колебаний круга на шпинделе. Последующее уменьшение шага С и повышение частоты Шпараметрических колебаний на первой гармонике приводит к несущест- -

венному расширению области устойчивости процесса обработки.

Выполнение дополнительных отверстий с переменным угловым шагом W ,

изменяемым по зависимости i$ -между отверстиями с постоянгалм угловым шагом обусловливает параметрические колебания с широким набором кратных частот ). За счет

этого, с одной стороны, уменьшается уровень параметрических колебаний на любой указанной частоте Kvtjf , а с другой стороны расширяется в несколько раз диапазон частот свободных изгибны колебаний, в котором наступает подавление автоколебаний на первой и последующих гармониках и повышается виброустойчивость при шлифовании деталей разных масс-на станках разных конструкций, обладающих

различными амплитудно-фазовыми частoтны ш характеристиками элементов упругой система станка, причем управление амплитудами параметрических колебаний с частотами fv w по любому жалаекюму закону обеспечивается за счет рещиального смещения ДК дополнительных отверстий с одинаковой площадью сечения или изменением глубины ti отверстий, а

изменением площади S их сечения на постоянную часть, равную соотношению натуральных чиселп)и.

В отличие от известного эластич,ного шлифовального круга параметри55ческие многочастотные колебания малой амплитуды, возникающие при обработке предложенным инструментом, повьшают устойчивость за счет подавления автоколебаний в широком диа° пазоне частот на первой и пойле дующих гармониках и расширякэт технологические возможности обработки при одновременном улучшении качества обработанной поверхности и стойкости

65 инструмента. Повышение эксплуатационного качества и расширение технологйч%ских возможностей обработки кругом предложенной конструкции под тверждается также его эксплуатацион ными испытаниями. В процессе шлифования предложенным инструментом не наблюдаются автоколебания при шлифо вании деталей разной жесткости, уменьшается уровень параметрических колебаний, обусловленных переменностью контактной жёсткости, и снижается шероховатость обработанной поверхности. Повышение режимов в 1,7 р за при обработке деталей разной жесткости не снижает стойкости абразивной ленты на круге. Формула изобретения 1. Эластичный абразивный круг по авт. св. 774935, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей инструмента, в нем дополнительно вы полнены несквозные отверстия с пере менным угловым шагом связанным для смежных отверстий зависимостью ф iitL-J L , где п и W - натуральные fi и числа. 2, Круг ПОП.1, отличающийся тем, что радиальное смещение дополнительных отверстий от центра круга выполнено переменным и изменяется в cfkpyKHOM направлении на величину ЛЯ, связанную для смежных отверстий зависимостью М1.-.Л 3. Круг поп. 1, отлича- ю щ и и с я тем, что площадь 5 сечения допрлнительных отверстий по торцам круга и их глубина -Vi выполнены переменными и изменяются в окружном направлении на величину, связанную для смежных отверстий зави- . симостью Joi+i-J L S-i Vi и Источники информации,. принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 774935, кл. В 24 О 13/00, 1978. -/1

1 г

j-fffff

Ф1/г.2

фуг. 4