RU2187423C1 - Method for feeding cutting fluid to grinding zone by action of hydraulic shock - Google Patents

Abstract

FIELD: machine tool manufacture, material cutting, possibly systems for feeding cutting fluid to grinding zone. SUBSTANCE: method comprises steps of feeding technological cutting fluid through axial cavity of rotating mandrel to radial openings communicated with cavity and to grinding zone through radial ducts provided in near-end portions of grinding disc. Said portions have variable height due to acute inclination angle α of central portions having no ducts relative to plane normal to rotation axis. In description of invention relation is given for determining value of above mentioned inclination angle α in depending upon height of maximum outer diameter of grinding disc and height of its central portion without ducts. Cutting fluid is sprayed by action of impulse pressure to axial cavity, openings of mandrel and ducts of disc by means of hydraulic shock created by concentrator arranged on rod of hydraulic striker. EFFECT: enhanced strength of abrasive tool and efficiency of grinding process, reduced wear of tool, lowered temperature. 2 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к станкостроению и к обработке материалов резанием, а именно к способам подачи смазочно-охлаждающей технологической смеси (СОТС) в зону шлифования. The invention relates to machine tool industry and to the processing of materials by cutting, and in particular to methods of supplying a lubricant-cooling technological mixture (COTS) to the grinding zone.

Известен способ подачи СОТС в зону при внутреннем шлифовании, согласно которому СОТС через полую оправку и связанные с ее полостью каналы подают со скоростью С в зону шлифования и образуют гидроклин в переменном зазоре между кожухом и кругом, при этом с целью повышения эффективности охлаждения оправку берут с винтовыми канавками на внутренней поверхности, угол подъема которых выбирают из условия
f<tgγ<π/2,
где f - коэффициент жидкостного трения слоев СОТС, прилегающих к стенке полости оправки, продольные оси каналов выполнены по кривой второй порядка, которую выбирают по формуле
ctgβ_i+ctgα_i = ωη/C_r.
где β_i - угол между касательной к криволинейной поверхности канала и касательной к окружности в i-й точке канала;
α_i - угол между касательной к окружности, пересекающей канал в i-й точке, и истинным направлением движения частицы СОТС;
ω - угловая скорость вращения оправки;
r_i - текущий радиус канала;
C_r - радиальная составляющая истинной скорости С движения СОТС в канале, берут конусообразную заглушку с основанием, диаметр которого равен диаметру полости оправки, и располагают ее в полости оправки так, что вершина ее направлена против потока СОТС, а основание расположено в одной плоскости с образующей радиальных каналов [1].A known method of supplying COTS to the zone during internal grinding, according to which COTS through the hollow mandrel and the channels connected with its cavity, is fed at a speed C to the grinding zone and form a hydrocline in an alternating gap between the casing and the circle, with the aim of increasing the cooling efficiency, take the mandrel with helical grooves on the inner surface, the lifting angle of which is chosen from the condition
f <tgγ <π / 2,
where f is the coefficient of liquid friction of the layers of SOTS adjacent to the wall of the cavity of the mandrel, the longitudinal axis of the channels are made according to the second-order curve, which is selected by the formula
ctgβ _i + ctgα _i = ωη / C _r .
where β _i is the angle between the tangent to the curved surface of the channel and the tangent to the circle at the i-th point of the channel;
α _i - the angle between the tangent to the circle crossing the channel at the i-th point, and the true direction of motion of the particle SOTS;
ω is the angular velocity of rotation of the mandrel;
r _i is the current radius of the channel;
C _r is the radial component of the true speed C of the SOTS movement in the channel, take a cone-shaped plug with a base whose diameter is equal to the diameter of the mandrel cavity, and place it in the mandrel cavity so that its apex is directed against the SOTS flow, and the base is located in the same plane with the generatrix radial channels [1].

Недостатками известного способа подачи СОТС являются не эффективное использование всей высоты круга, т.к. часть его выполнена не режущей, а из быстроизнашивающегося не абразивного материала, при этом конструкция каналов в этой части является трудно выполнимой и не технологичной в изготовлении, кроме того, по мере износа круга наружный диаметр его уменьшается и эффект гидроклина в переменном зазоре между кожухом и кругом пропадает и не действует. The disadvantages of the known method of filing SOTS are the inefficient use of the entire height of the circle, because part of it is made not of cutting, but of wear-resistant non-abrasive material, while the design of the channels in this part is difficult to perform and not technologically advanced to manufacture, in addition, as the circle wears out, its outer diameter decreases and the effect of hydrocline in the variable gap between the casing and the circle disappears and does not work.

Известен способ подачи СОТС в зону шлифования, согласно которому СОТС через осевую полость, вращающейся со скоростью ω оправки, подают в радиальные, связанные с полостью каналы и оттуда - в зону шлифования, при этом в полость оправки дополнительно устанавливают пластинчатый шнек радиусом r с винтовой поверхностью, образованной кривой, описываемой уравнением:
ctgβ_i = ctgα_i-ωr/C_η,
где β_i - угол наклона между касательной к винтовой поверхности шнека и направлением окружной скорости СОТС в i-й точке шнека;
α_i - угол наклона между направлением окружной скорости СОТС и истинным направлением движения СОЖ в i-й точке шнека;
C_η - тангенциальная составляющая истинной скорости движения СОТС в пространстве между шнеком и осевой полостью оправки;
ω - угловая скорость вращения оправки [2].There is a known method of supplying COTS to the grinding zone, according to which COTS is fed into the radial channels associated with the cavity through the axial cavity rotating at a speed ω of the mandrel, and from there to the grinding zone, while a plate screw of radius r with a screw surface is additionally installed in the mandrel cavity formed by the curve described by the equation:
ctgβ _i = ctgα _i -ωr / C _η ,
where β _i is the angle of inclination between the tangent to the screw surface of the screw and the direction of the peripheral speed of the SOTS at the i-th point of the screw;
α _i - the angle of inclination between the direction of the peripheral speed of the SOTS and the true direction of movement of the coolant at the i-th point of the screw;
C _η is the tangential component of the true speed of the SOTS in the space between the screw and the axial cavity of the mandrel;
ω is the angular velocity of rotation of the mandrel [2].

Недостатками известного способа подачи СОТС являются не эффективное использование всей высоты круга, т.к. часть его выполнена не режущей, а из быстроизнашивающегося не абразивного материала, при этом конструкция пластинчатого шнека является трудно выполнимой и не технологичной в изготовлении, причем неподвижное его крепление во вращающейся осевой полости оправки, требующее гарантированных зазоров, ведет к большому перерасходу не по назначению СОТС. The disadvantages of the known method of filing SOTS are the inefficient use of the entire height of the circle, because part of it is made not of cutting, but of wear-resistant non-abrasive material, while the design of the plate auger is difficult to manufacture and not technologically advanced to manufacture, while its fixed fastening in the rotating axial cavity of the mandrel, which requires guaranteed clearances, leads to a large overspending not for the intended purpose of SOTS.

Задачей изобретения является повышение эффективности охлаждения, снижение теплонапряженности процесса шлифования и повышение производительности и качества обработки путем использования аксиально-смещенного режущего слоя и гидроудара, способствующего более эффективному проникновению СОТС через радиальные отверстия и поры круга. The objective of the invention is to increase the cooling efficiency, reduce the heat stress of the grinding process and increase the productivity and quality of processing by using an axially offset cutting layer and water hammer, which facilitates more efficient penetration of COTS through radial holes and pores of the circle.

Поставленная задача решается путем применения предлагаемого способа подачи смазочно-охлаждающей технологической смеси (СОТС) в зону шлифования, включающий использование закрепленного на оправке шлифовального круга и подачу СОТС через осевую полость и связанные с ней радиальные отверстия вращающейся оправки, при этом шлифовальный круг используют с радиальными каналами, расположенными в его приторцовых частях переменной высоты, образующих центральную часть без каналов, наклоненную под острым углом α к плоскости, перпендикулярной оси вращения, а подачу СОТС в зону шлифования осуществляют с гидроударом через радиальные каналы шлифовального круга, причем величину угла α определяют по формуле:
α = arctg(B_кр-B_o)/D_max,
где В_кр, D_max - соответственно высота и максимальный наружный диаметр шлифовального круга;
В_о - высота центральной абразивной части круга без каналов, выбранная из условия
В_о≥0,5 В_кр
Кроме того, подачу СОТС осуществляют впрыскиванием под импульсным давлением в осевую полость оправки, ее радиальные отверстия и радиальные каналы шлифовального круга за счет гидроудара, созданного концентратором, расположенным на штоке и подпружиненного к корпусу последнего.The problem is solved by applying the proposed method of supplying a lubricant-cooling technological mixture (COTS) to the grinding zone, which includes the use of a grinding wheel fixed to the mandrel and the supply of COTS through the axial cavity and the radial holes of the rotating mandrel associated with it, while the grinding wheel is used with radial channels located in its frontal parts of variable height, forming the central part without channels, inclined at an acute angle α to a plane perpendicular to the axis rotation, and the supply of COTS to the grinding zone is carried out with a water hammer through the radial channels of the grinding wheel, and the angle α is determined by the formula:
α = arctan (B _cr -B _o ) / D _max ,
where In _cr , D _max - respectively, the height and maximum outer diameter of the grinding wheel;
In _about - the height of the Central abrasive part of the circle without channels, selected from the conditions
In _about ≥0,5 in _Kyrgyzstan
In addition, the supply of COTS is carried out by injection under pulsed pressure into the axial cavity of the mandrel, its radial holes and the radial channels of the grinding wheel due to the water hammer created by a concentrator located on the rod and spring-loaded to the housing of the latter.

Предлагаемый способ подачи СОТС в зону шлифования гидроударом поясняется чертежами. The proposed method of supplying COTS to the grinding zone by water hammer is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлены конструкция круга и устройство для осуществления способа, продольный разрез; на фиг.2 - общий вид устройства без кожуха; на фиг.3 - общий вид с торца по А на фиг.1; на фиг.4 - поперечный разрез по Б-Б на фиг. 1; на фиг.5 - поперечный разрез оправки по В-В на фиг.1; на фиг.6 - развертка периферийной режущей поверхности круга; на фиг.7 - принципиальная схема гидроударника. In FIG. 1 shows the design of a circle and a device for implementing the method, a longitudinal section; figure 2 is a General view of the device without a casing; figure 3 is a General view from the end along A in figure 1; in Fig.4 is a transverse section along BB in Fig. 1; figure 5 is a transverse section of the mandrel BB in figure 1; figure 6 - scan of the peripheral cutting surface of the circle; 7 is a schematic diagram of a hydraulic hammer.

Способ подачи смазочно-охлаждающей технологической смеси в зону шлифования с использованием гидроудара реализуется с помощью устройства, которое содержит шлифовальный круг оригинальной конструкции, закрепленный на специальной оправке, и гидроударник для сообщения СОТС гидроудара определенной частоты и силы. The method of supplying a lubricant-cooling technological mixture to the grinding zone using a water hammer is implemented using a device that contains an original design grinding wheel mounted on a special mandrel and a hydraulic hammer for communicating a water hammer of a certain frequency and force.

Устройство для осуществления способа содержит оправку 1 с осевой полостью 2, на стенках которой выполнены радиальные отверстия 3, связывающими осевую полость 2 с кольцевыми канавками 4 на поверхности оправки 1. A device for implementing the method comprises a mandrel 1 with an axial cavity 2, on the walls of which there are radial holes 3 connecting the axial cavity 2 with the annular grooves 4 on the surface of the mandrel 1.

Устройство содержит также надетый на оправку 1 шлифовальный круг 5 с радиальными каналами 6, которые расположены только в приторцовых частях 7 круга 5, причем эти части 7 имеют переменную высоту благодаря наклону под острым углом α к плоскости, перпендикулярной оси вращения, центральной абразивной части 8 без каналов 6 (см. фиг.2). Угол α определяют по формуле:
α = arctg(B_кр-B_o)/D_max,
где В_кр, D_max - соответственно высота и максимальный наружный диаметр шлифовального круга 5;
В_о - высота центральной абразивной части 8 круга 5 без каналов 6, которая может принимать значения
В_о≥0,5 В_кр
Устройство предусматривает крепление круга 5 на оправке 1, которое осуществляется гайкой 9 через картонные прокладки, а для предотвращения вытекания СОТС из осевой полости 2 служит резьбовая пробка 10 с уплотнительной прокладкой и кожух 11 (см. фиг.1).The device also contains a grinding wheel 5 mounted on the mandrel 1 with radial channels 6, which are located only in the front sections 7 of the circle 5, and these parts 7 have a variable height due to the inclination at an acute angle α to the plane perpendicular to the axis of rotation of the Central abrasive part 8 without channels 6 (see figure 2). The angle α is determined by the formula:
α = arctan (B _cr -B _o ) / D _max ,
where In _cr , D _max - respectively, the height and maximum outer diameter of the grinding wheel 5;
In _about - the height of the Central abrasive part 8 of the circle 5 without channels 6, which can take values
In _about ≥0,5 in _Kyrgyzstan
The device provides for fixing the circle 5 on the mandrel 1, which is carried out by a nut 9 through cardboard gaskets, and to prevent leakage of COTS from the axial cavity 2, a threaded plug 10 with a gasket and a casing 11 serves (see figure 1).

Выработка гидроудара и импульсная подачи смазочно-охлаждающей технологической смеси в осевую полость 2 осуществляется гидроударником [3]. The development of hydraulic shock and pulsed supply of a lubricant-cooling technological mixture into the axial cavity 2 is carried out by a hydraulic hammer [3].

Гидроударник 12 со штоком 13 образуют камеру А¹ обратного хода, которая соединена с напорной магистралью, а также тормозную камеру G (фиг.7). Поршень 14 отделяет камеру В, заполненную газом, от гидравлической камеры, сообщающейся с напорной магистралью. Плунжер 15, имеющий проточку F, образует с корпусом камеру С рабочего хода, сообщающуюся последовательно с напорной и сливной магистралями посредством золотника 16, перемещаемого плунжерами 17 и 18, образующими с корпусом камеры управления D и возврата Е.The hammer 12 with the rod 13 form a reverse chamber A ¹ , which is connected to the pressure line, as well as a brake chamber G (Fig. 7). A piston 14 separates the gas-filled chamber B from the hydraulic chamber in communication with the pressure line. The plunger 15, having a groove F, forms a working chamber C with the housing, communicating in series with the pressure and drain lines by means of a spool 16, which is moved by the plungers 17 and 18, which form the control chamber D and return E.

В исходном положении рабочая жидкость поступает из напорной магистрали через проточку F на плунжере 15 в камеру управления D, золотник 16 переключается, так как площадь плунжера управления 17 больше площади плунжера возврата 18, и камера С рабочего хода сообщается со сливной магистралью. Камера А¹ соединена с напорной магистралью, но обратный ход штока не происходит, так как кольцевой выступ на штоке остается в тормозной камере G.In the initial position, the working fluid flows from the pressure line through the groove F on the plunger 15 to the control chamber D, the spool 16 switches, since the area of the control plunger 17 is larger than the area of the return plunger 18, and the working chamber C communicates with the drain line. Chamber A ^{1 is} connected to the pressure line, but the return stroke does not occur, since the annular protrusion on the rod remains in the brake chamber G.

Пружины 19 перемещают концентратор 20 со штоком 13 вверх (согласно фиг. 7), который выходит из тормозной камеры G. Дальнейший обратный ход штока будет осуществляться под действием жидкости, поступающей в камеру А¹
В период переключения золотника и обратного хода штока происходит накопление жидкости в гидропневмоаккумуляторе напорной магистрали. При завершении обратного хода штока проточка F на плунжере 15 соединит камеру управления D со сливной магистралью и золотник 16 переключится под действием плунжера возврата 18 и сообщит камеру рабочего хода с напорной магистралью. Плунжер 15 и шток 13 под действием жидкости, поступающей в камеру С рабочего хода, ускоренно перемещаются в сторону концентратора 20. В начальной стадии движения, при низкой скорости штока, часть жидкости продолжает поступать от насоса в гидропневмоаккумулятор, сжимая в нем газ. С увеличением скорости штока растет потребление рабочей жидкости и при некоторой скорости штока станет равной расходу жидкости, поступающей из напорной магистрали, в этот момент давление жидкости достигает максимального значения за рабочий цикл. При дальнейшем увеличении скорости штока величина потребления превосходит подачу жидкости в камеру из напорной магистрали. Вследствие этого давление жидкости в камере и напорной магистрали падает.The springs 19 move the hub 20 with the rod 13 upwards (according to Fig. 7), which leaves the brake chamber G. Further backward stroke of the rod will be carried out under the action of the fluid entering the chamber A ¹
During the switching of the spool and the return stroke, fluid accumulates in the hydraulic accumulator of the pressure line. When the return stroke is completed, the groove F on the plunger 15 will connect the control chamber D to the drain line and the spool 16 will switch under the action of the return plunger 18 and will inform the working chamber with the pressure line. The plunger 15 and the stem 13 under the action of the fluid entering the chamber C of the stroke move rapidly toward the hub 20. In the initial stage of movement, at a low speed of the stem, part of the fluid continues to flow from the pump into the hydraulic accumulator, compressing the gas in it. With an increase in the speed of the stem, the consumption of the working fluid increases and at a certain speed of the stem it becomes equal to the flow rate of the fluid coming from the pressure line, at this moment the fluid pressure reaches its maximum value for the working cycle. With a further increase in the stem velocity, the consumption exceeds the fluid supply to the chamber from the pressure line. As a result, the pressure of the liquid in the chamber and the pressure line drops.

При понижении давления жидкости в напорной магистрали начинает работать гидропневмоаккумулятор - под действием газа жидкость из его камеры вытесняется в напорную магистраль. Дополнительная подача жидкости из гидропневмоаккумулятора, частично покрывает потребление жидкости на больших скоростях штока и предотвращает резкое падение давления жидкости в напорной магистрали и камере рабочего хода. Рабочий ход штока 13 завершается ударом концентратора 20 по СОТС, находящейся под ним. When the liquid pressure decreases in the pressure line, the hydraulic accumulator starts to work - under the influence of gas, the liquid from its chamber is forced into the pressure line. An additional fluid supply from the hydropneumatic accumulator partially covers the fluid intake at high stem speeds and prevents a sharp drop in fluid pressure in the pressure line and the travel chamber. The stroke of the rod 13 ends with the impact of the concentrator 20 on the SOTS located under it.

При соударении концентратора с СОТС проточка сообщает камеру управления D с напорной магистралью, золотник 16 перемещается и соединяет камеру С рабочего хода со сливной магистралью. Одновременно с переключением золотника шток 13 завершает по инерции ход совместно с концентратором 20. В период совместного движения штока и концентратора кинетическая энергия, накопленная штоком, передается через концентратор рабочей жидкости, находящейся в зоне камеры 21, в виде импульса силы, вызывая кавитацию в радиальных каналах 6 абразивного инструмента 5. In the collision of the concentrator with COTS, the groove communicates the control chamber D with the pressure line, the spool 16 moves and connects the chamber C of the stroke to the drain line. Simultaneously with the switching of the slide valve, the rod 13 completes the inertia stroke together with the concentrator 20. During the joint movement of the rod and the concentrator, the kinetic energy accumulated by the rod is transmitted through the concentrator of the working fluid located in the area of the chamber 21 in the form of a force pulse, causing cavitation in the radial channels 6 abrasive tools 5.

Концентратор со штоком перемещается с большой скоростью, и шток входит в тормозную камеру G, дросселирует через кольцевой зазор между штоком и корпусом жидкость, отсеченную в полости, обеспечивая плавное торможение штока. Гашение скорости исключает удары по корпусу, а следовательно, его деформацию и повреждения. The hub with the rod moves at high speed, and the rod enters the brake chamber G, throttles through the annular gap between the rod and the housing the fluid cut off in the cavity, providing smooth braking of the rod. Speed damping eliminates impacts on the body, and therefore, its deformation and damage.

Концентратор 20, находясь в камере 21, постоянно стремится занять верхнее положение (согласно фиг.7) под действием пружин 19, которые закреплены на осях 22. The hub 20, while in the chamber 21, constantly strives to occupy the upper position (according to Fig.7) under the action of the springs 19, which are fixed on the axes 22.

Камера 21 через резиновые прокладки 23 жестко соединена с корпусом 12 гидроударника. The chamber 21 through the rubber gaskets 23 is rigidly connected to the housing 12 of the hammer.

Оправка 1 с осевой полостью 2 соединена с камерой 21 концентратора 20 посредством металло-резинового патрубка 24 (на фиг.1 и 2 не показан, см. фиг.7). Для подвода рабочей жидкости под концентратор в камеру 21 в ней размещены штуцера 25 и 26, связанные с системой подачи СОТС (не показана) гофрированными патрубками. The mandrel 1 with the axial cavity 2 is connected to the chamber 21 of the concentrator 20 by means of a metal-rubber pipe 24 (not shown in Figs. 1 and 2, see Fig. 7). To supply the working fluid under the hub into the chamber 21, fittings 25 and 26 are placed in it, connected to the corrugated supply system (not shown) by corrugated pipes.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

При шлифовании вращение сообщают оправке 1 с закрепленным на ней шлифовальным кругом 5 с радиальными каналами 6. Насосная станция станка подает СОТС через патрубки 25 и 26 в корпус 21 под концентратор 20, который сообщает ей гидроудары определенной частоты и силы. СОТС с гидроударом впрыскивается через патрубок 24 в осевую полость 2 оправки 1 под импульсным давлением 0,1...0,5 МПа и выше с частотой 50...250 Гц и выше при расходе жидкости 10. . .15 л/мин. Оттуда под действием центробежной силы и гидроудара СОТС распределяется в радиальные отверстия 3 оправки 1, в пространство кольцевых канавок 4 на поверхности оправки под шлифовальный круг 5 и в радиальные каналы 6 круга, а оттуда непосредственно в зону шлифования. When grinding, the rotation is communicated to the mandrel 1 with a grinding wheel 5 fixed on it with radial channels 6. The pump station of the machine feeds the SOTS through the nozzles 25 and 26 to the housing 21 under the hub 20, which tells it water hammer of a certain frequency and force. SOTS with water hammer is injected through the pipe 24 into the axial cavity 2 of the mandrel 1 under a pulse pressure of 0.1 ... 0.5 MPa and above with a frequency of 50 ... 250 Hz and above at a flow rate of 10. .15 l / min. From there, under the action of centrifugal force and water hammer, the COTS is distributed into the radial holes 3 of the mandrel 1, into the space of the annular grooves 4 on the surface of the mandrel under the grinding wheel 5 and into the radial channels 6 of the circle, and from there directly into the grinding zone.

Вытекая из радиальных каналов 6 СОТС под действием центробежной силы растекается по периферийной режущей части шлифовального круга 1, образуя на ней пограничный слой. Отсутствие воздуха в радиальных каналах 6 и осевых порах круга 1, выходящих на его периферийную поверхность, обеспечивает эффективное использование импульсного давления, вызывающее кавитацию СОТС и проталкивание ее в осевые поры и радиальные каналы круга при наложении ударных колебаний на СОТС концентратора. SOTS emerging from the radial channels 6 under the action of centrifugal force spreads along the peripheral cutting part of the grinding wheel 1, forming a boundary layer on it. The absence of air in the radial channels 6 and the axial pores of the circle 1 extending to its peripheral surface ensures the efficient use of pulsed pressure, causing COTS cavitation and pushing it into the axial pores and radial channels of the circle when shock vibrations are applied to the COTS of the concentrator.

В слое жидкости образуются кавитирующие полости, после захлопывания которых возникает импульс давления, проталкивающий жидкость в радиальные каналы 6 и осевые поры круга 1. Проталкивание жидкости к периферийному поровому пространству круга 1 по осевым порам и радиальным каналам происходит постоянно во время контакта впрыскиваемой под импульсным давлением элементарного объема СОТС, причем кавитационная область образуется и эффективно работает в рабочей зоне круга, контактирующей с заготовкой - зоне резания. Cavitating cavities form in the fluid layer, after the collapse of which a pressure impulse occurs, pushing the fluid into the radial channels 6 and the axial pores of the circle 1. The fluid is pushed to the peripheral pore space of the circle 1 along the axial pores and radial channels during contact of the elementary injected under the pulsed pressure volume of SOTS, and the cavitation area is formed and works effectively in the working area of the circle in contact with the workpiece - the cutting zone.

При подаче СОТС с гидроударом через радиальные каналы и осевые поры круга уменьшается температура в зоне обработки не только вследствие лучшего подвода СОТС, но и меньшего трения, что исключает появление шлифовочных трещин и прижогов на обрабатываемой поверхности. When applying SOTS with water hammer through radial channels and axial pores of the circle, the temperature in the treatment zone decreases not only due to better supply of SOTS, but also less friction, which eliminates the appearance of grinding cracks and burns on the treated surface.

Данный способ наиболее эффективно используют для работы кругами на керамических связках, так как в кругах на других связках осевые сквозные поры отсутствуют. This method is most effectively used for working circles on ceramic ligaments, since in circles on other ligaments there are no axial through pores.

Шлифование проводят через 2. ..3 мин после подачи СОТС обязательно во вращающийся круг и прекращают подачу СОТС в него за 3 мин до выключения станка. Grinding is carried out after 2. ..3 minutes after the supply of COTS necessarily to the rotating circle and the supply of COTS to it is stopped 3 minutes before turning off the machine.

Предлагаемый способ имеет преимущества по сравнению с традиционными при шлифовании высоколегированных сталей и сплавов, когда лимитирующими факторами являются высокие требования к отсутствию прижогов и трещин. Использование кругов с радиальными каналами в приторцовых частях с переменной высотой и центральной абразивной частью без каналов, но наклонной под углом альфа к плоскости, перпендикулярной оси вращения, обеспечивает повышение стойкости на 40...60%, повышение производительности процесса на 30...50% без ущерба для качества обработанной поверхности, а также уменьшить износ инструмента и температуру на 30... 40%. Из-за наличия радиальных каналов, которые выполняют диметром 0,5...1,5 мм, плотность приторцовых частей ниже (например, у кругов на керамической связке твердостью СМ1 находится в пределах 1,5...2 г/см³), чем у центральной части круга (той же твердости - 2,0. . . 2,2 г/см³), в этой связи напряжения, возникающие при работе приторцовыми частями меньше.The proposed method has advantages over traditional grinding of high alloy steels and alloys, when the limiting factors are high requirements for the absence of burns and cracks. The use of circles with radial channels in the frontal parts with a variable height and a central abrasive part without channels, but inclined at an angle alpha to a plane perpendicular to the axis of rotation, provides an increase in resistance by 40 ... 60%, an increase in productivity of the process by 30 ... 50 % without compromising the quality of the processed surface, as well as reduce tool wear and temperature by 30 ... 40%. Due to the presence of radial channels, which are performed with a diameter of 0.5 ... 1.5 mm, the density of the frontal parts is lower (for example, in circles on a ceramic bond with a hardness of CM1 it is in the range 1.5 ... 2 g / cm ³ ) than the central part of the circle (of the same hardness - 2.0... 2.2 g / cm ³ ), in this regard, the stresses arising during the work with the frontal parts are less.

Альтернативой радиальных каналов в приторцовых частях круга является использование высокоструктурных (10-й структуры и выше), высокопористых, крупнопористых абразивных приторцовых частей. An alternative to radial channels in the frontal parts of the circle is the use of highly structural (10th structure and above), highly porous, large-porous abrasive frontal parts.

Приторцовые с радиальными каналами части круга, работая в режиме самозатачивания, уменьшают появление прижогов и трещин на шлифованных поверхностях деталей. Шероховатость поверхности, обработанной приторцовыми частями круга, выше, чем - центральной частью, поэтому можно считать приторцовые части, как заборные, позволяющие подавать СОТС непосредственно в зону резания. При этом приторцовые части ведут предварительную обработку, а центральная часть круга - окончательную, чистовую. Все это дает возможность шлифовать данными кругами с большими глубинами резания и подачами. The part of the circle, frontal with radial channels, working in the self-sharpening mode, reduces the appearance of burns and cracks on the polished surfaces of the parts. The roughness of the surface treated with the frontal parts of the wheel is higher than the central part, therefore, the frontal parts can be considered as intaking parts, which allow supplying SOTS directly to the cutting zone. At the same time, the frontal parts are pre-processed, and the central part of the circle is the final, final. All this makes it possible to grind with these circles with large cutting depths and feeds.

Хотя кромкостойкость приторцовых частей круга ниже по сравнению с центральной, но в сочетании с последней общая стойкость круга высокая и съем металла в единицу времени не снижается по сравнению с серийными кругами, при этом температура поверхности при шлифовании кругами с твердостью центральной части СМ1, СМ2 снижается на 200...250^oС.Although the edge resistance of the frontal parts of the wheel is lower compared to the central one, but in combination with the latter, the overall resistance of the wheel is high and metal removal per unit time does not decrease compared to serial wheels, while the surface temperature when grinding with hardness of the central part CM1, CM2 decreases by 200 ... 250 ^o C.

Предлагаемый способ решает проблему интенсификации шлифовальных операций благодаря аксиально-смещенному режущему слою центральной части круга. Применение таких шлифовальных кругов, в отличие от стандартных, позволяет уменьшить теплонапряженность процесса и увеличить режимы резания на 15...20%. Такие круги создают нестационарный режим шлифования, сопровождающийся периодическим прерыванием контакта центральной частью круга с обрабатываемой поверхностью для данного поперечного сечения обрабатываемой детали, открывают принципиально новые возможности понижения температуры. Так как в процессе шлифования центральной наклонной к оси вращения частью круга обеспечивается уменьшение времени теплового насыщения благодаря осцилляции, то температура в зоне контакта круга и обрабатываемой поверхности не достигает своих максимальных значений, т.е. она ограничена. Следовательно, аксиально-смещенный режущий слой центральной части круга осуществляет прерывистое шлифование и позволяет управлять температурой в зоне контакта. Эффект понижения температуры значительно усилен подачей СОТС с гидроударом и кавитацией непосредственно в зону резания через каналы приторцовых частей в момент прерывания процесса резания центральной частью круга. The proposed method solves the problem of intensification of grinding operations due to the axially-offset cutting layer of the Central part of the circle. The use of such grinding wheels, unlike standard ones, allows to reduce the heat stress of the process and increase the cutting conditions by 15 ... 20%. Such circles create an unsteady grinding mode, accompanied by periodic interruption of the contact of the central part of the wheel with the surface being machined for a given cross section of the workpiece, and open up fundamentally new possibilities for lowering the temperature. Since during grinding the central part of the wheel, which is inclined to the axis of rotation, reduces the thermal saturation time due to oscillations, the temperature in the contact zone of the wheel and the surface being machined does not reach its maximum values, i.e. she is limited. Therefore, the axially offset cutting layer of the central part of the wheel performs intermittent grinding and allows you to control the temperature in the contact zone. The effect of lowering the temperature is significantly enhanced by the supply of SOTS with water hammer and cavitation directly to the cutting zone through the channels of the frontal parts at the time of interruption of the cutting process by the central part of the circle.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. А. с. СССР 1646821, МКИ В 24 В 55/02. Способ подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону при внутреннем шлифовании. Данилов Ю.С., Гаврилов Н. Д. , Симдянкин А.А. Заявка 4736349/08, заяв. 20.06.89, опуб. 07.05.91. Бюл. 17.Sources of information taken into account during the examination
1. A. p. USSR 1646821, MKI V 24 V 55/02. The method of supplying cutting fluid to the zone during internal grinding. Danilov Yu.S., Gavrilov N.D., Simdyankin A.A. Application 4736349/08, application. 06/20/89, publ. 05/07/91. Bull. 17.

2. А. с. СССР 1673418, МКИ В 24 В 55/02. Способ подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону шлифования. Данилов Ю.С., Гаврилов Н.Д., Симдянкин А. А. Заявка 4737513/08, заяв. 15.09.89, опуб. 30.08.91. Бюл. 32 - прототип. 2. A. p. USSR 1673418, MKI V 24 V 55/02. The method of supplying cutting fluid to the grinding zone. Danilov Yu.S., Gavrilov N.D., Simdyankin A.A. Application 4737513/08, application. 09/15/89, publ. 08/30/91. Bull. 32 is a prototype.

3. Ушаков Л.С., Котылев Ю.Е., Кравченко В.А. Гидравлические машины ударного действия. - М.: Машиностроение, 2000. С. 128-130. 3. Ushakov LS, Kotylev Yu.E., Kravchenko V.A. Hydraulic shock machines. - M.: Mechanical Engineering, 2000.S. 128-130.

Claims (2)

1. Способ подачи смазочно-охлаждающей технологической смеси (СОТС) в зону шлифования, включающий использование закрепленного на оправке шлифовального круга и подачу СОТС через осевую полость и связанные с ней радиальные отверстия вращающейся оправки, отличающийся тем, что шлифовальный круг используют с радиальными каналами, расположенными в его приторцевых частях переменной высоты, образующих центральную часть без каналов, наклоненную под острым углом α к плоскости, перпендикулярной оси вращения, а подачу СОТС в зону шлифования осуществляют с гидроударом через радиальные каналы шлифовального круга, при этом величину угла α определяют по формуле
α = argtg(B_кр-B_o)/D_max,
где В_кр, D_max - соответственно высота и максимальный наружный диаметр шлифовального круга;
В_o - высота центральной абразивной части круга без каналов, выбранная из условия В_o≥0,5 В_кр.1. The method of supplying a lubricant-cooling technological mixture (COTS) to the grinding zone, including the use of a grinding wheel fixed to the mandrel and the supply of COTS through the axial cavity and associated radial holes of the rotating mandrel, characterized in that the grinding wheel is used with radial channels located in its frontal parts of variable height, forming the central part without channels, inclined at an acute angle α to a plane perpendicular to the axis of rotation, and the supply of COTS to the grinding zone is vlyayut hydraulic impact with radial channels through the grinding wheel, wherein the angle α is determined by the formula
α = argtg (B _cr -B _o ) / D _max ,
where In _cr , D _max - respectively, the height and maximum outer diameter of the grinding wheel;
In _o - the height of the Central abrasive part of the circle without channels, selected from the condition In _o ≥0.5 V _cr . 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу СОТС осуществляют впрыскиванием под импульсным давлением в осевую полость оправки, ее радиальные отверстия и радиальные каналы шлифовального круга за счет гидроудара, созданного концентратором, расположенным на штоке и подпружиненным к корпусу последнего. 2. The method according to claim 1, characterized in that the supply of COTS is carried out by injection under impulse pressure into the axial cavity of the mandrel, its radial holes and the radial channels of the grinding wheel due to water hammer created by a hub located on the rod and spring-loaded to the housing of the latter.

Images