RU2190517C1 - Абразивный инструмент с радиальными отверстиями и аксиально-смещенным режущим слоем - Google Patents
Абразивный инструмент с радиальными отверстиями и аксиально-смещенным режущим слоем Download PDFInfo
- Publication number
- RU2190517C1 RU2190517C1 RU2001103559A RU2001103559A RU2190517C1 RU 2190517 C1 RU2190517 C1 RU 2190517C1 RU 2001103559 A RU2001103559 A RU 2001103559A RU 2001103559 A RU2001103559 A RU 2001103559A RU 2190517 C1 RU2190517 C1 RU 2190517C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- grinding
- circle
- disc
- abrasive
- wheel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области изготовления абразивного инструмента с аксиально-смещенным режущим слоем для металлообработки с подачей смазочно-охлаждающей технологической смеси (СОТС) через радиальные отверстия и поры круга. Абразивный круг выполнен с возможностью размещения на шпинделе с осевой полостью и с возможностью охлаждения смазочно-охлаждающей технологической смесью, подаваемой в зону резания через осевую полость шпинделя. Круг содержит радиальные каналы, предназначенные для подачи СОТС в зону резания, которые расположены только в приторцовых частях круга. Эти части имеют переменную высоту, изменяющуюся от нуля до (Вкр-Во) благодаря наклону под острым углом α к плоскости, перпендикулярной оси вращения, центральной абразивной части без каналов. Применение таких шлифовальных кругов, в отличие от стандартных, позволяет уменьшить теплонапряженность процесса и увеличить режимы резания на 15-20%. Такие круги динамически уравновешены. Отсутствие дисбаланса в круге в процессе работы способствует улучшению качества шлифуемой поверхности (отсутствию огранки и волнистости, шлифовочных прижогов, уменьшению шероховатости и другим дефектам). 6 ил.
Description
Изобретение относится к области изготовления абразивного инструмента с аксиально-смещенным режущим слоем для металлообработки с подачей смазочно-охлаждающей технологической смеси (СОТС) через радиальные отверстия и поры круга.
Известен шлифовальный круг, содержащий соосно расположенные участки чернового шлифования и размещенный между ними участок чистового шлифования [1]. Контактирующие торцы участков чистового и чернового шлифования наклонены к оси вращения круга под углом α, определяемым по приведенной формуле.
Недостатком известного круга является то, что на операциях шлифования этим кругом возникают трудности при подаче СОТС в связи с наличием воздушных потоков, создаваемых вращающимся кругом. Энергия воздушных потоков настолько велика, что достаточна для отбрасывания струй СОТС от зоны обработки. Непопадание СОТС в зону резания увеличивает теплообразование и ухудшение отвода теплоты из зоны обработки, не образуются в зоне шлифования защитные пленки, препятствующие непосредственному контакту абразивных зерен с обрабатываемой поверхностью, предотвращающие изнашивание круга и снижение трения. Отброшенные из зоны резания струи СОТС не удаляют отходы шлифования (абразивной пыли и стружки), что резко снижает режущую способность круга и увеличивает число его правок.
Известен абразивный круг, выполненный с возможностью охлаждения СОТС, подаваемой на его торец через сопло, при этом круг установлен на шпинделе под углом к плоскости вращения с образованием аксиально-смещенного режущего слоя [2]. Кроме того, на торце круга выполнен круговой паз и сквозные конические отверстия, предназначенные для подачи СОТС к противоположному от сопла торцу.
Недостатком известного круга является неуравновешенность и большой дисбаланс, возникающий из-за угла наклона круга и наличия неуравновешенных паза и сквозных отверстий, расположенных с одной стороны. При большой частоте вращения круга дисбаланс создает значительную центробежную силу, которая может в несколько раз превысить собственную массу круга и вызвать его разрушение. Дисбаланс круга в процессе работы приводит к ухудшению качества шлифуемой поверхности (появлению огранки и волнистости, шлифовочных прижогов, увеличению шероховатости и другим дефектам), повышенному износу круга в процессе правки, увеличению износа правящего инструмента, преждевременному выходу из строя шпиндельного узла.
Наиболее близким по технической сути к предлагаемому абразивному кругу является абразивный круг с радиальными каналами и с подачей СОТС через осевую полость шпинделя [3].
Недостатком известного абразивного круга является отсутствие сплошной безканальной части круга, как наиболее износостойкой, и оптимального сочетания этой части с частью, имеющей радиальные каналы, а это снижает общую стойкость круга, увеличивает расход абразивного инструмента и себестоимость обработки.
Задача изобретения - повышение качества и производительности шлифования труднообрабатываемых материалов, склонных к дефектообразованию в виде прижогов и микротрещин, путем увеличения пропитки абразивного инструмента и создание аксиально-смещенного режущего слоя центральной части круга, а также повышение стойкости круга путем обеспечения равномерного охлаждения осциллирующей площади контакта центральной части круга и изделия, уменьшение засаливаемости, дисбаланса круга и себестоимости обработки.
Для решения поставленной задачи используют абразивный круг, имеющий радиальные каналы и выполненный с возможностью размещения на шпинделе с осевой полостью и подачи смазочно-охлаждающей технологической смеси в зону резания через нее и радиальные каналы, при этом радиальные каналы расположены в приторцовых частях круга переменной от 0 до (Вкр-Во) высоты с образованием центральной части без каналов, которая наклонена под острым углом α к плоскости, перпендикулярной оси вращения круга, при этом величина угла α определена по формуле
α=arctg(Вкр-Во)/Dmax,
где Вкр, Dmax - соответственно высота и максимальный наружный диаметр абразивного круга;
Во - высота центральной части круга без каналов, выбранная из условия Во≥0,5 Вкр.
α=arctg(Вкр-Во)/Dmax,
где Вкр, Dmax - соответственно высота и максимальный наружный диаметр абразивного круга;
Во - высота центральной части круга без каналов, выбранная из условия Во≥0,5 Вкр.
Предлагаемая конструкция абразивного круга поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен осевой разрез абразивного круга; на фиг.2 - общий вид круга; на фиг. 3 - поперечный разрез по А-А на фиг.1; на фиг.4 - крепление круга на шпинделе с осевой полостью, продольный осевой разрез; на фиг.5 - поперечный разрез по Б-Б на фиг.4; на фиг.6 - развертка периферийной режущей поверхности круга.
Абразивный круг 1 содержит радиальные каналы 2, которые расположены только в приторцовых частях 3 круга 1, причем эти части 3 имеют переменную высоту изменяющуюся от нуля до (Вкр-Во) благодаря наклону под острым углом α к плоскости, перпендикулярной оси вращения, центральной абразивной части 4 без каналов 2 (см. фиг.2). Угол α определяют по формуле:
α=arctg(Bкp-Во)/Dmax,
где Вкр, Dmax - соответственно высота и максимальный наружный диаметр шлифовального круга 1;
Во - высота центральной абразивной части 4 круга 1 без каналов 2, которая может принимать значения Во≥0,5 Вкр.
α=arctg(Bкp-Во)/Dmax,
где Вкр, Dmax - соответственно высота и максимальный наружный диаметр шлифовального круга 1;
Во - высота центральной абразивной части 4 круга 1 без каналов 2, которая может принимать значения Во≥0,5 Вкр.
Предлагаемый круг 1 закрепляют на шпинделе 5 с осевой полостью 6, на стенках которого выполнены каналы 7, связывающие осевую полость 5 с кольцевыми канавками 8 на поверхности шпинделя 5.
Крепление круга 1 на шпинделе 5 осуществляется гайкой 9 через картонные прокладки, а для предотвращения вытекания СОТС из осевой полости 6 служит резьбовая пробка 10 с уплотнительной прокладкой и кожух 11 (см. фиг.4).
Абразивный круг работает следующим образом.
При шлифовании вращение сообщают шпинделю 5 с закрепленным на нем абразивным кругом 1 с радиальными каналами 2. Насосная станция станка подает СОТС в осевую полость 6 шпинделя 5 под давлением 0,1...0,5 МПа и при расходе жидкости 5. ..10 л/мин. Оттуда под действием центробежной силы СОТС распределяется в отверстия 7 шпинделя 5, в пространство кольцевых канавок 8 на поверхности шпинделя под шлифовальный круг 1 и в радиальные каналы 2 круга, а оттуда непосредственно в зону шлифования.
Вытекая из радиальных каналов 2 СОТС под действием центробежной силы растекается по периферийной режущей части шлифовального круга 1, образуя на нем пограничный слой. При этом мгновенная смена режущих частей с радиальными каналами центральной осциллирующей абразивной частью позволяет попадать СОТС в зону резания последней.
Попадание СОТС в зону резания уменьшает теплообразование и улучшает отвод теплоты из зоны обработки, в зоне шлифования образуются защитные пленки, препятствующие непосредственному контакту абразивных зерен с обрабатываемой поверхностью, предотвращающие изнашивание круга и снижение трения. Попавшие через радиальные каналы 2 приторцовых частей 3 круга 1 в зону резания струи СОТС удаляют отходы шлифования (абразивной пыли и стружки), что резко увеличивает режущую способность круга и уменьшает число его правок.
Действие центробежной силы на СОТС и отсутствие воздуха в радиальных каналах 2 и осевых порах круга 1, выходящих на его периферийную поверхность, обеспечивает эффективное проталкивание СОТС в осевые поры и радиальные каналы круга.
При подаче СОТС 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.
Данную конструкцию круга наиболее эффективно используют для работы кругами на керамических связках, так как в кругах на других связках осевые сквозные поры отсутствуют.
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.
Предлагаемый абразивный круг 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 α 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 уменьшение износа инструмента и температуры 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.
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.
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...250oС.
Предлагаемый абразивный круг 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 непосредственно в зону резания через каналы приторцовых частей в момент прерывания процесса резания центральной частью круга.
Предлагаемые круги динамически уравновешены. Отсутствие дисбаланса в круге в процессе работы способствует улучшению качества шлифуемой поверхности (отсутствию огранки и волнистости, шлифовочных прижогов, уменьшению шероховатости и другим дефектам), пониженному износу круга в процессе правки, уменьшению износа правящего инструмента, долговременной работе шпиндельного узла.
Источники информации
1. Патент РФ 2008190 МКИ В 24 D 5/14. Шлифовальный круг /Ушанев О.Н., Приданникова Л.В. Заявка 5008540/08, заявл. 12.11.91. опуб. 28.02.94. Бюл. 4.
1. Патент РФ 2008190 МКИ В 24 D 5/14. Шлифовальный круг /Ушанев О.Н., Приданникова Л.В. Заявка 5008540/08, заявл. 12.11.91. опуб. 28.02.94. Бюл. 4.
2. Патент РФ 2137594, МКИ В 24 D 5/10, В 24 В 55/02. Абразивный круг /Степанов Ю. С. , Афанасьев Б. И., Бородин В.В. Завка 98110547/02, заявл. 26.05.98. опуб. 20.09.99. Бюл. 26.
3. А. с. СССР 1636202 МКИ В 24 В 55/02. 23.03.1991 - прототип.
Claims (1)
- Абразивный круг, имеющий радиальные каналы и выполненный с возможностью размещения на шпинделе с осевой полостью и подачи смазочно-охлаждающей технологической смеси в зону резания через нее и радиальные каналы, отличающийся тем, что радиальные каналы расположены в приторцовых частях круга переменной от 0 до (Вкр-Во) высоты с образованием центральной части без каналов, которая наклонена под острым углом α к плоскости, перпендикулярной оси вращения круга, при этом величина угла α определена по формуле
α=arctg(Вкр-Во)/Dmax,
где Вкр, Dmax - соответственно высота и максимальный наружный диаметр абразивного круга;
Во - высота центральной части круга без каналов, выбранная из условия Во≥0,5 Вкр.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001103559A RU2190517C1 (ru) | 2001-02-06 | 2001-02-06 | Абразивный инструмент с радиальными отверстиями и аксиально-смещенным режущим слоем |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001103559A RU2190517C1 (ru) | 2001-02-06 | 2001-02-06 | Абразивный инструмент с радиальными отверстиями и аксиально-смещенным режущим слоем |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2190517C1 true RU2190517C1 (ru) | 2002-10-10 |
Family
ID=20245770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001103559A RU2190517C1 (ru) | 2001-02-06 | 2001-02-06 | Абразивный инструмент с радиальными отверстиями и аксиально-смещенным режущим слоем |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2190517C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100522491C (zh) * | 2007-11-15 | 2009-08-05 | 南京航空航天大学 | 钎焊金刚石热管砂轮 |
CN102211320A (zh) * | 2011-06-02 | 2011-10-12 | 宁波大学 | 一种便于回收的电镀金刚石砂轮 |
CN102240986A (zh) * | 2011-06-02 | 2011-11-16 | 宁波大学 | 一种便于回收的电镀金刚石砂轮 |
RU2520169C1 (ru) * | 2012-11-02 | 2014-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Способ дискретизации абразивного инструмента |
RU2589993C1 (ru) * | 2014-12-05 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Способ дискретизации режущей поверхности шлифовального инструмента |
-
2001
- 2001-02-06 RU RU2001103559A patent/RU2190517C1/ru active
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100522491C (zh) * | 2007-11-15 | 2009-08-05 | 南京航空航天大学 | 钎焊金刚石热管砂轮 |
CN102211320A (zh) * | 2011-06-02 | 2011-10-12 | 宁波大学 | 一种便于回收的电镀金刚石砂轮 |
CN102240986A (zh) * | 2011-06-02 | 2011-11-16 | 宁波大学 | 一种便于回收的电镀金刚石砂轮 |
CN102211320B (zh) * | 2011-06-02 | 2012-12-19 | 宁波大学 | 一种便于回收的电镀金刚石砂轮 |
CN102240986B (zh) * | 2011-06-02 | 2014-08-13 | 宁波大学 | 一种便于回收的电镀金刚石砂轮 |
RU2520169C1 (ru) * | 2012-11-02 | 2014-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Способ дискретизации абразивного инструмента |
RU2589993C1 (ru) * | 2014-12-05 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Способ дискретизации режущей поверхности шлифовального инструмента |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2190517C1 (ru) | Абразивный инструмент с радиальными отверстиями и аксиально-смещенным режущим слоем | |
US20060205321A1 (en) | Super-abrasive machining tool and method of use | |
JPH10118940A (ja) | 研削砥石及び研削液供給方法 | |
US3243922A (en) | Surfacing of materials | |
JPH0584663A (ja) | ウオータージエツト切断機用ノズル | |
KR20010090196A (ko) | 철근 구조물 절단용 소우 블레이드 | |
JP5181799B2 (ja) | 砥石 | |
RU2188114C1 (ru) | Способ комбинированного шлифования | |
RU2200083C1 (ru) | Сборный продольно-прерывистый шлифовальный круг | |
RU2228832C1 (ru) | Абразивный инструмент для плоского шлифования | |
RU2271920C1 (ru) | Устройство подачи смазочно-охлаждающей жидкости | |
RU2199429C1 (ru) | Способ продольно-прерывистого понижающего температуру шлифования | |
RU2187423C1 (ru) | Способ подачи смазочно-охлаждающей технологической смеси в зону шлифования гидроударом | |
Tawakoli et al. | Advanced Grinding | |
RU2155123C1 (ru) | Способ хонингования | |
RU2214326C2 (ru) | Шлифовальный круг | |
RU2203172C2 (ru) | Способ комбинированной абразивной обработки продольно-прерывистыми кругами | |
RU2137594C1 (ru) | Абразивный круг | |
RU2192344C1 (ru) | Продольно-прерывистый сборный шлифовальный круг | |
RU2275294C1 (ru) | Синусоидальный алмазно-абразивный круг | |
RU2198086C1 (ru) | Сборный абразивный круг | |
RU2204474C2 (ru) | Комбинированный способ подачи смазочно-охлаждающей технологической смеси в зону шлифования | |
RU2185952C2 (ru) | Сборный абразивный инструмент для виброустойчивого прерывистого шлифования | |
RU2261165C1 (ru) | Способ подачи смазочно-охлаждающей жидкости при плоском торцовом шлифовании | |
SU1106648A1 (ru) | Способ прерывистого торцового алмазно-абразивного шлифовани |