RU2252133C1 - Combination type needle grinding tool - Google Patents

Abstract

FIELD: machine engineering, possibly manufacture of working tools for cutting metals, removing slag, corrosion products, rolling scale, burrs in milling multi-position and multi-operation machine tools.

SUBSTANCE: tool includes built-up face grinding disc and face milling needle, both mounted on coaxial rotating in different directions one separately from other hollow and central shafts. Disc includes abrasive-diamond annular segments secured to metallic plates, tore like hollow elastic envelope secured to boss and ring.

EFFECT: enlarged manufacturing possibilities, improved efficiency and grinding quality, restoration of initial position of face of grinding disc relative to cutting end of milling needle, possibility of burning-free intermittent grinding.

4 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к инструментам для механической обработки с целью удаления с поверхности металлов шлака, продуктов коррозии, прокатной окалины, заусенцев, для резания металлов и предназначено для механизации снятия заусенцев, округления кромок и обработки плоскостей на фрезерных, многопозиционных и многооперационных станках.The invention relates to tools for machining in order to remove from the surface of metals slag, corrosion products, mill scale, burrs, for cutting metals and is intended for mechanization of deburring, rounding edges and machining planes on milling, multi-position and multi-operation machines.

Известно устройство для очистки поверхностей от продуктов коррозии, окалины и т.д., содержащее приводной диск с поочередно размещенными по его окружности пучками ворса и установленными в сквозных отверстиях диска абразивными цилиндрами [1].A device for cleaning surfaces from corrosion products, scale, etc., containing a drive disk with tufts of pile alternately arranged around its circumference and abrasive cylinders installed in the through holes of the disk [1].

Недостатками известного устройства является невозможность интенсифицировать процесс обработки и съема металла в виду того, что абразивные цилиндры вращаются только за счет сил трения, кроме того, по мере износа абразива цилиндры будут с меньшим усилием прижиматься к обрабатываемой поверхности из-за свойств прижимных пружин, причем способ и устройство не позволяют полностью использовать режущие свойства абразива, который требует очень большой скорости вращения (порядка нескольких тысяч оборотов при таких малых диаметрах цилиндров) диска, что трудно осуществить по динамическим соображениям, тем самым будет снижаться производительность и качество обработки.The disadvantages of the known device is the inability to intensify the process of processing and removal of metal due to the fact that the abrasive cylinders rotate only due to frictional forces, in addition, as the abrasive wears, the cylinders will be pressed against the work surface with less force due to the properties of the clamping springs, the method and the device does not allow the full use of the cutting properties of the abrasive, which requires a very high speed of rotation (of the order of several thousand revolutions with such small cylinder diameters) However, it is difficult to implement for dynamic reasons, thereby reducing productivity and processing quality.

Кроме того, при увеличении силы прижима устройства к обрабатываемой поверхности пучки ворса будут максимально прогибаться, не осуществляя резание металла.In addition, with an increase in the clamping force of the device to the surface to be treated, the tufts of tufts will flex as much as possible without cutting the metal.

Задача изобретения - расширение технологических возможностей инструмента, многократное восстановление первоначального положения рабочего торца шлифовального круга относительно режущего торца иглофрезы, обеспечение бесприжогового прерывистого шлифования в комбинации с предварительной получистовой иглообработкой, повышающей стойкость инструмента, производительность и качество обрабатываемой поверхности.The objective of the invention is the expansion of the technological capabilities of the tool, the multiple restoration of the original position of the working end of the grinding wheel relative to the cutting end of the needle mill, providing intermittent grinding without interruption in combination with preliminary semi-finished needle processing, which increases tool life, productivity and quality of the processed surface.

Поставленная задача решается с помощью применения предлагаемого комбинированного иглошлифовального инструмента, содержащею сборный торцовый шлифовальный круг с устройством его крепления на ступице и торцовую иглофрезу, при этом круг и иглофреза установлены на коаксиальных вращающихся независимо друг от друга в разных направлениях полом и центральном валах, причем круг состоит из абразивно-алмазных кольцевых сегментов, закрепленных на металлических пластинах, торообразной полой внутри упругой оболочки, закрепленной на ступице, и кольца.The problem is solved by using the proposed combined needle grinding tool containing a prefabricated end grinding wheel with a device for attaching it to the hub and an end needle needle, while the wheel and needle needle are mounted on coaxial wheels rotating independently from each other in different directions, and the central shaft from abrasive-diamond annular segments fixed to metal plates, a toroidal hollow inside an elastic shell fixed to the hub, and ltsa.

Кроме того, по мере износа абразивно-алмазных кольцевых сегментов в торообразную полую внутри упругую оболочку закачивается сжатый воздух, восстанавливая первоначальное положение рабочего торца шлифовального круга относительно режущего торца иглофрезы.In addition, as the abrasive diamond ring segments wear out, compressed air is pumped into the toroidal hollow inside the elastic shell, restoring the initial position of the working end of the grinding wheel relative to the cutting end of the needle mill.

При этом торцовая иглофреза выполнена из проволочного ворса в виде набора U-образных пучков, причем ветви ворса в каждом пучке размещены в смежных гофрах кольца, закрепленного на корпусе, причем уплотнение ворса для достижения требуемой жесткости осуществляется гайкой с внутренней конической поверхностью и винтом с наружной конической поверхностью.In this case, the face needle cutter is made of wire pile in the form of a set of U-shaped bundles, and the pile branches in each bundle are placed in adjacent corrugations of the ring mounted on the housing, and the pile is compressed to achieve the required stiffness with a nut with an internal conical surface and a screw with an external conical surface.

Кроме того, как вариант, торцовая иглофреза выполнена из проволочного ворса в виде набора U-образных пучков, причем ветви ворса в каждом пучке размещены в смежных гофрах кольца, закрепленного на корпусе, при этом уплотнение ворса для достижения требуемой жесткости осуществляется хомутом в виде металлической ленты, концы которой стянуты болтом с гайкой.In addition, as an option, the face needle cutter is made of wire pile in the form of a set of U-shaped bundles, and the branches of the pile in each bundle are placed in adjacent corrugations of the ring mounted on the housing, while the pile is sealed to achieve the required stiffness with a metal band clamp , the ends of which are tightened with a bolt and nut.

Сущность конструкции комбинированного инструмента поясняется чертежами. На фиг.1 представлен предлагаемый комбинированный иглошлифовальный инструмент, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А - А фиг.1; на фиг.3 - вид снизу по Б фиг.1; на фиг.4 - предлагаемый комбинированный иглошлифовальный инструмент с максимально изношенными алмазно-абразивными брусками, продольный разрез; на фиг.5 - предлагаемый комбинированный иглошлифовальный инструмент, продольный разрез, второй вариант крепления и уплотнения ворса иглофрезы; на фиг.6 - сечение В-В фиг 5; на фиг.7 - общий вид иглофрезы по второму варианту крепления и уплотнения ворса; фиг.8 - продольный разрез иглофрезы, представленной на фиг.7; на фиг.9 - сечение Д-Д фиг.7; на фиг.10 - сечение E-E фиг.8.The essence of the design of the combined tool is illustrated by drawings. Figure 1 presents the proposed combined needle-grinding tool, a longitudinal section; figure 2 - section a - a figure 1; figure 3 is a bottom view according to B of figure 1; figure 4 - the proposed combined needle grinding tool with the most worn diamond-abrasive bars, a longitudinal section; figure 5 - the proposed combined needle-grinding tool, a longitudinal section, the second option for fastening and sealing the pile of the needle; in Fig.6 is a section bb of Fig.5; Fig.7 is a General view of the needle cutter according to the second variant of fastening and sealing the pile; Fig.8 is a longitudinal section of a needle cutter shown in Fig.7; Fig.9 is a section DD DD of Fig.7; figure 10 is a cross section E-E of Fig. 8.

Предлагаемый комбинированный иглошлифовальный инструмент состоит из двух режущих инструментов: иглофрезы 1, закрепляемой на центральном валу 2, и шлифовального круга 3, установленного на коаксиальном полом валу 4.The proposed combined needle grinding tool consists of two cutting tools: a needle cutter 1, mounted on the Central shaft 2, and a grinding wheel 3 mounted on a coaxial hollow shaft 4.

Шлифовальный круг 3 относится к сборным торцовым кругам, т.к. состоит из абразивно-алмазных кольцевых сегментов 5, закрепленных на металлических пластинах 6, например, путем приклеивания. Количество пластин 6 равно количеству сегментов 5, при этом профиль пластин определяется профилем кольцевых сегментов. Сами пластины крепятся путем вулканизации к торцу торообразной полой внутри упругой оболочки 7, закрепленной на ступице 8 также путем вулканизации. По мере износа абразивно-алмазных кольцевых сегментов 5 в торообразную полую внутри упругую оболочку 7 закачивается через штуцер и обратный клапан (не показаны) сжатый воздух, восстановливая первоначальное положение рабочих торцов сегментов 5 шлифовального круга 3 относительно режущего торца иглофрезы 1. Ограничителем при расширении упругой оболочки 7 является кольцо 9, состоящее из двух втулок, из которых одна закреплена на ступице 8 неподвижно, а вторая - свободно, позволяющих увеличить общую высоту кольца. Такое же свободно устанавливаемое кольцо имеется и с внутренней стороны упругой оболочки.Grinding wheel 3 refers to prefabricated end wheels, because consists of abrasive-diamond annular segments 5, mounted on metal plates 6, for example, by gluing. The number of plates 6 is equal to the number of segments 5, while the profile of the plates is determined by the profile of the annular segments. The plates themselves are fastened by vulcanization to the end face of the toroidal hollow inside the elastic shell 7, which is also fixed on the hub 8 by vulcanization. As the abrasive-diamond annular segments 5 wear out, compressed air is pumped into the toroidal hollow inside the elastic shell 7 through the nozzle and the non-return valve (not shown), restoring the initial position of the working ends of the segments 5 of the grinding wheel 3 relative to the cutting end of the needle mill 1. The limiter when expanding the elastic shell 7 is a ring 9, consisting of two bushings, one of which is fixed on the hub 8 motionless, and the second is free, allowing to increase the total height of the ring. The same freely installed ring is also available on the inside of the elastic shell.

Торцовая иглофреза 1 выполнена из проволочного ворса в виде набора U-образных пучков 10, причем ветви ворса в каждом пучке размещены в смежных гофрах кольца 11, закрепленного на корпусе (фиг.9) иглофрезы [2].End needlepoint 1 is made of wire pile in the form of a set of U-shaped bundles 10, and the branches of the pile in each bundle are placed in adjacent corrugations of the ring 11, mounted on the body (Fig.9) of the needle cutting [2].

Уплотнение ворса для достижения требуемой жесткости иглофрезы осуществляется гайкой 12 с внутренней конической поверхностью и винтом 13 с кольцом 14 с наружной конической поверхностью.Sealing the pile to achieve the required rigidity of the needle cutter is carried out by a nut 12 with an internal conical surface and a screw 13 with a ring 14 with an external conical surface.

Кроме того, как вариант, уплотнение ворса для достижения требуемой жесткости может осуществляться хомутом 15 в виде металлической ленты, концы которой стянуты болтом 16 с гайкой 17.In addition, as an option, the densification of the pile to achieve the required stiffness can be carried out with a clamp 15 in the form of a metal tape, the ends of which are tightened by a bolt 16 with a nut 17.

Для повышения стойкости иглофрезы на упругие ветви ворса наносят износостойкое покрытие, например, из нитрида титана. После износа пучков ворса их заменяют.To increase the resistance of the needle cutter, a wear-resistant coating, for example, titanium nitride, is applied to the elastic branches of the pile. After wear of the tufts of pile, they are replaced.

Инструмент устанавливают, например, на фрезерный станок с модернизированной шпиндельной бабкой, у которой имеются коаксиальные вращающиеся независимо друг от друга в разных направлениях полый и центральный шпиндели.The tool is installed, for example, on a milling machine with an upgraded headstock, which has a hollow and a central spindle rotating independently of one another in different directions in different directions.

Круг устанавливают на полом валу и приводят во вращение в одну сторону, торцовую иглофрезу - на центральном валу, приводят во вращение в другую сторону и комбинированный иглошлифовальный инструмент с необходимым натягом подводят режущей поверхностью к заготовке.The circle is mounted on a hollow shaft and rotated in one direction, the end needle cutter on the central shaft, rotated in the opposite direction and the combined needle grinding tool with the necessary interference is brought to the workpiece by the cutting surface.

При этом в центре комбинированного инструмента часть упругоподвижных ветвей ворса отклоняется в процессе решения от вертикали, образует определенные углы резания и срезает материал с обрабатываемой поверхности в одном направлении.At the same time, in the center of the combined tool, a part of the elastically movable branches of the pile deviates from the vertical during the solution, forms certain cutting angles and cuts the material from the work surface in one direction.

По периферии инструмента абразивные сегменты с таким же натягом за счет прогиба пневматической упругой оболочки срезают микронеровности с обрабатываемой поверхности в другом направлении.Along the periphery of the tool, abrasive segments with the same interference due to the deflection of the pneumatic elastic shell cut off microroughnesses from the machined surface in the other direction.

Таким образом, пневматическая подушка позволяет создавать тот или иной натяг, так необходимый при иглофрезеровании, и восстанавливать первоначальное положение рабочего торца шлифовального круга относительно режущего торца иглофрезы.Thus, the pneumatic cushion allows you to create one or another interference, so necessary during needle milling, and restore the original position of the working end of the grinding wheel relative to the cutting end of the needle.

При этом прерывистая абразивная обработка отдельными сегментами позволяет снизить теплонапряженность процесса шлифования, ликвидировать прижоги и микротрещины, повысить режимы обработки.At the same time, intermittent abrasive treatment with individual segments allows to reduce the heat stress of the grinding process, eliminate burns and microcracks, and increase processing modes.

Комбинированным иглошлифовальным инструментом на модернизированном вертикально-фрезерном станке мод. 6Р13 производили торцовое фрезерование с одновременным шлифованием плоской поверхности шириной 70 мм и длиной 600 мм; припуск на обработку 1,2 мм снимали на один проход.Combined needle grinding tool on a modernized vertically milling machine mod. 6P13 made face milling with simultaneous grinding of a flat surface with a width of 70 mm and a length of 600 mm; machining allowance of 1.2 mm was removed in one pass.

Параметр шероховатости обрабатываемой поверхности Ra=0,63 мкм. Материал заготовки - сталь 45, с пределом прочности σ_в=670 МПа. Станок оснащен двумя коаксиальными шпинделями, приводимыми во вращение индивидуальными электродвигателями, и устройством для активного контроля обрабатываемых заготовок.The roughness parameter of the treated surface is Ra = 0.63 μm. The workpiece material is steel 45, with a tensile strength σ _in = 670 MPa. The machine is equipped with two coaxial spindles, driven by individual electric motors, and a device for active control of workpieces.

Шлифовальный круг состоит из абразивных сегментов марки 24А25П25К8А с наружным диаметром 200 мм, иглофреза - наружный диаметр 100 мм, диаметр игл - 1 мм.The grinding wheel consists of 24A25P25K8A abrasive segments with an outer diameter of 200 mm, an acupuncture - an outer diameter of 100 mm, and a needle diameter of 1 mm.

Обработка проводилась при следующих режимах резания. Частоту вращения круга принимали 3200 мин^-1; (при этом скорость шлифования составила V_ш=33,5 м/с), а - иглофрезы - 500 мин^-1 (при этом - V_иф=157 м/мин). Продольная подача - 250 мм/мин. Охлаждающая жидкость - эмульсия.Processing was carried out under the following cutting conditions. The rotational speed of the circle was taken 3200 min ^-1 ; (at the same time, the grinding speed was V _w = 33.5 m / s), and - needle-cutting - 500 min ^-1 (while V _if = 157 m / min). Longitudinal feed - 250 mm / min. Coolant - emulsion.

Для обеспечения необходимого качества и размерной точности обработки потребовалось основного времени 0,8 мин, что в 2 раза быстрее, чем при обычном торцовом фрезеровании, и в 2,5 раза быстрее, чем при обычной абразивной обработке.To ensure the required quality and dimensional accuracy of the processing, the main time was 0.8 min, which is 2 times faster than with conventional face milling, and 2.5 times faster than with conventional abrasive processing.

Применение данного комбинированного иглошлифовального инструмента позволяет увеличить производительность благодаря обеспечению бесприжогового прерывистого шлифования, исключить операцию чернового и получистового шлифования, улучшить шероховатость поверхности на 1-2 класса. При этом расход абразивного материала снижается в среднем на ~ 30%.The use of this combined needle-grinding tool allows you to increase productivity by providing intermittent sandless grinding, to exclude the operation of rough and semi-finished grinding, to improve surface roughness by 1-2 classes. At the same time, the consumption of abrasive material decreases on average by ~ 30%.

Источники информацииSources of information

1 А.с. СССР 1493248, МКИ А 46 В 7/08 // В 24 В 45/00. Устройство для обработки поверхностей. Перепичка Е.В. и Скалько Н.С. Заявка №3984461/31-12 заяв. 04.12.85. опуб. 15.07.89. Бюл. №26 - прототип.1 A.S. USSR 1493248, MKI A 46 V 7/08 // 24 V 45/00. Device for surface treatment. Perepichka E.V. and Skalko N.S. Application No. 3984461 / 31-12 application. 12/04/85. publ. 07/15/89. Bull. No. 26 is a prototype.

2. Берков В.В. Торцовая щетка // Машиностроитель. - 1990. - №2. - С.18.2. Berkov V.V. Face brush // Machine builder. - 1990. - No. 2. - S. 18.

Claims (4)

1. Комбинированный иглошлифовальный инструмент, содержащий сборный торцовый шлифовальный круг с устройством его крепления на ступице и торцовую иглофрезу, отличающийся тем, что круг и иглофреза установлены на коаксиальных вращающихся независимо друг от друга в разных направлениях полом и центральном валах, причем круг состоит из закрепленных на металлических пластинах абразивно-алмазных кольцевых сегментов, торообразной полой внутри упругой оболочки, закрепленной на ступице, и кольца.1. A combined needle grinding tool comprising a prefabricated face grinding wheel with a device for attaching it to the hub and a face needle cutting machine, characterized in that the wheel and the needle cutting machine are mounted on coaxial rotating independently from each other in different directions hollow and central shafts, and the circle consists of fixed on metal plates of abrasive-diamond annular segments, a toroidal hollow inside an elastic shell fixed to the hub, and rings. 2. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что по мере износа абразивно-алмазных кольцевых сегментов в торообразную полую внутри упругую оболочку закачивают сжатый воздух для восстановления первоначального положения рабочего торца шлифовального круга относительно режущего торца иглофрезы.2. The tool according to claim 1, characterized in that as the abrasive diamond ring segments wear, compressed air is pumped into the toroidal hollow inside the elastic shell to restore the initial position of the working end of the grinding wheel relative to the cutting end of the needle mill. 3. Инструмент по п.1 или 2, отличающийся тем, что торцовая иглофреза выполнена из проволочного ворса в виде набора U-образных пучков, причем ветви ворса в каждом пучке размещены в смежных гофрах кольца, закрепленного на корпусе, при этом уплотнение ворса для достижения требуемой жесткости осуществлено гайкой с внутренней конической поверхностью и винтом с наружной конической поверхностью.3. The tool according to claim 1 or 2, characterized in that the face needle cutter is made of wire pile in the form of a set of U-shaped bundles, the branches of the pile in each bundle being placed in adjacent corrugations of a ring mounted on the housing, while the pile is sealed to achieve the required rigidity is carried out by a nut with an internal conical surface and a screw with an external conical surface. 4. Инструмент по п.1 или 2, отличающийся тем, что торцовая иглофреза выполнена из проволочного ворса в виде набора U-образных пучков, причем ветви ворса в каждом пучке размещены в смежных гофрах кольца, закрепленного на корпусе, при этом уплотнение ворса для достижения требуемой жесткости осуществлено хомутом в виде металлической ленты, концы которой стянуты болтом с гайкой.4. The tool according to claim 1 or 2, characterized in that the face needle cutter is made of wire pile in the form of a set of U-shaped bundles, and the branches of the pile in each bundle are placed in adjacent corrugations of the ring mounted on the housing, while the pile is sealed to achieve the required stiffness is carried out by a clamp in the form of a metal tape, the ends of which are tightened with a bolt and nut.

Images