RU2267396C1 - Builtup diamond-abrasive tool for abrasive working of multistep openings - Google Patents

Abstract

FIELD: abrasive working processes, possibly manufacture of diamond-abrasive tool for abrasive working of multi-step parts, for example raceways of drilling bits and rolling cutters.

SUBSTANCE: tool includes several discs coaxially mounted in spindle by angle α_i relative to plane normal to rotation axis except disc with minimum diameter. Discs have diameters whose size difference corresponds to that of diameters of worked steps of blank and intermittent peripheral working surface. Discs include separate abrasive-diamond segments secured to elastic tore-like envelopes and they form axially shifted cutting layer with height B_i. Spindle has central longitudinal and cross openings through which compressed air is fed into elastic tore like envelopes for providing contact of all segments with worked surfaces. In description of invention mathematical relations are given for determining value of angle α_i, inclination angle of discs and height of cutting layer.

EFFECT: enhanced efficiency of working and geometry accuracy, stable quality of surface along width of each step.

4 dwg

Description

Изобретение относится к производству алмазно-абразивного инструмента для обработки многоступенчатых деталей и может найти применение, например, при обработке беговых дорожек шарошек и лап буровых долот.The invention relates to the production of diamond-abrasive tools for processing multi-stage parts and may find application, for example, in the processing of treadmills of cutters and paws of drill bits.

Известен сборный инструмент, работающий по способу шлифования многоступенчатых деталей, при котором шлифование всех ступеней деталей производят одновременно несколькими соосно установленными кругами, имеющими диаметры, перепады которых соответствуют перепадам обрабатываемых ступеней детали, с прерывистыми рабочими поверхностями, при этом отношение длины рабочей поверхности шлифовального круга к длине взаимодействующей с ней поверхности обрабатываемой ступени постоянно [1].Known prefabricated tool, working by the method of grinding multi-stage parts, in which the grinding of all stages of the parts is carried out simultaneously by several coaxially mounted circles having diameters, the differences of which correspond to the differences of the machined steps of the part, with intermittent working surfaces, while the ratio of the length of the working surface of the grinding wheel to the length the surface of the working step interacting with it constantly [1].

Недостаток данного инструмента состоит в том, что он в процессе шлифования не обеспечивает высокой точности перепадов диаметров детали и стабильного качества поверхностного слоя каждой обрабатываемой ступени, так как окружные рабочие скорости каждого составляющего круга шлифовального блока различны (шлифовальный блок составлен из набора кругов различных диаметров).The disadvantage of this tool is that during grinding, it does not provide high accuracy of differences in the diameters of the part and stable quality of the surface layer of each machined step, since the peripheral working speeds of each constituent circle of the grinding block are different (the grinding block is composed of a set of circles of different diameters).

Скорости шлифовального круга оказывают влияние на всю совокупность показателей обработки: толщину слоя, снимаемую одним абразивным зерном; силу резания, развиваемую одним зерном; шероховатость шлифованной поверхности; мгновенную температуру в зоне работы зерна; износ шлифовального круга и др. показатели. То есть способ и инструмент не учитывают влияние режимных параметров обработки (скорости круга и скорости детали в каждом поперечном сечении взаимодействующих поверхностей круга и заготовки) и тем самым не обеспечивают высокой точности и стабильности качества поверхности каждой ступени.Grinding wheel speeds affect the entire set of processing indicators: layer thickness, removed by one abrasive grain; cutting force developed by one grain; surface roughness; instantaneous temperature in the grain work zone; grinding wheel wear and other indicators. That is, the method and the tool do not take into account the influence of the processing processing parameters (speed of the wheel and speed of the part in each cross section of the interacting surfaces of the circle and the workpiece) and thus do not provide high accuracy and stability of the surface quality of each step.

При этом, делая периферийную режущую поверхность искуственно прерывистой путем прорезания и образования впадин, неэффективно используют возможности абразивного инструмента, снижают производительность металлосъема и КПД процесса, увеличивают расход абразива.At the same time, making the peripheral cutting surface artificially discontinuous by cutting and forming depressions, the abrasive tools are inefficiently used, they reduce the metal removal rate and process efficiency, and increase the consumption of abrasive.

Наиболее близким по технической сущности является сборный шлифовальный инструмент, содержащий корпус, на котором установлены абразивные круги с прерывистой рабочей поверхностью, образованной чередующимися выступами и впадинами, боковые поверхности выступов в радиальном направлении имеют криволинейную форму, определяемую из соотношенияThe closest in technical essence is a prefabricated grinding tool containing a housing on which abrasive wheels are installed with an intermittent working surface formed by alternating protrusions and depressions, the lateral surfaces of the protrusions in the radial direction have a curved shape, determined from the ratio

где l - длина дуги рабочего участка выступа на R_i радиусе круга;where l is the length of the arc of the working section of the protrusion on R _{i the} radius of the circle;

R₁ - первоначальный радиус шлифовального круга;R ₁ is the initial radius of the grinding wheel;

α₁ - центральный угол в радианах дуги выступов, соответствующий первоначальному радиусу шлифовального круга;α ₁ - the Central angle in radians of the arc of the protrusions, corresponding to the initial radius of the grinding wheel;

α_i, R_i - текущие значения соответственно центрального угла и радиуса шлифовального круга [2].α _i , R _i - current values, respectively, of the central angle and radius of the grinding wheel [2].

Недостаток данного инструмента состоит в том, что он в процессе шлифования не обеспечивает высокой точности перепадов диаметров детали и стабильного качества поверхностного слоя каждой обрабатываемой ступени, так как окружные рабочие скорости каждого составляющего круга шлифовального блока различны (шлифовальный блок составлен из набора кругов различных диаметров). Скорости шлифовального круга оказывают влияние на всю совокупность показателей обработки: толщину слоя, снимаемую одним абразивным зерном; силу резания, развиваемую одним зерном; шероховатость шлифованной поверхности; мгновенную температуру в зоне работы зерна; износ шлифовального круга и др. показатели. Кроме того, периферийная режущая поверхность, искусственно сделанная прерывистой путем прорезания и образования впадин, неэффективно использует возможности абразивного инструмента, снижает производительность металлосъема и КПД процесса, увеличивает расход абразива.The disadvantage of this tool is that during grinding, it does not provide high accuracy of differences in the diameters of the part and stable quality of the surface layer of each machined step, since the peripheral working speeds of each constituent circle of the grinding block are different (the grinding block is composed of a set of circles of different diameters). Grinding wheel speeds affect the entire set of processing indicators: layer thickness, removed by one abrasive grain; cutting force developed by one grain; surface roughness; instantaneous temperature in the grain work zone; grinding wheel wear and other indicators. In addition, the peripheral cutting surface, artificially made intermittent by cutting and forming depressions, inefficiently uses the abrasive tool, reduces the performance of metal removal and process efficiency, increases the consumption of abrasive.

Техническим результатом предлагаемого инструмента является повышение точности формы и стабильности качества поверхности вдоль всей ширины каждой ступени, повышение производительности металлосъема и КПД процесса, а также снижение расхода абразива.The technical result of the proposed tool is to increase the accuracy of the shape and stability of the surface quality along the entire width of each step, increase the productivity of metal removal and process efficiency, as well as reduce the consumption of abrasive.

Технический результат достигается тем, что используют сборный абразивно-алмазный инструмент, который включает несколько соосно установленных на шпинделе кругов, имеющих диаметры, перепады которых соответствуют перепадам диаметров обрабатываемых ступеней заготовки, причем круги имеют прерывистую периферийную рабочую поверхность, состоят из отдельных абразивно-алмазных сегментов, закрепленных на упругих торовых оболочках, и образуют аксиально смещенный режущий слой высотой В_i, кроме круга с минимальным диаметром, благодаря установке кругов под углом α_i к плоскости, перпендикулярной оси вращения, определяемым по формуле:The technical result is achieved by using a prefabricated abrasive-diamond tool, which includes several circles coaxially mounted on the spindle having diameters whose differences correspond to the differences in the diameters of the workpiece steps being machined, the circles having an intermittent peripheral working surface, consisting of separate abrasive-diamond segments, attached to the elastic torus membranes, and form a cutting layer axially displaced in height _i, except for a circle with the minimum diameter due SET e circles α _i at an angle to a plane perpendicular to the axis of rotation defined by the formula:

где α_i - угол наклона к плоскости, перпендикулярной оси вращения, i-го круга, кроме круга с минимальным диаметром;where α _i is the angle of inclination to the plane perpendicular to the axis of rotation of the i-th circle, except for a circle with a minimum diameter;

l_i, D_i - соответственно длина и диаметр отверстия i-й ступени;l _i , D _i - respectively, the length and diameter of the hole of the i-th stage;

l_min, D_min - соответственно длина и диаметр отверстия ступени с минимальным диаметром;l _min , D _min - respectively, the length and diameter of the hole of the stage with a minimum diameter;

n_i, z_i - соответственно количество и ширина впадин на i-м круге;n _i , z _i - respectively, the number and width of depressions on the i-th circle;

n_min, z_min - соответственно количество и ширина впадин на первом минимальном круге, а высота В_i аксиально смещенного режущего слоя каждого круга, кроме круга с минимальным диаметром, определяется по формуле:n _min , z _min - respectively, the number and width of the depressions on the first minimum circle, and the height B _{i of the} axially offset cutting layer of each circle, except for a circle with a minimum diameter, is determined by the formula:

при этом приведение инструмента в рабочее состояние, при котором все сегменты контактируют с обрабатываемыми поверхностями, осуществляют путем подачи сжатого воздуха в упругие торовые оболочки через центральное продольное и поперечные отверстия в шпинделе.at the same time, the tool is brought into working condition, in which all segments are in contact with the surfaces to be machined, by supplying compressed air to the elastic torus shells through the central longitudinal and transverse openings in the spindle.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображена схема способа алмазно-абразивной обработки внутренней поверхности двухступенчатой заготовки предлагаемым сборным инструментом, продольный разрез; на фиг.2 - поперечный разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - поперечный разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - общий вид инструмента.Figure 1 shows a diagram of a method of diamond-abrasive processing of the inner surface of a two-stage workpiece by the proposed precast tool, a longitudinal section; figure 2 is a cross section aa in figure 1; figure 3 is a transverse section bB in figure 1; figure 4 is a General view of the tool.

Предлагаемый сборный алмазно-абразивный инструмент предназначен для чистовой окончательной обработки многоступенчатых отверстий одновременно всех ступеней.The proposed prefabricated diamond-abrasive tool is designed for fine finishing of multi-stage holes at all stages at the same time.

Инструмент включает несколько соосно установленных сборных кругов 1, 2, ...i, которые состоят из отдельных алмазно-абразивных сегментов 3, поэтому круги имеют прерывистую периферийную рабочую поверхность с величинами впадин z_min, z₂, ...z_i. Круги 1, 2, ...i имеют диаметры, перепады которых соответствуют перепадам обрабатываемых ступеней заготовки.The tool includes several coaxially mounted prefabricated wheels 1, 2, ... i, which consist of separate diamond-abrasive segments 3, so the wheels have a discontinuous peripheral working surface with valleys z _min , z ₂ , ... z _i . Circles 1, 2, ... i have diameters, the differences of which correspond to the differences of the machined steps of the workpiece.

Отдельные алмазно-абразивные сегменты 3 кругов закреплены на упругих оболочках 4 в виде торов посредством пластин 5. В качестве сегментов 3 могут быть алмазно-абразивные слои соответствующей формы на любой связке, а также лепестки алмазно-абразивной шкурки. Для увеличения периода стойкости инструмента в качестве абразивного материала используют эльбор, искусственные и природные алмазы на каучуковой связке, толщина алмазно-абразивного слоя 3 на гибкой связке составляет 1 мм и более.Separate diamond-abrasive segments of 3 circles are fixed on elastic shells 4 in the form of tori by means of plates 5. As segments 3, there can be diamond-abrasive layers of the corresponding form on any bundle, as well as petals of diamond-abrasive skins. To increase the tool durability period, elbor, artificial and natural diamonds with a rubber bond are used as abrasive material, the thickness of the diamond-abrasive layer 3 on a flexible bond is 1 mm or more.

Упругая оболочка 4 изготовлена, например, из резины или другого эластичного материала в виде тора и приводится в рабочее состояние путем подачи сжатого воздуха через центральное продольное 6 и поперечные 7 отверстия в шпинделе 8, на котором установлен сборный инструмент.The elastic casing 4 is made, for example, of rubber or other elastic material in the form of a torus and is brought into operation by supplying compressed air through the central longitudinal 6 and transverse 7 holes in the spindle 8 on which the assembly tool is mounted.

Круги 2, ...i, кроме первого круга с минимальным диаметром D_min, установлены таким образом, что образуют аксиально смещенный режущий слой высотой В₂...В_i благодаря установке кругов под углом α_i к плоскости, перпендикулярной оси вращения.Circles 2, ... i, except for the first circle with a minimum diameter D _min, installed in such a way that they form axially offset cutting layer height B ₂ ... B _i by installing circles α _i at an angle to a plane perpendicular to the rotational axis.

Установку кругов 2, ...i под углом α_i осуществляют с помощью косых шайб 9, расположенных попарно с торцов каждого круга, и дисков 10, которые поддерживают форму круга. Путем взаимного разворота косых шайб 9 относительно друг друга производят установку круга под необходимым углом α_i.The installation of circles 2, ... i at an angle α _{i is} carried out using oblique washers 9 located in pairs from the ends of each circle, and disks 10, which maintain the shape of a circle. By mutual rotation of the oblique washers 9 relative to each other, a circle is installed at the required angle α _i .

Величину угла α_i для установки кругов 2, ...i, кроме первого, назначают из следующих соображений.The angle α _i for setting circles 2, ... i, except the first, is assigned from the following considerations.

При шлифовании известными обычными, а также [1 и 2] многоступенчатыми кругами качество поверхностного слоя каждой заготовки в партии будет разное, так как толщина срезаемого слоя металла одним алмазно-абразивным зерном постоянна в каждом поперечном сечении ступеней заготовки, причем значение этой толщины изменяется по мере износа кругов. При постоянстве частоты вращения шпинделя инструмента уменьшение диаметра круга вызывает резкое увеличение толщины срезаемого слоя. При этом происходит неравномерный радиальный износ рабочего профиля шлифовального круга. С уменьшением диаметра круга, по мере износа, круг изнашивается более интенсивно (работает как более мягкий), уменьшается размерная стойкость профиля инструмента. Неравномерный радиальный износ рабочего профиля круга переносится на обрабатываемую поверхность заготовки. В результате обрабатываемая поверхность принимает искаженную форму, не обеспечивается высокая точность перепадов диаметров заготовки [3].When grinding with well-known conventional, as well as [1 and 2] multi-stage wheels, the quality of the surface layer of each workpiece in a batch will be different, since the thickness of the metal layer to be cut by one diamond-abrasive grain is constant in each cross section of the steps of the workpiece, and the value of this thickness changes as wear circles. When the tool spindle speed is constant, a decrease in the diameter of the circle causes a sharp increase in the thickness of the cut layer. In this case, uneven radial wear of the working profile of the grinding wheel occurs. With a decrease in the diameter of the wheel, as it wears, the wheel wears out more intensively (it works as softer), and the dimensional stability of the tool profile decreases. Uneven radial wear of the working profile of the circle is transferred to the workpiece surface. As a result, the processed surface takes a distorted shape; high accuracy of differences in the diameters of the workpiece is not ensured [3].

Предлагаемый инструмент лишен этих недостатков, так как диаметры кругов каждой ступени не изменяются и поддерживаются постоянными за счет подачи сжатого воздуха в упругую оболочку, из которой состоит корпус круга. Площадь контакта первого минимального круга с обрабатываемой поверхностью заготовки определяется по формуле:The proposed tool is devoid of these drawbacks, since the diameters of the circles of each stage are not changed and are maintained constant by supplying compressed air to the elastic shell of which the circle body consists. The contact area of the first minimum circle with the workpiece surface to be treated is determined by the formula:

где S_min - площадь контакта первого минимального круга с обрабатываемой поверхностью заготовки;where S _min - contact area of the first minimum circle with the workpiece surface;

С_min - длина режущей рабочей поверхности первого минимального круга за вычетом суммарной величины впадин, определяемая по формуле:With _min - the length of the cutting working surface of the first minimum circle minus the total value of the depressions, determined by the formula:

D_min - диаметр первого минимального круга;D _min - the diameter of the first minimum circle;

n_min - количество впадин на первом минимальном круге;n _min is the number of depressions in the first minimum circle;

z_min - ширина впадины на первом минимальном круге;z _min is the width of the depression on the first minimum circle;

l_min - высота первой минимальной ступени заготовки.l _min - the height of the first minimum step of the workpiece.

Тогда выражение (1) перепишется в видеThen expression (1) can be rewritten as

Так как алмазно-абразивные зерна, расположенные на разных ступенях инструмента, должны снимать одинаковую толщину срезаемого слоя, приравняем площади контактов кругов:Since diamond-abrasive grains located at different steps of the tool should remove the same thickness of the cut layer, we equate the contact area of the circles:

С одной стороны, зная, чтоOn the one hand, knowing that

где S_i - площадь контакта i-го круга с обрабатываемой поверхностью заготовки;where S _i - the contact area of the i-th circle with the workpiece surface;

D_i - диаметр i-го круга;D _i - the diameter of the i-th circle;

n_i - количество впадин на i-м круге;n _i is the number of depressions on the i-th circle;

z_i - ширина впадины на i-м круге;z _i is the width of the depression on the i-th circle;

В_i - высота i-го круга.In _i - the height of the i-th circle.

С другой стороны, согласно формулам (3), (4)On the other hand, according to formulas (3), (4)

Приравнивая выражения (5) и (6), определяем необходимую высоту В_i i-го круга:Equating expressions (5) and (6), we determine the necessary height B _{i of the} i-th circle:

Угол наклона аксиально смещенного режущего слоя определим из того, что данной высотой B_i i-го круга необходимо обработать всю ширину l_i i-й ступени, не пользуясь продольной подачей. Из этого следует, чтоThe angle of inclination of the axially displaced cutting layer is determined from the fact that for a given height B _{i of the} i-th circle, it is necessary to process the entire width l _{i of the} i-th stage, without using a longitudinal feed. It follows that

где А_i - амплитуда осцилляции аксиально смещенного режущего слоя i-го круга.where And _i is the amplitude of the oscillation of the axially displaced cutting layer of the i-th circle.

Откуда, используя выражение (7), определяем А_i.From where, using expression (7), we determine A _i .

Зная, что tg α_i=А_i/D_i, определим значение угла наклона i-го круга:Knowing that tan α _i = A _i / D _i , we determine the value of the angle of inclination of the i-th circle:

Сборный инструмент работает следующим образом.The combined tool works as follows.

В нерабочем состоянии без сжатого воздуха в упругих оболочках наружный диаметр каждого круга по алмазно-абразивным брускам меньше внутреннего диаметра обрабатываемой ступени многоступенчатого отверстия, поэтому инструмент свободно вводится в отверстие заготовки.In the idle state without compressed air in the elastic shells, the outer diameter of each circle along the diamond-abrasive bars is less than the inner diameter of the machined step of the multistage hole, so the tool is freely inserted into the workpiece hole.

Инструмент крепится жестко на шпинделе, например, шлифовальной бабки внутри шлифовального станка, обрабатываемая заготовка, например шарошка бурового долота, - на шпинделе передней бабки. Точное самоцентрирование инструмента обеспечивается за счет упругих оболочек кругов.The tool is mounted rigidly on the spindle, for example, of the grinding head inside the grinding machine, the workpiece, for example, the cutter of the drill bit, on the spindle of the front headstock. Precise self-centering of the tool is ensured by the elastic shells of the circles.

Инструмент совершает вращательное движение со скоростью V_и, а радиальная подача S_p алмазно-абразивных брусков осуществляется с помощью подачи сжатого воздуха в упругие оболочки кругов, благодаря чему диаметр каждого круга по алмазно-абразивным брускам становится равным внутреннему диаметру обрабатываемой ступени. Заготовке придают вращательное движение V_з в противоположном направлении относительно вращения инструмента.The tool rotates with a speed of V _and , and the radial feed S _{p of} diamond-abrasive bars is carried out by supplying compressed air to the elastic shells of the circles, so that the diameter of each circle along the diamond-abrasive bars becomes equal to the inner diameter of the machined step. The workpiece is given a rotational movement V _s in the opposite direction relative to the rotation of the tool.

Таким образом, происходит алмазно-абразивная обработка одновременно всеми брускам каждого круга с осцилляцией брусков, кроме брусков на минимальном круге, которая существенно улучшает качество обработанной поверхности и повышает в несколько раз производительность.Thus, diamond-abrasive processing occurs simultaneously with all the bars of each circle with the oscillation of the bars, except for the bars on the minimum circle, which significantly improves the quality of the processed surface and increases productivity several times.

Однако одновременное контактирование всех брусков с обрабатываемой поверхностью вызывает повышение температуры в поверхностном слое заготовки, а вместе с ней появление прижогов и микротрещин.However, the simultaneous contact of all the bars with the treated surface causes an increase in temperature in the surface layer of the workpiece, and with it the appearance of burns and microcracks.

Осцилляция брусков в сочетании с прерывистым резанием отдельными брусками снижают температуру насыщения в поверхностном слое обрабатываемой заготовки и гарантируют бесприжоговость обработки.Oscillation of the bars in combination with intermittent cutting of individual bars reduce the saturation temperature in the surface layer of the workpiece and guarantee a smooth processing.

Благодаря этому облегчается съем материала и стружкообразование, улучшается самозатачивание зерен, а переменные силы активно перераспределяются в плоскости резания, и сила трения уменьшается в несколько раз. Перекрестное осциллирующее движение увеличивает число активно работающих абразивных зерен и интенсифицирует срезание выступов неровностей поверхности. При этом на обработанной поверхности формируется износостойкий регулярный микрорельеф с перекрестным направлением рисок и неровностями малой и однородной высоты.Thanks to this, material removal and chip formation are facilitated, grain self-sharpening is improved, and variable forces are actively redistributed in the cutting plane, and the friction force decreases several times. Cross oscillating movement increases the number of actively working abrasive grains and intensifies the cutting of protrusions of surface irregularities. At the same time, a wear-resistant regular microrelief is formed on the treated surface with the cross direction of the marks and roughnesses of small and uniform height.

Преимущества предлагаемого инструмента для алмазно-абразивной обработки многоступенчатых отверстий: более плавная безударная обработка; большая жесткость технологической системы; повышается качество и точность обработки, расширяются технологические возможности и появляется возможность обрабатывать как конические, так и цилиндрические, а также фасонные отверстия; возможность снятия больших неравномерных припусков; в 2-3 раза повышается производительность обработки благодаря большой площади контакта инструмента с заготовкой.The advantages of the proposed tool for diamond-abrasive machining of multi-stage holes: a smoother, shock-free processing; greater rigidity of the technological system; the quality and accuracy of processing are increased, technological capabilities are expanded and it becomes possible to process both conical and cylindrical, as well as shaped openings; the possibility of removing large uneven allowances; 2-3 times higher productivity due to the large contact area of the tool with the workpiece.

Быстрое изменение и установка оптимального значения в зависимости от конкретных условий радиальной подачи S_p брусков за счет изменения давления Р_сж подаваемого сжатого воздуха также способствует увеличению производительности.Rapid change and setting the optimal value depending on the specific conditions of the radial feed S _{p of the} bars by changing the pressure P _{sg of the} supplied compressed air also contributes to an increase in productivity.

Благодаря применению упругой оболочки и равномерному распределению давления сжатого воздуха на все бруски, независимо от случайной разной толщины алмазно-абразивного слоя на брусках и других погрешностей изготовления и сборки инструмента, бруски равномерно распределяют между собой снимаемый припуск, обеспечивая безвибрационную работу инструмента.Due to the use of an elastic shell and uniform distribution of compressed air pressure on all the bars, regardless of the random different thickness of the diamond-abrasive layer on the bars and other errors in the manufacture and assembly of the tool, the bars evenly distribute the removed allowance among themselves, ensuring the vibration-free operation of the tool.

Конкретно реализацию предлагаемого инструмента покажем на примере обработки дорожек качения шарошки бурового долота.Specifically, the implementation of the proposed tool will be shown by the example of processing the raceways of the cone of the drill bit.

Заготовка: диаметр и длина малой ступени - соответственно 41,7 мм и 28 мм; диаметр и длина большой ступени - соответственно 70,7 мм и 30 мм; марка абразивных сегментов на кругах - 24А 25 СМ1 К 5, количество сегментов на малом круге - 6, величина впадины - 4 мм; количество сегментов на большом круге - 8, величина впадины - 5 мм. Режимные параметры: частота вращения инструмента - 14000 мин^-1; частота вращения заготовки 30 мин^-1; припуск на сторону - 0,15 мм. Давление подаваемого сжатого воздуха Р_сж=0,4...0,6 МПа.Billet: diameter and length of a small step - respectively 41.7 mm and 28 mm; the diameter and length of the large step is 70.7 mm and 30 mm, respectively; mark of abrasive segments on wheels - 24А 25 СМ1 К 5, the number of segments on a small circle - 6, the size of the depression - 4 mm; the number of segments on a large circle is 8, the size of the depression is 5 mm. Performance parameters: tool rotation speed - 14000 min ^-1 ; workpiece rotation frequency 30 min ^-1 ; side allowance - 0.15 mm. The pressure of compressed air supplied _{compression channel} P = 0.4 ... 0.6 MPa.

Высоту B₂ аксиально смещенного режущего слоя большого круга определяли по формуле (7):The height B _{2 of the} axially displaced cutting layer of the large circle was determined by the formula (7):

Значение угла наклона второго большого круга определяли по формуле (10):The angle of the second large circle was determined by the formula (10):

При данных конструктивных параметрах большого круга малая и большая ступени заготовки обрабатывалась при одинаковых условиях шлифования. Кроме того, данное постоянство сохранялось для каждой детали в партии до полного износа сегментов кругов. Это привело к повышению ряда дополнительных технико-экономических показателей процесса врезного шлифования: сокращению расхода абразивных сегментов кругов и дорогостоящего правящего инструмента, повышению производительности обработки.With these design parameters of the large circle, the small and large steps of the workpiece were machined under the same grinding conditions. In addition, this constancy was maintained for each part in the batch until the wheel segments were completely worn out. This led to an increase in a number of additional technical and economic indicators of the mortise grinding process: a reduction in the consumption of abrasive wheel segments and an expensive ruling tool, and an increase in processing productivity.

С применением инструмента создаются условия для широкого использования его в автоматическом цикле процесса алмазно-абразивной обработки.Using the tool, conditions are created for its wide use in the automatic cycle of the diamond abrasive process.

Предлагаемый сборный алмазно-абразивный инструмент для обработки многоступенчатых отверстий, состоящий из кругов с аксиально смещенным режущим слоем, кроме минимального круга, обеспечивает постоянство:The proposed precast diamond-abrasive tool for machining multi-stage holes, consisting of circles with an axially offset cutting layer, in addition to the minimum circle, provides constancy:

- нагрузки на шлифующее зерно;- load on grinding grain;

- силы резания, развиваемой одним зерном в каждой ступени и в каждом сечении;- cutting forces developed by one grain in each step and in each section;

- контактной температуры в зоне шлифования и всех остальных параметров процесса шлифования.- contact temperature in the grinding zone and all other parameters of the grinding process.

Это приводит к равномерному износу рабочих профилей алмазно-абразивных кругов, а следовательно, и к повышению точности формы поверхностей, т.к. при врезном шлифовании форма профиля круга копируется на форме обрабатываемой поверхности, стабильности качества поверхности вдоль всей ширины ступени.This leads to uniform wear of the working profiles of diamond abrasive wheels, and therefore to an increase in the accuracy of the shape of the surfaces, because during mortise grinding, the shape of the profile of the circle is copied on the shape of the surface to be treated, stability of surface quality along the entire width of the step.

Источники информации, принятые во вниманиеSources of information taken into account

1. А.с. SU №795889, В 24 В 1/00, В 24 В 5/12. 15.01.81. Способ шлифования многоступенчатых деталей.1. A.S. SU No. 795889, 24 V 1/00, 24 V 5/12. 01/15/81. A method of grinding multi-stage parts.

2. А.с. SU №872238, В 24 D 5/00, В 24 17/00. 15.10.81. Сборный шлифовальный инструмент - прототип.2. A.S. SU No. 872238, B 24 D 5/00, B 24 17/00. 10/15/81. Prefabricated grinding tool - prototype.

3. Маслов Е.Н. Теория шлифования металлов. М.: Машиностроение, 1974, 320 с.3. Maslov E.N. Theory of metal grinding. M.: Mechanical Engineering, 1974, 320 p.

Claims (1)

Сборный абразивно-алмазный инструмент, содержащий несколько соосно установленных на шпинделе кругов, имеющих диаметры, перепады которых соответствуют перепадам диаметров обрабатываемых ступеней заготовки, и прерывистую периферийную рабочую поверхность, отличающийся тем, что круги состоят из отдельных абразивно-алмазных сегментов, закрепленных на упругих торовых оболочках, и установлены, кроме круга с минимальным диаметром, под углом α_i к плоскости, перпендикулярной оси вращения, с образованием аксиально смещенного режущего слоя высотой B_i, при этом через центральное продольное и поперечные отверстия в шпинделе осуществлена подача сжатого воздуха в упругие торовые оболочки для приведения инструмента в рабочее состояние, при котором все сегменты контактируют с обрабатываемыми поверхностями, причем величина угла наклона кругов α_i и высота B_i аксиально смещенного режущего слоя каждого круга, кроме круга с минимальным диаметром, определены, соответственно, по формуламA prefabricated abrasive-diamond tool containing several coaxially mounted circles on the spindle having diameters whose differences correspond to differences in the diameters of the workpiece steps being machined, and a discontinuous peripheral working surface, characterized in that the circles consist of separate abrasive-diamond segments mounted on elastic torus shells , and are installed, except for a circle with a minimum diameter, at an angle α _i to a plane perpendicular to the axis of rotation, with the formation of an axially displaced cutting layer of high B _i , while through the central longitudinal and transverse holes in the spindle, compressed air was supplied into the elastic torus shells to bring the tool into working condition, in which all segments are in contact with the surfaces to be machined, with the angle of inclination of the circles α _i and the height B _i axially displaced cutting layer of each circle, except for a circle with a minimum diameter, are determined, respectively, by the formulas

где α_i - угол наклона к плоскости, перпендикулярной оси вращения, i-го круга, кроме круга с минимальным диаметром;where α _i is the angle of inclination to the plane perpendicular to the axis of rotation of the i-th circle, except for a circle with a minimum diameter; l_i, D_i - соответственно длина и диаметр отверстия i-й ступени;l _i , D _i - respectively, the length and diameter of the hole of the i-th stage; l_min, D_min - соответственно длина и диаметр отверстия ступени с минимальным диаметром;l _min , D _min - respectively, the length and diameter of the hole of the stage with a minimum diameter; n_i, z_i - соответственно количество и ширина впадин на i-м круге;n _i , z _i - respectively, the number and width of depressions on the i-th circle; n_min, z_min - соответственно количество и ширина впадин на первом минимальном круге.n _min , z _min - respectively, the number and width of the depressions on the first minimum circle.

Images