CS211007B1

CS211007B1 - Tool with bonded abrasive

Info

Publication number: CS211007B1
Application number: CS6380A
Authority: CS
Inventors: Antonin Ruzicka
Original assignee: Antonin Ruzicka
Priority date: 1980-01-02
Filing date: 1980-01-02
Publication date: 1982-01-29

Abstract

Nástroj s vázaným brusivém na obrábění kulových a rovinných ploch polotovarů z křehkého materiálu, u nichž je brusná vrstva připevněna na nosiči, uloženém na vřetenu. Nosič je tvořen redukcí, vyrobenou z materiálu, jehož koeficient tepelné roztaživostí je větěí než materiál, ze kterého je vyrobeno vřeteno.i Průměry obou úložných částí jsou vyrobeny s přesahem.Tool with bound abrasive for machining spherical and planar surfaces of blanks made of brittle material where it is abrasive a layer attached to a support deposited on the spindle. The carrier is formed by a reduction, made of material whose coefficient thermal expansion is greater than material from which the spindle is made The diameters of the two storage portions are made with overlap.

Description

Vynález se týká nástroje s vázaným brusivém na obrábění kulových a rovinných ^loch polotovarů ze skla nebo jiných křehkých matěriálů, u nichž je brusná vrstva uložena na nosiči, přichyceném k vřetenu brousicího stroje.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a bonded abrasive tool for machining spherical and planar blanks of glass or other brittle material in which the abrasive layer is supported on a support attached to the grinding spindle.

U brousicích strojů na obrábění optických prvků ze skla nebo obdobných materiálů nástroji s vázaným brusivém jsou tyto nástroje vytvořeny ze dvou částí: vlastní brusné vrstvy a nosiče. Brusná vrstva je lepením nebo pájením připevněna k nosiči, který je opatřen krátkým, dutým kuželem a závitem, jímž je nástroj jako celek našroubován na vřeteno brousicího stroje.In grinding machines for machining optical elements made of glass or similar materials with bonded abrasive tools, these tools are made up of two parts: the abrasive layer itself and the carrier. The abrasive layer is glued or soldered to a carrier which is provided with a short, hollow cone and thread by which the tool as a whole is screwed onto the grinding spindle.

Takové uchycení nástroje k vřetenu brousicího stroje vykazuje však řadu nevýhod spočívajících v házivosti, snížené tuhosti, obtížné manipulaci a vysokých pořizovacích nákladech stroje. Házivost stroje vzniká vlivem nečistot, zachycených mezi kuželovými plochami nosiče a vřetene, a ty nemohou na šebe dokonale dosednout. Dále může být tato házivost vyvolána vůlí mezi oběma kuželovými plochami, jako důsledku jejich výrobních tolerancí a krátké úložné délky. Rušivý vliv házivosti nástroje se nejvíce projevuje při opětném nasazení téhož nástroje na vřeteno brousicího stroje, kdy účinná plocha nástroje není celá v záběru, nemůže podávat optimální výkon, což se projeví ve zvýšené drsnosti obrobené plochy. Snížená tuhost oustavy nástroj - vřeteno je vyvolávána týmiž příčinami, jako házivost stroje, avšak způsobuje během obrábění neshodnost obou kuželových úložných ploch, zhoršení přesnosti geometrického tvaru obráběné plochy, spočívající v nesfériěnosti nebo nerovinnosti.Such an attachment of the tool to the spindle of the grinding machine, however, has a number of disadvantages in terms of runout, reduced rigidity, difficult handling and high machine cost. The runout of the machine is caused by dirt trapped between the tapered surfaces of the carrier and the spindle, and they cannot fit perfectly on each other. Furthermore, this runout can be caused by the clearance between the two conical surfaces due to their manufacturing tolerances and short bearing length. The disturbance of the tool runout is most pronounced when the same tool is reinserted on the grinding spindle, when the effective surface of the tool is not fully engaged, it cannot deliver optimum performance, resulting in increased surface roughness. The reduced stiffness of the tool-spindle system is caused by the same causes as the runout of the machine, but causes a mismatch of the two tapered bearing surfaces during machining, impairing the precision of the geometric shape of the machined surface, consisting of non-spherical or non-flatness.

Další nevýhoda spočívá ve zdlouhavém upínání nástroje na vřeteno brousicího stroje, stejně tak, jako v jeho obtížném snímání. V neposlední řadě nutno k nevýhodám přičíst i relativně vysoké pořizovací náklady nosiče, spojené s výrobou jeho úložné kuželové plochy a upínacího závitu.A further disadvantage is the lengthy clamping of the tool to the grinding spindle, as well as its difficult removal. Last but not least, the relatively high purchase costs of the carrier associated with the production of its bearing conical surface and clamping thread must be added to the disadvantages.

Je tedy snahou zkonstruovat tak přesné uložení nástroje na vřeteno brousicího stroje, aby jeho házivost a snížená tuhost nezhoršovaly přesnost geometrického tvaru a drsnost obráběné plochy a jeho pořizovací náklady a manipulace byly přijatelné.It is therefore an attempt to design such a precise fit of the tool on the grinding spindle so that its runout and reduced stiffness do not impair the accuracy of the geometric shape and the roughness of the surface to be machined and its cost and handling are acceptable.

Tento úkol řeší předmět vynálezu, kterým je nástroj s vázaným brusivém na obrábění kulových a rovinných ploch polotovarů ze skla nebo jiných křehkých materiálů, u nichž je brusná vrstva uložena na nosiči, přichyceném k vřetenu brousicího stroje.This object is achieved by the object of the invention, which is a bonded abrasive tool for machining spherical and planar surfaces of glass or other brittle materials, in which the abrasive layer is supported on a carrier attached to the grinding spindle.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že meži brusnou vrstvu a vřeteno je vložena redukce, vyrobená z materiálu, jehož koeficient tepelné roztaživosti je větší než koeficient tepelné roztaživosti materiálu vřetena, a že průměr úložné válcové plochy redukce je vyroben vzhledem k průměru uložené válcové plochy vřetene s přesahem. Ve válcové části redukce, přiléhající k vřetenu, jsou souběžně s její osou uloženy upínací vložky, vyrobené z materiálu, jehož koeficient tepelné roztaživosti je menší než koefiecient tepelné roztaživosti materiálu redukce, přičemž průměr^;jejich úložných válcových ploch, dosedající na úložnou válcovou plochu vřetene, je vzhledem k jejímu průměru vyroben s přesahem.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is based on the fact that the abrasive layer and the spindle are interposed with a reduction made of a material whose thermal expansion coefficient is greater than the coefficient of thermal expansion of the spindle material. overlap. In the cylindrical part of the reduction adjacent to the spindle, clamping inserts made of a material whose thermal expansion coefficient is less than the coefficient of thermal expansion coefficient of the reduction material are arranged parallel to its axis, the diameter ^; their bearing cylindrical surfaces abutting the bearing cylindrical surface of the spindle is made overlapping with respect to its diameter.

Nástroj podle vynálezu je konstrukčně velmi jednoduchý, poněvadž je tvořen brusnou vrstvou, obvykle ve tvaru prstence a redukci, ve které je přilepen nebo připájen. Redukce má tvar válce nebo kužele, což závisí na průměru brusné vrstvy. Celý nástroj je na vřeteno brousicího stroje uložen válcovou plochou redukce zcela bez vůle, poněvadž je upínán švárnou silou, vzniklou tlm, že průměr úložné válcové plochy vřetene je vyroben s přesahem přes průměr úložné válcové plochy redukce. Takové uložení bez vůle se vyznačuje řadou výhod. Nevzniká žádná házivost, poněvadž brusná vrstva je při prvním uloženi na vřetenu brousicího stroje oentrieky zabroušena s osou rotace vřetene. Nástroj mé vysokou tuhost, poněvadž je na vřetenu uložen bez vůle. Pořizovací náklady takto provedeného nástroje jsou nízké, poněvadž nejsou použity žádné Kuželové plochy ani prvky, opatřené závitem a rovněž manipulace při ukládání nástroje na vřeteno a také při snímání s něho je podstatně snazší než v případě závitu a kuželové plochy.The tool according to the invention is structurally very simple, since it consists of an abrasive layer, usually in the form of a ring and a reduction, in which it is glued or soldered. The reduction takes the form of a cylinder or a cone depending on the diameter of the abrasive layer. The entire tool is mounted on the grinding machine spindle without any play, because it is clamped by the seam force caused by the fact that the diameter of the spindle bearing cylindrical surface is made overlapping over the diameter of the reduction cylindrical bearing surface. Such a play without play has a number of advantages. There is no runout since the abrasive layer is ground to the axis of rotation of the spindle when first deposited on the spindle of the oentry grinding machine. The tool has a high rigidity because it is mounted on the spindle without play. The cost of such a tool is low since no tapered surfaces or threaded elements are used, and handling and removal of the tool on the spindle is considerably easier than with a thread and tapered surface.

Příkladné provedení nástroje podle vynálezu je znázorněno na přiloženém výkrese, kde na .An exemplary embodiment of a tool according to the invention is shown in the accompanying drawing, in which: FIG.

♦ obr. 1 je pohled na řez brusnou vrstvou a redukci nástroje pro opracováni rovinných ploch, obr. 2 je pohled na řez brusnou vrstvou a redukci s vložkami nástroje pro opracování kulových ploch, obr. 3 je čelní pohled na nástroj v řezu A-A dle obr. 2.Fig. 1 is a cross-sectional view of the abrasive layer and reduction of the tool for machining planar surfaces; Fig. 2 is a cross-sectional view of the abrasive layer and reduction with tool inserts for machining spherical surfaces; 2.

Nástroj s vázaným brusivém podle obr. 1 je proveden tak, že brusná vrstva J. je vyrobena z bronzu, v němž je zakotven diamantový brusný prášek a k redukci 2, vyrobené ze slitiny hliníku, je přilepena syntetickou pryskyřicí. Redukce 2 mé tvar válce, protože brusná vrstva J. má poměrně malý průměr, blízký průměru úložné válcové plochy 31 vřetene J. Vřeteno j. je vyrobeno z oceli.The bonded abrasive tool of FIG. 1 is designed such that the abrasive layer J is made of bronze in which the diamond abrasive powder is anchored and is adhered to the reduction 2 made of an aluminum alloy with a synthetic resin. The reduction 2 has a cylindrical shape, since the abrasive layer J has a relatively small diameter, close to the diameter of the bearing cylindrical surface 31 of the spindle J. The spindle 1 is made of steel.

Uložení nástroje na vřeteno J brousicího stroje se provádí tak, že se upínací část 22 redukce 2 předem nahřeje na vhodnou teplotu a pak se snadno nasune a dotlačí na vřeteno J obráběcího stroje, i když je průměr úložné válcové plochy 21 redukce 2 vyroben vzhledem k průměru úložné válcové plochy 31 vřetene 2 ^s přesahem. Je to způsobeno značnou velikostí koeficientu tepelné roztažnosti použité hliníkové slitiny.Placing the tool on the grinding spindle J is accomplished by pre-heating the clamping portion 22 of the reduction 2 to a suitable temperature and then easily sliding and pressing onto the machine spindle J, even if the diameter of the bearing cylindrical surface 21 of the reduction 2 is made relative to the diameter. the cylindrical bearing surfaces 31 of the spindle 2 ^{with an} interference fit. This is due to the large thermal expansion coefficient of the aluminum alloy used.

Vychladnutím redukce 2 a částečně přechodem tepla do vřetene J se průměr úložné válcové plochy 21 redukce 2 opět zmenší a pevně sevře úložnou plochu 31 vřetene 2· Tím je realizováno upnutí nástroje na vřeteno J brousicího stroje bez vůle.By cooling the reducer 2 and partly by transferring heat to the spindle J, the diameter of the bearing cylindrical surface 21 of the reducer 2 is again reduced and firmly grips the bearing surface 31 of the spindle 2.

Sejmutí nástroje z vřetene se provede snadným stáhnutím po předchozím ohřátí upínací části 22 redukce 2. Je to umožněno značným rozdílem velikostí koeficientů tepelné roztažnosti materiálu redukce 2 a materiálu vřeteneRemoval of the tool from the spindle is accomplished by easy retraction after the heating portion 22 of the reduction 2 has previously been heated.

Jak vyplývá z obr. 2 a 3, mohou být do úložné válcové plochy 21 redukce 2 vlisovány upínací vložky £, mající s výhodou tvar válce, které jsou vyrobeny z kalené oceli. Průměr úložné válcové plochy 51 upínacích vložek 2 3^e vyroben s přesahem, vzhledem k průměru úložné válcové plochy 31 vřetene Ji.As can be seen from FIGS. 2 and 3, clamping inserts 4 preferably having the shape of a cylinder, which are made of hardened steel, can be pressed into the bearing cylindrical surface 21 of the reduction 2. The diameter of the cylindrical bearing surface 51 of the clamping inserts 2 3 ^e made with an overlap relative to the diameter of the cylindrical bearing surface 31 of spindle Ji.

Manipulace a funkce nástroje s upínacími vložkami £ je shodná s manipulací a funkcí nástroje bez upínacích vložek. Výhodou uspořádání nástroje s kalenými ocelovými upínacími vložkami £ je podstatné snížení opotřebení redukce 2 otěrem a tím i dlouhodobé zachování její přesnosti a snadné manipulace.The handling and function of the tool with the clamping inserts 8 is identical to the handling and function of the tool without the clamping inserts. The advantage of the tool arrangement with hardened steel clamping inserts 8 is a significant reduction in wear of the reduction 2 by abrasion, and thus a long-term preservation of its accuracy and easy handling.

Na obr. 2 je znázorněná brusná vrstva J. velkého rozměru, která je ke kuželové redukci 2 upevněna pájením. Proto je mezi bronzovou brusnou vrstvu J. ^a redukci 2 z hliníkové slitiny umístěna ocelová pájecí vložka ,4. Teplota potřebná k nasazení nebo sejmutí nástroje z vřetene je dána druhy použitých materiálů, ze kterých je vyrobeno vřeteno j a redukce 2 a také přesahem průměrů jejích úložných ploch. Příkladně lze uvést, že v případě, kdy vřeteno je vyrobeno z oceli a redukce 2 ze slitiny hliníku a je použita výrobní tolerance pro nehybné uložení, je k nasazení zapotřebí ohřátí asi o 75 °C, což je v praxi snadno dosažitelné.FIG. 2 shows a large-sized abrasive layer 1 which is fixed to the cone reducer 2 by soldering. Therefore, a steel braze 4 is placed between the bronze abrasive layer J ^{and the} aluminum alloy reduction 2. The temperature required to mount or remove the tool from the spindle is determined by the type of materials used to make the spindle and the reduction 2, and also by the overlapping diameters of its bearing surfaces. By way of example, in the case where the spindle is made of steel and an aluminum alloy reduction 2 and a manufacturing tolerance for stationary mounting is used, a heating of about 75 ° C is required for deployment, which is readily achievable in practice.

Popsaný nástroj dle vynálezu lze aplikovat na věechny brousicí stroje, které jsou určeny k opracování kulových nebo rovinných ploch polotovarů ze 3kla nebo jiných křehkých materiálů.The tool according to the invention can be applied to all grinding machines intended for machining spherical or planar surfaces of semi-finished products of 3-glass or other brittle materials.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A bonded abrasive tool for machining spherical and planar surfaces of glass or other brittle material in which the abrasive layer is supported on a carrier attached to the grinding spindle, characterized in that between the abrasive layer (1) and the spindle (3) ) a reduction (2) made of a material whose thermal expansion coefficient is greater than the coefficient of thermal expansion of the spindle material (3) and that the diameter of the bearing cylindrical surface (21) of the reduction (2) is produced relative to the diameter of the bearing cylindrical surface ( 31) spindle (3) with overlap.

Tool according to claim 1, characterized in that in the cylindrical part (22) of the reduction (2) adjacent to the spindle (3), clamping inserts (5) made of a material whose thermal coefficient is the expansion is less than the coefficient of thermal expansion of the reduction material (2), the diameter of their bearing cylindrical surfaces (51) abutting the bearing cylindrical surface (3 '); of the spindle (3) is made overlapping with respect to its diameter.