CS270986B1

CS270986B1 - Tool for surface grinding

Info

Publication number: CS270986B1
Application number: CS881171A
Authority: CS
Inventors: Antonin Ruzicka
Original assignee: Antonin Ruzicka
Priority date: 1988-02-24
Filing date: 1988-02-24
Publication date: 1990-08-14
Also published as: CS117188A1

Abstract

This solution involves a grinding tool for front surface grinding of hard metal and non-metal workpieces using loose abrasives. On the facing functional area of the grinding tool a set of holes is arranged in concentric lines combined in three or five concentric zones while the size of effective areas of the concentric lines drops from the central zone towards the edges of the grinding tool. The first line of the central zone may not be provided with any hole or opening whatsoever. The holes may be circle-shaped or groove-shaped.<IMAGE>

Description

Vynález ee týká nástroje na rovinné broušení tvrdých obrobků kovových i nekovových volným brusivém·The invention relates to a tool for planar grinding of both metal and non-metal workpieces by free abrasive.

Broušení rovinných ploch obrobků volným brusivém na poloautomatickém brousicím stroji se provádí bud po jedné straně, nebo po obou stranách obrobků současně. Nástroje jsou vyrobeny ze šedé litiny a provedeny jako kotouče в brusnou plochou ve tvaru mezikruží. U oboustranného broušení je mezi brusné plochy nástrojů vložena maska, do jejichž otvorů se vkládají obroubky. Oba nástroje vykonávají hlavní brusný pohyb a otáčejí se stejným směrem, zatímco maska в vloženými obrobky vykonává pohyb přídavný. Při broušení je mezi styčné plochy nástrojů a obrobků vpravována brusná suspenze a nástroje působí na obrobky tlakem. Tím dochází nejen к odbrušování obrobků, ale i к opotřebovávání nástrojů.Grinding of planar surfaces of workpieces by free abrasion on a semi-automatic grinding machine is performed either on one side or on both sides of the workpieces simultaneously. The tools are made of gray cast iron and are designed as discs with an abrasive surface in the form of an annulus. In the case of double-sided grinding, a mask is inserted between the grinding surfaces of the tools, into whose holes the collars are inserted. Both tools perform the main grinding movement and rotate in the same direction, while the mask in the inserted workpieces performs the additional movement. During grinding, an abrasive suspension is inserted between the contact surfaces of the tools and the workpieces and the tools exert pressure on the workpieces. This leads not only to the grinding of workpieces, but also to tool wear.

Podle přídavného pohybu masky se rozlišují dva typy kinematiky broušení. U prvního typu je maska provedena ve tvaru planetárního kola a otáčí ве kolem své osy. Na nástroji jsou umístěny tři nebo více masek a v každé může být umístěn jeden nebo více obrobků. U druhého typu kinematiky je mezi nástroj vložena jen jedna maska, která se neotáčí, ale vykonává excentrický pohyb kolem osy nástroje.Two types of grinding kinematics are distinguished according to the additional movement of the mask. In the first type, the mask is in the shape of a planetary wheel and rotates around its axis. Three or more masks are located on the tool, and one or more workpieces can be placed in each. In the second type of kinematics, only one mask is inserted between the tool, which does not rotate but performs eccentric movement about the tool axis.

U obou typů kinematik broušení dochází к nerovnoměrnému opotřebení nástrojů, a to hlavně vlivem značného rozdílu mezi průměrem vnitřního a vnějšího obvodu mezikruží jejich brusné plochy. Protože velikost plochy mezikruží je dána součinem Ludolfova čísla, středního průměru mezikruží a šířky mezikruží, je při konstantní šířce mezikruží jeho plocha lineárně závislá pouze na velikosti středního průměru mezikruží. Z toho pijme, že plocha dílčího úzkého mezikruží, ležícího u vnitřního obvodu brusné plochy nástroje má podstatně menší velikost, než plocha mezikruží stejné šířky, ležící u vnějšího obvodu brusné plochy. V důsledku toho se plocha nástroje u vnitřního obvodu opotřebovává podstatně více, než u vnějšího obvodu brusné plochy. Při pokračujícím broušení se brusné plochy obou nástrojů vlivem nerovnoměrného opotřebení zvětšujícího se ve směru od vnějšího obvodu к vnitřnímu obvodu stávají kuželovitými, a tím také broušené plochy obrobků přestávají být rovinné a v případě oboustranného broušení rovnoběžné.Both types of grinding kinematics cause uneven wear of the tools, mainly due to the significant difference between the diameter of the inner and outer circumference of the annulus of their abrasive surface. Since the size of the annular area is given by the product of the Ludolf number, the mean diameter of the annulus and the width of the annulus, at a constant width of the annulus its area is linearly dependent only on the size of the mean diameter of the annulus. Accordingly, the area of the partial narrow annulus lying at the inner periphery of the grinding surface of the tool is substantially smaller than the area of the annulus of the same width lying at the outer periphery of the grinding surface. As a result, the surface of the tool wears considerably more on the inner circumference than on the outer circumference of the abrasive surface. During continuous grinding, the grinding surfaces of both tools become tapered due to uneven wear increasing in the direction from the outer circumference to the inner circumference, and thus the workpiece surfaces to be grinded are no longer planar and, in the case of double sanding, parallel.

U typu kinematiky planetárního pohybu masky, kde se tyto masky otáčejí kolem svých os, působí na rovnoměrnost opotřebení nástrojů, a tím i na rovinnost a rovnoběžnost vybroušených ploch obrobků kromě negativního vlivu proměnlivé velikosti brusné plochy nástroje také smysl otáčení masky. Její pohyb se na jednom obvodě sčítá s hlavním otáčivým pohybem nástroje a na druhém obvodě se od něj odečítá. Takto vytvořená brusná rychlost je měnitelná změnou smyslu otáčení planetárního kola s obrobky.In the case of the kinematics of the planetary movement of the mask, where the masks rotate around their axes, the sense of rotation of the mask also affects the tool wear uniformity and hence the flatness and parallelism of the ground workpiece surfaces. Its movement on one circumference adds to the main rotary movement of the tool and subtracts from it on the other circumference. The grinding speed thus created is variable by changing the direction of rotation of the planetary wheel with the workpieces.

V praxi se negativní vliv rozdílné brusné rychlosti na rovinnost vybroušené plochy obrobku kompenzuje tím, že se ve vhodných intervalech obrací smysl otáčení planetárního kola při neměnném smyslu otáčení obou nástrojů.In practice, the negative influence of different grinding speeds on the flatness of the ground workpiece surface is compensated by reversing the sense of rotation of the planetary wheel at the appropriate intervals, with the constant rotation of both tools.

U kinematiky typu excentrického pohybu jediné masky je rozdíl brusné rychlosti pro kompenzaci nevyužitelný a proto je nerovnoměrné opotřebení brusné plochy nástroje vlivem její narůstající velikosti ve směru od středu к okraji nástroje nekompenzovatelné·In single-mask eccentric motion kinematics, the grinding speed difference is unusable for compensation and therefore uneven wear of the grinding surface of the tool due to its increasing size from the center to the edge of the tool cannot be compensated ·

Toto nerovnoměrné opotřebení brusné plochy nástroje se v praxi koriguje mechanicky tak, že po každém překročení odchylky od požadované rovinnoBti obrobku se mechanicky odstraní materiál té části brusné plochy nástroje, který přesahuje její rovinnost.This uneven wear of the grinding surface of the tool is in practice corrected mechanically so that each time the deviation from the desired workpiece plane is exceeded, the material of that part of the grinding surface of the tool that exceeds its flatness is mechanically removed.

CS 270 986 B1CS 270 986 B1

To se provádí buá na obráběcím stroji, nebo ručně. Těmito zásahy se však snižuje jednak produktivita brousicího stroje, jednak kvalita výbrusu obrobků, zvláště jemného nebo lapovacího.This is done either on a machine tool or manually. These interventions, however, reduce both the productivity of the grinding machine and the quality of the grinding of workpieces, particularly fine or lapping.

Popsané nevýhody stávajících nástrojů brousicích strojů s kinematikou typu excentrického pohybu masky vedly к požadavku vyvinout takový nástroj, který by nepotřeboval během celé doby své Životnosti žádné korigování.The described disadvantages of existing grinding machines with kinematic type eccentric movement masks have led to the requirement to develop such a tool that would not need any correction throughout its lifetime.

Tento úkol řeší předmět vynálezu, kterým je brousicí nástroj s čelní funkční plochou na rovinné broušení tvrdých obrobků kovových i nekovových volným brusivém·This object is solved by the object of the invention, which is a grinding tool with a face functional surface for the plane grinding of hard workpieces, both metal and non-metallic, by free abrasive.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že na čelní funkční ploše brousicího nástroje je vytvořena soustava otvorů, uspořádaných v soustředných pásech, které jsou sdruženy do tří nebo pěti zón, přičemž velikost účinných ploch soustředných pásů klesá od střední zóny к okrajům brousicího nástroje· První pás střední zóny nemusí být opatřen žádným otvorem. Otvory mohou mít tvar kruhu nebo drážek·SUMMARY OF THE INVENTION The invention provides that a plurality of apertures arranged in concentric bands are formed on the front functional surface of the grinding tool and are grouped into three or five zones, the effective area of the concentric strips decreasing from the central zone to the edges of the grinding tool. the zone need not be provided with any opening. The holes may be in the form of a circle or groove ·

Takto vytvořený nástroj přináší proti dosud používaným nástrojům řadu výhod. Zjednodušuje obsluhu brousicího stroje, protože není potřeba permanentně měřit a vyhodnocovat rovinnost nebo i rovnoběžnost vybroušených ploch obrobku· Snižuje namáhavost a požadavky na odbornost obsluhy, protože odpadá nutnost korekce deformované plochy nástrojů. Zvyšuje produktivitu brousicího stroje tím, že není třeba přerušovat broucicí proces pro provádění korekce rovinnosti brusné plochy nástroje· Navíc je možno zařadit takto vytvořený nástroj i do poloautomatického nebo automatického provozu.The tool thus created brings a number of advantages over the tools used so far. Simplifies grinding machine operation by eliminating the need to permanently measure and evaluate the flatness or even parallelism of ground workpiece surfaces. · Reduces stress and operator requirements by eliminating the need to correct deformed tool surfaces. It increases the productivity of the grinding machine by eliminating the need to interrupt the grinding process to carry out the flatness adjustment of the grinding surface of the tool. In addition, it is possible to integrate the tool into semi-automatic or automatic operation.

Příkladné provedení brousicího nástroje podle vynálezu je schematicky znázorněno na připojeném výkrese. Celní funkční plocha nástroje má tvar soustředného mezikruží M se středem otáčení 8, kterým prochází i osa nástroje B. Kinematika pohybu obdélníkového obrobku po funkční ploše nástroje В rozděluje šířku mezikruží M na pět zon Z^ až Ze. Otvory J jsou uspořádány v soustředných pásech P a P^ až P^, které rozdělují“ŠířIcu funkčních zon Z^ až Z^ na přibližně stejně široké úseky. V příkladném provedení jsou v okrajových zónách Z- a Z^ otvory J uspořádány ve třech pásech P, v přechodových zónách Zg a Z^ je mol&no umístit jen jeden pás P a ve střední zóně Z^ jsou čtyři pásy až P“ V prvním pásu P^ střední zóny Zj není proveden žádný otvor. Tento pás je pro výpočet ostatních pásů brousicího nástroje pásem výchozím.An exemplary embodiment of a grinding tool according to the invention is shown schematically in the attached drawing. The working surface of the tool is in the form of a concentric annulus M with the center of rotation 8, which also passes the tool axis B. The kinematics of the movement of a rectangular workpiece on the tool surface V divides the width of the annulus M into five zones Z z to Ze. The apertures J are arranged in concentric strips P and P P-P ^ which divide the width of the functional zones Z ^-Z ^ into approximately equally wide sections. In the exemplary embodiment, in the peripheral zones Z- and Z ^, the openings J are arranged in three strips P, in the transition zones Zg and Z ^ only one belt P can be placed and in the central zone Z ^ there are four strips up to P '. There is no opening in the central zone Z1. This belt is the default belt for the calculation of other grinding tool belts.

Šířka broušené plochy obrobku je vždy menší, než šířka mezikruží M brousicího nástroje B. Během broušení, při excentrickém pohybu obrobku přes šířku mezikruží M přejíždí obrobek cyklicky přes oba jeho okraje, a tím překrývá během jedné otáčky excentru jednotlivé úseky jeho šířky různě dlouho. Překrývá-li obrobek jeden okraj mezikruží M zůstává druhý okraj volný. Uprostřed Šířky mezikruží potom vzniká střední zóna Z~, která je obrobkem překrývána trvale. Na rozdíl od ní nejsou okrajové zóny Z^ a Ze překrývány obrobkem trvale, takže jejich opotřebení je menší a pohybuje se v rozmezí 40 % až 80 % opotřebení pásu P^ Tato hodnota je závislá na geometrickém vztahu tvaru a velikosti broušené plochy konkrétních obrobků к dané velikosti brousicího nástroje В a velikosti excentricity.The grinding surface width of the workpiece is always smaller than the width of the circular ring M of the grinding tool B. During grinding, when the workpiece moves eccentrically over the width of the circular ring M, the workpiece travels cyclically over both edges. If the workpiece covers one edge of the annulus M, the other edge remains free. In the middle of the annulus width, a central zone Z ~ is formed which is permanently covered by the workpiece. In contrast, the edge zones Z ^ and Ze are not permanently covered by the workpiece, so their wear is less and ranges between 40% and 80% of the belt wear P ^. This value depends on the geometric relationship of the shape and size the size of the grinding tool В and the size of the eccentricity.

V případě broušení ploch obrobků tvaru obdélníka nebo čtverce vznikají na nástroji přechodné zóny Z₂ a Z^ dané tím, Že v mezních polohách excentrického obrobku přečnívají jeho rohy p*Fes dotykovou kružnici в příslušnou hranou obrobku, a tím poněkud zvyšují opotřebení těchto zón Z₂, Z^, což činí 80 % až 95 % hodnoty opotřebení pásuIn the case of grinding surfaces of workpieces rectangular or square shape are formed on the tool transition zone Z ₂ and Z ^ of the fact that the limit positions of the eccentric workpiece overlap the corners p * Fes touch circle в corresponding edge of the workpiece, and thus somewhat increase the wear of the zones Z ₂ Z, which is 80% to 95% of the belt wear value

P^ střední zóny Z^.P ^ middle zone Z ^.

CS 270 986 B1CS 270 986 B1

Aby se účinná plocha brousicího nástroje В opotřebovávala v celá šířce mezikruŽí M rovnoměrně a vytvářela trvale rovinnou plochu obrobku, musí být velikost účinná plochy každého pásu P v relaci в jeho opotřebením. Požadovaná velikost účinných ploch jednotlivých pásů P je vytvářena tím, že do celkové plochy pásu P jsou zahloubeny otvory J, které jsou jalovou plochou a nezúčastňují se broušení. Mají tvar kruhu, ale není vyloučen tvar jiný nebo tvar drážek. Přesnost rovinnosti broušené plochy obrobku je úměrná shodě velikosti účinné plochy nástroje s jejím opotřebením.In order to uniformly wear the effective surface of the grinding tool V over the entire width of the annulus M and to form a permanently planar workpiece surface, the effective surface area of each belt P must be in relation to its wear. The required size of the effective surfaces of the individual strips P is formed by the recessing of openings J which are a reactive surface and do not participate in grinding into the total surface of the belt P. They have the shape of a circle, but do not exclude another or groove shape. The accuracy of the flatness of the ground workpiece surface is proportional to the match of the size of the effective surface of the tool with its wear.

Šířka pásů se určuje empiricky nebo experimentálně. Čím větší rovinnost a kvalita výbrusu je požadována, tím užší pásy se volí. Počet pásů v zóně je závislý na šířce jednotlivých zón brousicího nástroje a ta je závislá na velikosti průměru brousicího nástroje. Šířka pásů a jejich počet se upravuje tak, aby do celkové šířky mezikruží funkční plochy brousicího nástroje vyšlo celé číslo počtu pásů, přičemž hranice funkčních zón mohou být mírně porušeny. S úspěchem jsou používány šířky pásů v rozmezí 3 až 8 mm.·The width of the strips is determined empirically or experimentally. The more flatness and quality of the cut is required, the narrower the belts are chosen. The number of strips in the zone depends on the width of the individual zones of the grinding tool and this is dependent on the size of the grinding tool diameter. The width of the belts and the number thereof are adjusted so that an integer number of the number of belts can be entered into the total width of the annular surface of the grinding tool, whereby the boundaries of the functional zones may be slightly broken. Belt widths ranging from 3 to 8 mm are used successfully.

Popsaný brousicí nástroj je vhodný pro broušení rovinných ploch obrobků z tvrdého materiálu, zvláště skla к optickým účelům.The grinding tool described is suitable for grinding flat surfaces of workpieces made of hard material, especially glass for optical purposes.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Surface grinding tool with a free-cutting abrasive end of both metal and non-metallic workpieces, characterized in that a plurality of holes (J) arranged in concentric strips (P) and (P ₁ to P) are formed on the front functional surface of the grinding tool (B). )), which are grouped into three or five concentric zones (Z ^ to Z ^), the effective area of the concentric strips (P) decreasing from the central zone (^ ^) to the edges of the grinding tool (B).

Tool according to claim 1, characterized in that the first strip (P 1) of the central zone (Z 1) is provided with no opening (1).

Tool according to claim 1, characterized in that the holes (J) have the shape of a circle or grooves.