CS272205B2 - Working method for speedy surface grinding of rotary symmetric workpiece and device therefor - Google Patents

Description

Způsob rychlostního povrchového broušení rotačně symetrického obrobku a zařízení k provádění tohoto způsobu

Při broušení axiálně posuvným brousicím kotoučem s rovnou povrchovou přímkou se brousicí kotouč (2) dotýká obvodu obrobku v oblasti jeho hotového průměru pouze v jednom bodě a povrchová přímka brousicího kotouče svírá s povrchovou přímkou obroušené plochy obrobku hřbetní úhel rozevřený proti axiálnímu pohybu brousicího kotouče. V zařízení, kde brousicí kotouč je nesen a poháněn vřetenem, je jeho povrchová přímka skloněna vzhledem k ose otáčení obrobku (1) s bodovým dotekem brousicího kotouče (2) na obroušené ploše obrobku (1) ve směru pohybu brousicího kotouče.

ω

Vynález se týká způsobu povrchového rychlostního broušení rotačně symetrického obrob ku kolem podélné osy a zařízení'k provádění tohoto způsobu.

K broušení rotačních těles dokulata se používá brousicích kotoučů, jejichž obrys odpovídá broušenému profilu. Brousicí kotouče, které jsou stejně široké jako broušený profil mají tu nevýhodu, že obrušují obrobek s tzv. čárovým dotykem a při vysokých radiál nich silách, což má za následek, že účinek chladicí kapaliny je nedostatečný. Aby se omezilo zahřívání obrobku a s ohledem na velkou hmotnost takového brousicího kotouče se pracuje s poměrně nízkými řeznými rychlostmi. To má za následek poměrně dlouhou dobu potřebnou k broušení, která zvyšuje náklady na obrobek.

V pat. spise NDR 29 342 se popisuje zařízení k jemnému broušení nebo leštění kulatých symetrických a nesymetrických tenkostenných obrobků, kde složky pohybu přibližně odpovídají ručnímu leštění, takže obrobek koná kyvný pohyb při změně směru posuvu leštícího kotouče. Leštící kotouč je nastaven vzhledem k ose obrobku šikmo, aby se dal obrobek vyleštit tak intenzívně, jako při ručním broušení, dosedá však na obroušenou plochu obrobku svou povrchovou přímkou, což vyvolává značné ohřátí obrobku a rychlé opotřebení kotouče.

Vynález odstraňuje tyto nevýhody a jeho předmětem je způsob rychlostního povrchového broušení rotačně symetrického obrobku brousicím kotoučem s rovnou povrchovou přímkou s axiálním posuvem brousicíhu kotouče. Podstata vynálezu spočívá v tom, že brousicí kotouč se při broušení dotýká obvodu obrobku v oblasti jeho hotového průměru pouze v jednom bodě a povrchová přímka brousicího kotouče svírá s povrchovou přímkou obroušené plochy obrobku hřbetní úhel rozevřený proti axiálnímu pohybu brousicího kotouče.

Předmětem vynálezu je rovněž zařízení k provádění tohoto způsobu, opatřené brousicím kotoučem neseným s poháněným vřetem a posuvným podél osy otáčení rotačně symetrického obrobku. Jeho podstata spočívá v tom, že povrchová přímka brousicího kotouče je skloněna vzhledem k ose otáčení obrobku s bodovým dotekem brousicího kotouče na obroušené ploše obrobku ve směru pohybu brousicího kotouče. V případě válcového brousicího kotouče svírá jeho osa s podélnou osou obrobku úhel větší než nula. Kuželový brousicí kotouč může mít osu rovnoběžnou s podélnou osou obrobku a hřbetní úhel mezi obrobkem a kotoučem je tedy dán sklonem kuželové plochy brousicího kotouče. Alternativně mohou být osy obrobku a kotouče mimoběžně.

Podstatná výhoda vynálezu spočívá v tom, že při současném snížení nákladů na nástro je se značně zkrátí doba broušení a vyvíjí se malé množství tepla. Nehledě k tomu, že nedochází ke hromadění tepla v obrobku, protože chlazení je koncentrováno na malou plochu a je tedy podstatně účinnější, nepůsobí na obrobek při broušení mimořádně vysoký radiální tlak; aktivní plocha brousicího kotouče, která je v určité časově jednotce v záběru s obrobkem, je totiž poměrně malá a nadto ještě je podstatný podíl tlaků při broušení přenášen jako axiální složka ve směru osy obrobku. Proto se může pracovat s poměrně velkými řeznými rychlostmi, protože na rozdíl od obvyk-lého broušení tvoří složka síly kolmá k ose obrobku jen zlomek celkové síly a působí na obrobek v bodě obvodu ležícím na kolmici k jeho podélné ose.

Oalší výhoda spočívá v tom, že brousicí kotouč se opotřebovává stejnoměrně z jedné strany ve formě tenké vrstvy, tedy po vrstvách postupně po obvodu. Dá‘se tedy předem určit, kdy byla z obvodu brousicího kotouče brána celá vrstva, aby se mohl kotouč orovnat.

Když je brousicí těleso opatřeno borazonovým povlakem, je jeho životnost podstatně zvýšena .

Následkem sklonu brousicího kotouče a obrobku vzniká mezi jejich povrchovými přímkami hřbetní úhel, takže brousicí kotouč působí na obrobek jenom na předem určeném místě a za tímto místem zůstává mezi kotoučem a obrobkem klinovitá nepatrná štěrbina) při dalším broušení nemůže tedy brousicí kotouč ještě jednou obrušovat hotový profil. Do této štěrbiny může vnikat chladicí kapalina a odvádět účinně vznikající teplo. Vynález tedy umožňuje výrazné zkrácení doby broušení, vysoké otáčky obrobku, velkou rychlost otáčení brousicího kotouče a použití úzkého brousicího kotouče.

Vynález bude objasněn na příkla’dě provedení podle připojených výkresů, na nichž představuje obr. 1 schematicky uspořádání brousicího kotouče a obrobku v půdorysném pohledu, přičemž osa otáčení kotouče je vykývnuta proti podélné ose obrobku ve vodorovné rovině, obr. 2 nárysný pohled na uspořádáni podle obr. 1, přičemž osa kotouče je skloněna vůči podélné ose obrobku ve svislé rovině, obr. 3 zvětšený dílčí pohled podle obr. 1 s brousicím kotoučem opotřebeným z 10 %, obr. 4 pohled podobný obr. 3, ale při větším stupni opotřebení, obr. 5 až 7 v půdoryse postupné fáze opotřebení brousicího kotouče a jeho záběru s obrobkem, obr. 8 dílčí pohled na obrobek a brousicí kotouč, přičemž šikmou polohou brusného kotouče vůči rotačně symetrickému obrobku vzniká hřbetní úhel a obr. 9 pohled na obrobek a kotouč ve směru šipky A δ obr. 8.

Na obr. 1 je znázorněn rotačně symetrický předmět k broušení, totiž obrobek £, na němž zabírá brousicí nástroj ve tvaru úzkého brousicího kotouče 2. Osa 2a otáčení brousicího kotouče 2 je vykývnuta vůči podélné ose _4 obrobku £ ve vodorovné rovině o úhel 0. Na obr. 2 je osa 2a brousicího kotouče 2_ natočena vůči podélné ose 4 obrobku £ ve svislé rovině o úhel Λ. šikmou polohu brousicíno kotouče 2 k obrobku £ během broušení znázorňuje obr. 3 a 4.

Podle obr. 3 a 4 zabírá brousicí kotouč 2, jehož plášt má tvořící povrchové přímky, s obvodem obrobku £. ze kterého se má obrousit určitá tloušťka £. Zpočátku se vytvoří na brousicím kotouči 2 na kraji šikmá brousicí plocha £, kterou brousicí kotouč 2 zabírá s částí £ obvodu obrobku £ určenou k obroušení; v důsledku vzájemné polohy brousicího kotou če 2 _u obrobku £ vzniká neznázorněný, avšak znatelný hřbetní úhel mezi povrchovou přímkou té části XI brousicího kotquče 2, která leží ve směru posuvu kotouče 2 za šikmou brousicí plochou £, a hotově obroušeným obvodem U obrobku £ takže když je jednou obvod U hotově □broušen, nedostává se již dále do styku s brousicím kotoučem 2. Značný podíl tlaku brousicího kotouče 2 se odvádí podle obr. 3 jako axiální silová složka v osovém směru přes část £ obrobku 2 určenou k záběru, a radiální složka brusné síly působí na obrobek £ jenom v bodě la. Šikmá brousicí plocha £ putuje během dalšího broušení proti směru posuvu brousicího kotouče 2 směrem k ' jeho volnému kraji, jak je to znázorněno na obr. 4, kde je brousicí kotouč 2 opotřeben na axiální délce X2 z 80 % ve formě vrstvy.

Obr. 5 a 7 ukazují schematicky a zjednodušeně postupné opotřebení brousicího kotouče 2, kde mezi povrchovou přímkou M brousicího kotouče 2 a povrchovou přímkou na obroušeném obvodu U obrobku £ je vyznačen hřbetní úhel . Podle obr. 5 obrušuje brousicí kotouč 2 svou šikmou brousicí plochu £ vrstvu B obrobku £ podle požadované hloubky broušení, šipkami je naznačen radiální přistavovací pohyb a axiální pohyb brousícího kotouče 2. vůči obrobku £. Při broušení podle obr. 5 a 7 se zmenšuje nejenom průměr obrobku £ o dvojnásobnou tloušťku £, nýbrž i brousicí kotouč 2 se během broušení postupně opotřebovává ve formě vrstvy, jež odpovídá tloušťce £ neboli hloubce broušení. Při broušení působí značný podíl tlaků v axiálním směru, zatímco se radiální složka těchto sil přenáší z brousicího kotouče 2 na obrobek £ jedině v bodě la. Brousicí kotouč 2 má tedy v bodě la s obrobkem £

CS 272205 82 bodový dotyk, takže na samotný obrobek £ nepůsobí podstatné radiální talkové síly. Tento bod la leží na kolmici k podélné ose 4. obrobku JL v místě, v němž je obrobek JL brousicím kotoučem 2 právě hotově obrušován. Ve znázorněném příkladě je to bod na obroušeném obvodu U, zatímco neobroušený obvod Ul je ještě třeba obrousit. K opotřebení brousicího kotouče 2 dochází tedy stejnoměrně ve formě vrstvy odpovídající hloubce £ broušení, takže tak dlouho, dokud není tato vrstva úplně opotřebená, nepotřebuje se brousicí kotouč 2. ani oro/nat ani nově přistavovat. Podle obr. 3 a 4 to tedy znamená, že pokud je na brousicím kotouči 2 k dispozici pro broušení usek s axiální délkou XI, X2. nemusí se na rozdíl od dosavadních způsobů nástroj stále orovnávat.

Vynález umožňuje velmi šetrné rychlostní broušení obrobků dokulata, protože na rozdíl od známých způsobů broušení, při nichž působí přes 90 % síly kolmo k obrobku, působí podle vynálezu radiální síla na základě bodového doteku brousicího kotouče 2 a obrobku 1 v bodě la jedině přes tento bod, zatímco hlavní část síly se přenáší šikmou brousicí plochou F na obrobek 2 v osovém směru.

Na obr. 8 a 9 je znázorněno zjednodušené uspořádání brousicího kotouče 2 a obrobku £, přičemž na obr. 9 je zakreslen hřbetní úhel £ takže část brousicího kotouče 2, ležící v oblasti hotového průměru obrobku JL se nedostává do záběru s obroušenou plochou.. Také zde se zřetelně ukazuje, jak se brousicí kotouč 2 opotřebovává na své šikmé brousicí ploše £ stejnosměrně ve formě vrstvy, když se pohybuje ve směru šipky na obr. 9 proto otáčejícímu se obrobku JL·

Z obr. 9, což je pohled ve směru šipky A na obr. 8, je patrné, jak brousicí kotouč 2 opracovává obrobek 2 na konečný průměr obvodu JJ tím, že působí na hotový úsek obrobku

1. jenom přes bod .la, zatímco ostatní brousicí síla působí šikmou brousicí plochou £ brousicí kotouče 2 na obvod obrobku 1, který se má ještě obrousit.

Při praktickém použití se velikost úhlů nastavení, to je úhlu -f· ve svislé rovině i úhlu £ ve vodorovné rovině, mohou pohybovat zhruba v rozmezí 0,5° až 15°.

Claims (5)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob rychlostního povrchového broušení rotačně symetrického obrobku brousicím kotoučem s rovnou povrchovou přímkou, s axiálním posuvem brousicího kotouče, vyznačený tím, že brousicí kotouč se při broušení dotýká obvodu obrobku v oblasti jeho hotového průměru pouze v jednom bodě a povrchová přímka brousicího kotouče svírá s povrchovou přímkou obroušené plochy obrobku hřbetní úhel rozevřený proti axiálnímu pohybu brousicího kotouče.
2. 2. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1, s brousicím kotoučem neseným a poháněným vřetenem a posuvným podél osy otáčení rotačně symetrického obrobku, vyznačené tím. že povrchová přímka brousicího kotouče (2) je skloněna-vzhledem k ose otáčení obrobku (1) s bodovým dotekem brousicího kotouče (2) na obroušené ploše obrobku (1) ve směru pohybu brousicího kotouče (2).
3. 3. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že pláší (11) brousicího kotouče (z) je válcový a osa (2a) brousicího kotouče (2) svírá s podélnou osou <4) obrobku (1) úhel větší než nula.

   CS 272205 Β2
4. 4. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že osa kuželového brousicího kotouče (2) je rovnoběžná s podélnou osou (4) obrobku (1).
5. 5. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že osy kuželového brousicího kotouče (2) a obrob ku (1) jsou mimoběžné.