RU2049657C1

RU2049657C1 - Abrasive shaping tool

Info

Publication number: RU2049657C1
Application number: RU92014690A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Тюрникова; Л.С. Сидоренко
Original assignee: Открытое акционерное общество "ГАЗ"
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1995-12-10

Abstract

FIELD: instrumentation engineering. SUBSTANCE: tool is made in the form of a case with the diamond-bearing layer on the metallic bond with lateral contracting members. The diamond-bearing layer on the tool periphery and in the zone conjugated with the case and the lateral contracting members has an angular profile. Channellings are made on the interior side of each lateral contracting member. EFFECT: enhanced efficiency of the tool processing. 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и касается, в частности, профильной обработке фасонными абразивными кругами сложнопрофильных инструментов. The invention relates to mechanical engineering and relates, in particular, to profile processing with shaped abrasive wheels of sophisticated tools.

В настоящее время в машиностроении широко применяют фасонный инструмент из твердого сплава. Однако обработка профиля сложного инструмента связана с большими трудностями, если применить, например, для этих целей простые абразивные круги из карбида кремния зеленого. С развитием алмазной промышленности для обработки сложных профилей твердосплавных инструментов стали используют алмазные круги с фасонным профилем на металлических связках. Currently, in engineering, carbide shaped tools are widely used. However, the processing of the profile of a complex tool is very difficult if, for example, simple abrasive wheels made of green silicon carbide are used for these purposes. With the development of the diamond industry, diamond wheels with a shaped profile on metal bonds are used to process complex profiles of carbide tools.

Так, известна конструкция алмазного фасонного круга, профиль которого выдавлен из сплошного алмазного слоя. Применяется такой круг для зубошлифования. Выдавливание профиля на этом круге возможно лишь высотой до 2 мм, что является его существенным недостатком. Так, в случае увеличения высоты профиля более 2 мм на фасонной поверхности получается отслоение алмазного слоя. Отслоение приводит к большому расходу алмазов и стальных корпусов, на которые они нанесены. Таким образом данная конструкция приводит к большому расходу применяемых материалов. So, the known design of the diamond shaped wheel, the profile of which is extruded from a continuous diamond layer. Used such a circle for gear grinding. Extruding the profile on this circle is possible only up to 2 mm high, which is its significant drawback. So, in the case of an increase in the height of the profile of more than 2 mm on the contoured surface, delamination of the diamond layer is obtained. Peeling leads to a large consumption of diamonds and the steel bodies on which they are applied. Thus, this design leads to a large consumption of materials used.

Известна другая конструкция алмазного круга на металлической связке. Круг включает корпус, боковые кольца (боковые поджимные элементы), изготовленные из связки алмазного слоя и сам алмазный слой. Эта конструкция позволяет изготавливать в алмазоносном слое фасонный профиль высотой уже более 3 мм. Another known design of a diamond wheel on a metal bundle. The circle includes a body, side rings (side clamping elements) made of a bundle of diamond layer and the diamond layer itself. This design makes it possible to produce a shaped profile with a height of more than 3 mm in the diamondiferous layer.

Существенным недостатком этой конструкции является то, что боковые кольца (боковые поджимные элементы) изготавливают из связки алмазного слоя. Обычно самой распространенной связкой является металлическая связка типа М2 на основе меди, которая, как известно, в настоящее время является большим дефицитом, и ее неэкономичный расход ведет к резкому удорожанию таких кругов. Кроме того, наклон внутренних поверхностей колей (боковых поджимных элементов) с расширением в сторону оси круга приводит к увеличенному расходу алмазов по мере перепрофилирования его профиля. Таким образом указанная конструкция приводит к неэкономному расходу материалов. A significant drawback of this design is that the side rings (side clamping elements) are made of a bundle of diamond layer. Usually the most common ligament is a copper-type metal ligament of type M2, which, as you know, is currently a large deficit, and its uneconomical consumption leads to a sharp increase in the cost of such circles. In addition, the inclination of the inner surfaces of the ruts (lateral pressing elements) with the expansion in the direction of the axis of the circle leads to an increased consumption of diamonds as the profile is reprofiled. Thus, this design leads to uneconomical consumption of materials.

Наиболее близким к изобретению является абразивный фасонный инструмент сборный алмазный фасонный круг на металлической основе, применяемый в горном деле для обработки твердосплавных резцов вырубных комбайнов. Этот круг состоит из цилиндрического корпуса и расположенных на нем боковых поджимных элементов, сопряженных с корпусом и алмазоносным слоем, между скосами которых, обращенных навстречу друг другу, размещен алмазный слой фасонного профиля. Дополнительное крепление боковых поджимных элементов к корпусу осуществляется винтами. Closest to the invention is an abrasive shaped tool prefabricated diamond shaped wheel on a metal basis, used in mining for the processing of carbide cutters cutting machines. This circle consists of a cylindrical body and lateral pressing elements located on it, interfaced with the body and the diamond layer, between the bevels of which are facing towards each other, a diamond layer of the shaped profile is placed. Additional fastening of the side clamping elements to the housing is carried out by screws.

Недостатками такого абразивного инструмента являются следующие:
большой расход алмазов, так как конструкция круга не позволяет выработать алмазоносный слой до конца;
большой расход материалов (стали) на изготовление корпуса и боковых поджимных элементов;
недостаточно надежное удержание алмазного слоя на круге, вызываемое динамическими нагрузками при шлифовании из-за ослабления винтов, что приводит к потере точности изделия, а значит и преждевременному перепрофилированию круга.The disadvantages of such an abrasive tool are the following:
high consumption of diamonds, since the design of the circle does not allow to develop a diamond layer to the end;
high consumption of materials (steel) for the manufacture of the housing and side clamping elements;
insufficiently reliable retention of the diamond layer on the wheel, caused by dynamic loads during grinding due to loosening of the screws, which leads to a loss of accuracy of the product, and therefore to premature re-shaping of the wheel.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования конструкции абразивного фасонного инструмента, в котором путем изменения конструкции инструмента, т.е. боковых поджимных элементов с одновременным введением конструктивного варианта закрепления их в корпусе, обеспечивается экономия алмазов, материала корпуса и поджимных элементов, улучшение технологичности, повышение надежности закрепления поджимных элементов на корпусе, что приводит к повышению точности и производительности обработки. The basis of the invention is the task of improving the design of an abrasive shaped tool, in which by changing the design of the tool, i.e. lateral pressing elements with the simultaneous introduction of a constructive variant of fixing them in the housing, diamonds, material of the housing and pressing elements are saved, processability is improved, reliability of fixing the pressing elements on the housing is improved, which leads to increased accuracy and processing productivity.

Поставленная задача решается тем, что в абразивном фасонном инструменте, выполненном в виде корпуса, с размещенным на нем алмазным слоем на металлической связке и боковых поджимных элементов, сопряженных с корпусом и алмазным слоем, алмазный слой на периферии инструмента и в зоне сопряженный с корпусом и боковыми элементами имеет угловой профиль, при этом на внутренней стороне каждого бокового поджимного элемента выполнены рифления. The problem is solved in that in an abrasive shaped tool made in the form of a body, with a diamond layer placed on it on a metal bond and side clamping elements associated with the body and the diamond layer, a diamond layer on the periphery of the tool and in the area conjugated with the body and side elements has an angular profile, while on the inner side of each side clamping element is made of corrugation.

Алмазный слой на периферии инструмента и в зоне, сопряженной с корпусом и боковыми поджимными элементами, имеет угловой профиль, что позволяет выработать алмазоносный слой до конца. Кроме того, угловой профиль алмазного слоя в зоне, прилегающей к корпусу инструмента, дает возможность на боковом поджимном элементе выполнить уступ, а на другом боковом поджимном элементе выполнить угловой сварочный шов. The diamond layer on the periphery of the tool and in the area associated with the body and the lateral clamping elements has an angular profile, which allows you to develop a diamondiferous layer to the end. In addition, the angular profile of the diamond layer in the area adjacent to the tool body makes it possible to make a step on the lateral pressing element, and to make an angular welding seam on the other lateral pressing element.

Это также приводит к экономии материала корпуса и боковых поджимных элементов, так как приварочный боковой элемент, не имеющий уступа, может выполняться довольно тонким и в отдельности от корпуса. Раздельное выполнение боковых поджимных элементов и корпуса позволяет применять такие стальные заготовки, в которых, наиболее экономно расходуется материал. Введение уступов на элементах позволяет при динамических нагрузках надежно удерживать на корпусе алмазный слой, а за счет этого получить требуемую точность профиля, обеспечив необходимую производительность обработки. This also leads to savings in the material of the housing and the lateral clamping elements, since the welding side element, which does not have a step, can be quite thin and separately from the housing. Separate execution of the side clamping elements and the housing allows the use of such steel blanks in which the material is used most economically. The introduction of ledges on the elements makes it possible to reliably hold the diamond layer on the case under dynamic loads, and thereby obtain the required profile accuracy, providing the necessary processing performance.

Наличие рифлений на внутренних поверхностях боковых поджимных элементов, обращенных навстречу друг другу, позволяет создать дополнительную жесткость круга вследствие увеличения площади контакта соединяемых поверхностей при спекании алмазоносного слоя с рифлениями. The presence of corrugations on the inner surfaces of the lateral pressing elements facing each other, allows you to create additional stiffness of the circle due to the increase in the contact area of the connected surfaces during sintering of the diamondiferous layer with corrugations.

На чертеже показан предлагаемый инструмент (осевое сечение абразивного фасонного круга). The drawing shows the proposed tool (axial section of the abrasive shaped circle).

Круг диаметром D₁ и высотой H₁ состоит из корпуса 1, имеющего проточку на торце глубиной t, цельного бокового поджимного элемента 2, выполненного совместно с уступом. Другой боковой поджимной элемент выполнен составным и состоит из бокового поджимного кольца 3 и сварочного углового шва 4. Алмазоносный слой 5, имеющий общую высоту Н₂, размещен между этими двумя боковыми поджимными элементами. Корпус 1 служит для установки в нем бокового поджимного элемента 2 по диаметру D₂, бокового поджимного кольца 3, сопряженного с корпусом 1 по диаметру D₃, образованному проточкой, и для установки между боковыми поджимными элементами алмазоносного слоя 5. На обоих боковых поджимных элементах 2, 3, 4 уступы выполнены высотой h₁, равной высоте профиля h₂. Уступы имеют одинаковые углы α₁, равные углу профиля α₂ алмазоносного слоя 5. Равенство высот h₁, h₂ и углов α₁ α₂ предоопределяет соответствия поверхностей А, В и С, что дает возможность экономить алмазы за счет выработки алмазоносного слоя 5 до конца.A circle with a diameter of D ₁ and a height of H ₁ consists of a housing 1 having a groove at the end of the depth t, an integral lateral pressing element 2, made in conjunction with the ledge. Another lateral pinch element is made integral and consists of a side pinch ring 3 and a fillet weld 4. A diamond layer 5 having a total height of H ₂ is placed between these two side pinch elements. The housing 1 is used to install a lateral clamping element 2 in diameter D ₂ , a lateral clamping ring 3 conjugated with the housing 1 in diameter D ₃ formed by a groove, and to be installed between the lateral clamping elements of the diamond layer 5. On both side clamping elements 2 , 3, 4 ledges are made with a height h ₁ equal to the height of the profile h ₂ . The ledges have the same angles α ₁ equal to the profile angle α _{2 of the} diamondiferous layer 5. The equality of the heights h ₁ , h ₂ and the angles α ₁ α ₂ determines the correspondence of surfaces A, B and C, which makes it possible to save diamonds by developing a diamondiferous layer 5 to the end.

Кроме того, боковое поджимное кольцо 3 имеет толщину, равномерно уменьшающуюся в сторону проточки под углом α₃, что предостерегает вылет алмазоносного слоя 5 из абразивного фасонного инструмента в аварийных ситуациях при его эксплуатации.In addition, the lateral clamping ring 3 has a thickness uniformly decreasing towards the groove at an angle α ₃ , which prevents the diamond-bearing layer 5 from flying out of the abrasive shaped tool in emergency situations during its operation.

На внутренней стороне каждого бокового поджимного элемента выполнены рифления Е. On the inner side of each lateral clamping element, there are corrugations E.

П р и м е р. Для шлифования твердосплавных пластин к сборным червячным фрезам модулем 3,75 мм со средним профильным углом α₂ 20^о были использованы алмазные круги, выполненные по предлагаемому техническому решению. Круг имеет следующие технические характеристики.PRI me R. To grind carbide inserts to prefabricated worm mills with a 3.75 mm module with an average profile angle α ₂ 20 ^о , diamond wheels were used, made according to the proposed technical solution. The circle has the following specifications.

Наружный диаметр D₁ 200 мм, высота круга Н₁ 18 мм, высота алмазоносного слоя Н₂ 15 мм, ширина алмазоносного слоя S 20 мм, высоту уступов h₁ 6,58 мм, которая равна высоте профиля h₂ 6,58 мм. Угол уступа α₁ α₂ 20^о. Угол поднутрения бокового поджимного кольца α₃ 2^о. Круг изготовлен из алмазов АС20 200/160 на металлической связке М2-01, концентрация алмазов 100%
Корпус и боковые поджимные элементы изготовлены из стали 40, причем наружный диаметр корпуса D 160 мм, а его высота Н₁ 18 мм. Наружный диаметр боковых поджимных элементов D₁ 200 мм, внутренний диаметр бокового поджимного элемента 2 D₂ 160 мм, а кольца 3 D₃ 157 мм. Проточка на корпусе соответственно выполнена диаметром D₃ 157 мм, что обеспечивает глубину проточки t на корпусе 1 равной 1,5 мм. Такая высота проточки позволяет исключить поводки кольца 3 после осуществления сварки на корпусе.The outer diameter D ₁ 200 mm, the height of the circle H ₁ 18 mm, the height of the diamond layer H ₂ 15 mm, the width of the diamond layer S 20 mm, the height of the ledges h ₁ 6.58 mm, which is equal to the height of the profile h ₂ 6.58 mm The angle of the ledge α ₁ α ₂ 20 ^about . The angle of undercut of the lateral compression ring α ₃ 2 ^about . The circle is made of diamonds AC20 200/160 on a metal bond M2-01, the concentration of diamonds is 100%
The housing and lateral clamping elements are made of steel 40, the outer diameter of the housing D 160 mm and its height H ₁ 18 mm. The outer diameter of the lateral pressing elements D ₁ 200 mm, the inner diameter of the lateral pressing elements 2 D ₂ 160 mm, and the rings 3 D ₃ 157 mm. The groove on the housing, respectively, is made with a diameter of D ₃ 157 mm, which ensures a groove depth t on the housing 1 of 1.5 mm. This height of the grooves eliminates the leashes of the ring 3 after welding on the housing.

Работа абразивного фасонного инструмента указанной характеристики осуществляется на плоскошлифовальном станке со скоростью 25 м/с, на продольной подаче 2,5 м/мин и поперечной подаче 0,03 мм/дв.ход. The abrasive shaped tool of this characteristic is operated on a surface grinding machine at a speed of 25 m / s, at a longitudinal feed of 2.5 m / min and a lateral feed of 0.03 mm / dv.hod.

Предлагаемое техническое решение позволяет сэкономить алмазы. Так весь алмазоносный слой в данном круге составляет 800 карат. Площадь уступов 0,1 мм² от общей площади алмазоносного слоя в его осевом сечении. Таким образом экономия алмазов за счет выполнения уступов на боковых поджимных элементах составляет 800 х 0,1 80 карат. Кроме того, происходит экономия стали за счет возможности изготовления раздельных от корпуса боковых поджимных элементов. Объем стали, который нужно было бы вырезать из заготовки под алмазоносный слой 128 см³. В этом случае вес сэкономленной стали 128х7,81000 г.The proposed technical solution allows to save diamonds. So the whole diamond layer in this circle is 800 carats. The area of the ledges is 0.1 mm ² of the total area of the diamondiferous layer in its axial section. Thus, diamond savings due to the implementation of ledges on the side clamping elements is 800 x 0.1 80 carats. In addition, steel is saved due to the possibility of manufacturing separate lateral clamping elements separate from the housing. The volume of steel that would need to be cut from the workpiece under the diamond layer 128 cm ³ . In this case, the weight of the saved steel is 128x7.81000 g.

Наличие рифлений на внутренней стороне каждого бокового поджимного элемента обеспечивает жесткое крепление алмазоносного слоя в корпусе, что не позволяет инструменту разрушаться, даже при работе в аварийных ситуациях. The presence of corrugations on the inner side of each side clamping element provides a rigid fastening of the diamond layer in the housing, which does not allow the tool to collapse, even during emergency situations.

Claims

ABRASIVE SHAPED TOOL, made in the form of a body with a diamond-bearing layer placed on it on a metal bond and side elements conjugated with the body and diamond-bearing layer, characterized in that the diamond-bearing layer on the periphery of the tool and in the area conjugated with the body and side clamping elements has an angular profile, while on the inner side of each side clamping element is made of corrugation.