RU2090344C1

RU2090344C1 - Grinding disk

Info

Publication number: RU2090344C1
Application number: RU95112169A
Authority: RU
Inventors: Леонид Викторович Худобин; Николай Иванович Веткасов
Original assignee: Леонид Викторович Худобин; Николай Иванович Веткасов
Priority date: 1995-07-13
Filing date: 1995-07-13
Publication date: 1997-09-20
Also published as: RU95112169A

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: grinding disk is provided with axial passageways the cross-sections of which are equilateral trapeziums filled with solid lubricant during manufacturing the disk. The centers of the passageways are arranged at the concentric circumferences the distance between which is less than the height of the passageway (trapezium). Each circle contains the same number of the passageways and the centers of the passageways at each previous circle are shifted with respect to the centers of the passageways on the subsequent one, angular step of the passageways as well as the shift are defined by relationships presented in the invention description. EFFECT: increased durability. 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к обработке металлов резанием с применением шлифовальных кругов и смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС), и может быть использовано на операциях шлифования заготовок из различных материалов. The invention relates to mechanical engineering, namely to the processing of metals by cutting using grinding wheels and cutting lubricants (COTS), and can be used in the grinding operations of workpieces from various materials.

В настоящее время значительно возросла стоимость шлифовальных кругов, что делает актуальной задачу резкого сокращения расхода шлифовальных кругов на единицу объема сошлифованного металла, что может быть достигнуто за счет повышения их стойкости. At present, the cost of grinding wheels has increased significantly, which makes the task of sharply reducing the consumption of grinding wheels per unit volume of polished metal, which can be achieved by increasing their durability.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в повышении стойкости шлифовальных кругов и соответственно уменьшении их расхода. The invention is aimed at solving the problem of increasing the durability of grinding wheels and, accordingly, reducing their consumption.

Известен шлифовальный круг, импрегнированный СОТС в процессе изготовления круга (см. Островский В.И. Импрегнирование абразивного инструмента. -М. НИИМАШ, 1983, 72 с.). A grinding wheel is known, impregnated with COTS during the manufacture of a wheel (see Ostrovsky V.I. Impregnation of an abrasive tool. —M. NIIMASH, 1983, 72 pp.).

Известен шлифовальный круг, в котором выполнены радиальные каналы, которые могут быть расположены в несколько рядов и через которые в процессе шлифования подается в рабочую зону смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ) (см. Л. В. Худобин. Новые специальные шлифовальные круги. Ученые записки./Ульян. Гос. пед. ин-т им. И.Н.Ульянова. Сер. Техника Саратов, 1967, Т. 21, вып. 8. С. 178 185). A grinding wheel is known in which radial channels are made, which can be arranged in several rows and through which during the grinding process a cutting fluid (coolant) is supplied to the working area (see L. V. Khudobin. New special grinding wheels. Scientific notes ./Ulyan, State Pedagogical Institute named after I.N. Ulyanov, Ser.Tekhnika Saratov, 1967, T. 21, issue 8. P. 178 185).

Недостатком описанных аналогов является то, что они в недостаточной мере обеспечивают эффективное смазочное действие в зоне контакта, что, в конечном итоге, сказывается на величине расхода шлифовального круга и его стойкости. Кроме того, при подаче СОЖ через каналы в круге необходимо применять достаточно сложные устройства для подвода СОЖ к каналам через центральное отверстие вращающегося шпинделя шлифовального круга. The disadvantage of the described analogues is that they insufficiently provide an effective lubricating effect in the contact zone, which, ultimately, affects the size of the grinding wheel consumption and its durability. In addition, when applying coolant through the channels in the wheel, it is necessary to use sufficiently sophisticated devices for supplying coolant to the channels through the central hole of the rotating spindle of the grinding wheel.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранный в качестве прототипа шлифовальный круг, имеющий радиальные и осевые каналы для подачи СОЖ в рабочую зону, которые могут размещаться в шахматном порядке по периферии круга (см. Kore F. Neue Spezialschleifscheiben mit KuhlKanalen. Des Maschinenmorkt, 1961, N 27, s. 7). The closest in technical essence to the claimed invention is a grinding wheel selected as a prototype, having radial and axial channels for supplying coolant to the working area, which can be staggered around the periphery of the circle (see Kore F. Neue Spezialschleifscheiben mit KuhlKanalen. Des Maschinenmorkt , 1961, N 27, s. 7).

У прототипа и заявляемого изобретения имеется сходный существенный признак: наличие в шлифовальном круге осевых каналов. The prototype and the claimed invention has a similar essential feature: the presence of axial channels in the grinding wheel.

Недостатком прототипа, так же как и вышеописанных аналогов, является недостаточно эффективное смазочное действие СОЖ в зоне контакта шлифовального круга и заготовки, а также необходимость применения дополнительных устройств для подачи СОЖ через каналы в круге. Указанный недостаток обусловлен тем, что лишь небольшое количество СОЖ попадает в зону контакта, в результате чего не обеспечивается надежная защита режущих и давящих зерен абразивного круга от непосредственного контакта с материалом обрабатываемой заготовки и, в конечном итоге, не достигается оптимальный расход шлифовального круга. The disadvantage of the prototype, as well as the above analogues, is the insufficiently effective lubricating action of the coolant in the contact zone of the grinding wheel and the workpiece, as well as the need to use additional devices for supplying coolant through the channels in the circle. This drawback is due to the fact that only a small amount of coolant enters the contact zone, as a result of which reliable protection of the cutting and pressing grains of the abrasive wheel from direct contact with the material of the workpiece is not ensured and, ultimately, the optimum consumption of the grinding wheel is not achieved.

Цель изобретения повышение стойкости шлифовального круга и тем самым уменьшение его расхода. The purpose of the invention is to increase the durability of the grinding wheel and thereby reduce its consumption.

Для достижения поставленной цели заявляемое изобретение шлифовальный круг содержит следующие общие, выраженные определенными понятиями существенные признаки, совокупность которых направлена на решение только одной, связанной с целью изобретения задачи: шлифовальный круг, содержащий осевые каналы, которые в поперечном сечении имеют форму равнобедренной трапеции; центры каналов расположены на концентрических окружностях, расстояние между которыми меньше высоты трапеции, а минимальный диаметр окружности расположения каналов равен диаметру изношенного круга, на каждой окружности размещено одинаковое число каналов с угловым шагом 2π/n₁ (n₁ - целое число, большее трех), центры каналов, расположенных на каждой последующей окружности, смещены относительно центров каналов, размещенных на предыдущей окружности, на угол 2π/(n₁• n₂), где n₂ количество концентрических окружностей; каналы заполнены твердой смазкой в процессе изготовления круга.To achieve this goal, the claimed invention, the grinding wheel contains the following general essential features expressed by certain concepts, the totality of which is aimed at solving only one problem related to the purpose of the invention: a grinding wheel containing axial channels, which in cross section have the shape of an isosceles trapezoid; the centers of the channels are located on concentric circles, the distance between which is less than the height of the trapezoid, and the minimum diameter of the circumference of the channel arrangement is equal to the diameter of the worn circle, on each circle there is the same number of channels with an angular pitch of 2π / n ₁ (n ₁ is an integer greater than three), the centers of the channels located on each subsequent circle are offset relative to the centers of the channels located on the previous circle by an angle 2π / (n ₁ • n ₂ ), where n _{2 is the} number of concentric circles; the channels are filled with solid lubricant during the manufacture of the wheel.

По отношению к прототипу у заявляемого изобретения имеются следующие отличительные признаки и их причинно-следственная связь с целью изобретения: каналы в поперечном сечении имеют форму равнобедренной трапеции; центры каналов расположены на концентрических окружностях, расстояние между которыми меньше высоты трапеции, а минимальный диаметр окружности равен диаметру изношенного круга; на каждой окружности размещено число каналов с угловым шагом 2π/n₁, центры каналов на каждой последующей окружности смещены относительно центров каналов на предыдущей окружности на угол 2π/(n₁• n₂); каналы заполнены твердой смазкой в процессе изготовления круга. Наличие осевых каналов, заполненных твердой смазкой, позволяет существенно усилить смазочное действие СОТС, обеспечить его равномерность по зоне контакта и, как следствие этого, снизить износ и расход шлифовального круга. Расположение центров каналов на концентрических окружностях с шагом 2π/n₁ и смещение их относительно друг друга на угол 2π/(n₁• n₂) позволяет, с одной стороны, обеспечить одинаковую прочность шлифовального круга во всех его осевых сечениях, с другой стороны, обеспечить своевременную и в необходимом количестве смазку всей зоны контакта. Наличие каналов, имеющих в поперечном сечении равнобедренную трапецию, позволяет исключить выпадение твердой смазки под действием центробежных сил в процессе вращения шлифовального круга при "раскрытии" канала в результате износа круга. Размещение концентрических окружностей на расстоянии, несколько меньшим высоты канала (трапеции), обеспечивает гарантированное смазочное действие СОТС независимо от износа круга.In relation to the prototype of the claimed invention has the following distinctive features and their causal relationship with the purpose of the invention: the channels in cross section have the shape of an isosceles trapezoid; the centers of the channels are located on concentric circles, the distance between which is less than the height of the trapezoid, and the minimum diameter of the circle is equal to the diameter of the worn circle; on each circle the number of channels with an angular pitch of 2π / n _{1 is} placed, the centers of the channels on each subsequent circle are offset relative to the centers of the channels on the previous circle by an angle of 2π / (n ₁ • n ₂ ); the channels are filled with solid lubricant during the manufacture of the wheel. The presence of axial channels filled with solid lubricant can significantly enhance the lubricating effect of COTS, ensure its uniformity over the contact zone and, as a result, reduce wear and consumption of the grinding wheel. The location of the channel centers on concentric circles with a step of 2π / n ₁ and their displacement relative to each other by an angle of 2π / (n ₁ • n ₂ ) allows, on the one hand, to ensure the same strength of the grinding wheel in all its axial sections, on the other hand, provide timely and in the required amount of lubrication of the entire contact area. The presence of channels having an isosceles trapezoid in the cross section eliminates the loss of solid lubricant under the action of centrifugal forces during the rotation of the grinding wheel during the "opening" of the channel as a result of wear of the wheel. Placing concentric circles at a distance slightly less than the height of the channel (trapezoid) provides a guaranteed lubricating effect of COTS regardless of the wear of the circle.

Благодаря наличию системы осевых каналов шлифовальный круг приобретает свойства прерывистого круга со всеми его преимуществами. Thanks to the axial channel system, the grinding wheel acquires the properties of an intermittent wheel with all its advantages.

По имеющимся у авторов сведениям совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения, не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна". According to the information available to the authors, the set of essential features characterizing the essence of the claimed invention is not known from the prior art, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of "novelty."

По мнению авторов, сущность заявляемого изобретения не следует явным образом из известного уровня техники, т.к. из него не выявляется вышеуказанное влияние на получаемый технический результат новое свойство объекта - совокупности признаков, которые отличают заявляемое изобретение от прототипа, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень". According to the authors, the essence of the claimed invention does not follow explicitly from the prior art, because it does not reveal the above effect on the technical result of the new property of the object - the totality of the features that distinguish the claimed invention from the prototype, which allows us to conclude that it meets the criterion of "inventive step".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе, может быть многократно использована в машиностроении при изготовлении шлифовальных кругов. The set of essential features characterizing the essence of the invention, in principle, can be repeatedly used in mechanical engineering in the manufacture of grinding wheels.

Получение технического результата, заключающего в повышении стойкости шлифовальных кругов, позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "промышленная применимость". Obtaining a technical result, consisting in increasing the durability of grinding wheels, allows us to conclude that the invention meets the criterion of "industrial applicability".

На фиг. 1 представлен общий вид шлифовального круга; на фиг. 2 разрез А-А; на фиг. 3 поперечное сечение канала. In FIG. 1 shows a general view of the grinding wheel; in FIG. 2 section aa; in FIG. 3 cross section of the channel.

Шлифовальный круг 1 содержит осевые каналы 2, которые в поперечном сечении имеют форму равнобедренной трапеции и заполнены твердой смазкой в процессе изготовления круга. Оси каналов расположены на концентрических окружностях, расстояние между которыми меньше высоты трапеции ΔR, на каждой окружности расположено одинаковое число каналов с угловым шагом 2π/n₁, центры каналов на каждой последующей окружности смещены относительно центров каналов, расположенных на предыдущей окружности, на угол 2π/(n₁• n₂), диаметр ближайшей к оси вращения круга окружности, на которой расположены центры каналов, соответствует диаметру изношенного круга.The grinding wheel 1 contains axial channels 2, which in the cross section have the shape of an isosceles trapezoid and are filled with solid lubricant during the manufacture of the wheel. The channel axes are located on concentric circles, the distance between which is less than the trapezoid height ΔR, the same number of channels with an angular pitch of 2π / n ₁ is located on each circle, the channel centers on each subsequent circle are shifted relative to the center of the channels located on the previous circle by 2π / (n ₁ • n ₂ ), the diameter of the circle closest to the axis of rotation of the circle, on which the centers of the channels are located, corresponds to the diameter of the worn circle.

Шлифовальный круг работает следующим образом. В процессе шлифования в зону контакта круга с заготовкой периодически попадают каналы, заполненные твердой смазкой. При высоких контактных температурах, свойственных любому процессу шлифования, поверхностный слой твердой смазки переходит в другое агрегатное состояние смазка становится пластичной и равномерно наносится на рабочую поверхность круга и обрабатываемую поверхность заготовки. Одновременно смазкой пропитываются прилегающие к каналу периферийные объемы круга. Благодаря тому и другому обеспечивается эффективное смазочное действие СОТС, предотвращается непосредственный контакт абразивных зерен круга с металлом заготовки, уменьшается тепло-силовая напряженность обработки, сокращается износ круга и улучшается качество шлифовальной поверхности. The grinding wheel works as follows. During grinding, channels filled with solid lubricant periodically fall into the contact zone of the wheel with the workpiece. At high contact temperatures inherent in any grinding process, the surface layer of solid lubricant passes into another aggregate state, the lubricant becomes plastic and is evenly applied to the working surface of the circle and the workpiece surface being processed. At the same time, the peripheral volume of the circle adjacent to the channel is impregnated with lubricant. Thanks to both, the effective lubricating effect of COTS is ensured, direct contact of the abrasive grains of the wheel with the metal of the workpiece is prevented, the heat and power tension of the processing is reduced, the wear of the wheel is reduced, and the quality of the grinding surface is improved.

Заявляемое решение не оказывает отрицательного воздействия на состояние окружающей среды. The claimed solution does not adversely affect the state of the environment.

Claims

Grinding wheel with axially evenly spaced axial channels extending to the periphery, characterized in that the said channels are filled with solid lubricant and in the cross section have the shape of an isosceles trapezoid, the smaller base of which faces the periphery of the circle, and the center of the channels are located on concentric circles with a step smaller than the height trapezoid, and the radius of the minimum circle corresponds to the radius of the allowable wear of the circle and on each circle there is the same number of channels with an angular pitch equal to 2π / n ₁ , where n _{1 is} an integer greater than 3, while the centers of the channels on each subsequent circle are offset relative to the centers of the channels on the previous circle by an angle equal to 2π / (n ₁ • n ₂ ), where n _{2 is the} number of concentric circles, on which axial channels are placed.