RU2124432C1

RU2124432C1 - Method of forming axially shifted working layer of shaped polishing wheel by supersonic jet of liquid

Info

Publication number: RU2124432C1
Application number: RU98101220A
Authority: RU
Inventors: Ю.С. Степанов; А.П. Черепенько; М.А. Бурнашов; Б.И. Афонасьев
Original assignee: Орловский государственный технический университет
Priority date: 1998-01-26
Filing date: 1998-01-26
Publication date: 1999-01-10

Abstract

FIELD: manufacture of abrasive tools. SUBSTANCE: in forming the axially shifted working layer of polishing wheel, abrasive cloth is laid with its working surface upward and is cut to required pattern by means of supersonic jet of liquid fed from nozzle head vertically downward. Nozzle head is moved over trajectory preset by definite equations. EFFECT: improved quality and increased productivity. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам формирования полировальных кругов. The invention relates to the field of engineering, in particular to methods for forming polishing wheels.

Известен способ формирования шлифовального круга, в котором правящему инструменту сообщают продольную подачу вдоль образующей круга и радиальную подачу, а также берут дополнительный правящий инструмент и располагают его оппозитно первому со стороны другого торца круга, при этом на правящие инструменты накладывают возвратно-поступательные колебания вдоль направления продольной подачи (см. RU 2076036 B 24 B 53/04, 1997). A known method of forming a grinding wheel, in which the ruling tool informs the longitudinal feed along the generatrix of the wheel and the radial feed, and also take an additional ruling tool and place it opposite to the first from the other end of the wheel, while reciprocating oscillations are applied to the ruling tools along the longitudinal direction feed (see RU 2076036 B 24 B 53/04, 1997).

Недостатком этого технического решения является низкая стойкость правящих инструментов из-за возникновения ударных нагрузок при работе в момент формирования торцовых поверхностей фасонного шлифовального круга. The disadvantage of this technical solution is the low durability of the ruling tools due to the occurrence of shock loads during operation at the time of formation of the end surfaces of the shaped grinding wheel.

В качестве прототипа выбран способ формирования абразивного инструмента, состоящего из гибких дисков эллипсной формы, которые вырублены из листового абразивного материала, например из абразивной шкурки (см. SU 1511100, B 24 D 13/08, 1989). As a prototype, a method for forming an abrasive tool consisting of elliptical flexible disks that are cut out of a sheet of abrasive material, for example, from an abrasive skin (see SU 1511100, B 24 D 13/08, 1989), was selected.

Недостатком данного технического решения является накопленная погрешность формы и разбалансировка сборного абразивного инструмента, т.к. при вырубке однослойного материала ось посадочного отверстия перпендикулярна торцовой поверхности, тогда как в сборном абразивном инструменте его торцовая поверхность наклонена к оси вращения. The disadvantage of this technical solution is the accumulated shape error and imbalance of the precast abrasive tool, because when cutting single-layer material, the axis of the landing hole is perpendicular to the end surface, while in the assembly of an abrasive tool its end surface is inclined to the axis of rotation.

Заявляемое изобретение решает задачу повышения качества и производительности полирования за счет применения инструмента с рабочим слоем, обеспечивающим формирование микрорельефа обрабатываемой поверхности согласно принципу неповторяемости следа. The claimed invention solves the problem of improving the quality and performance of polishing through the use of a tool with a working layer, providing the formation of a microrelief of the treated surface according to the principle of non-repeatability of the trace.

Это достигается тем, что в способе формирования аксиально смещенного рабочего слоя полировального круга абразивную шкурку укладывают рабочей поверхностью вверх и раскраивают сверхзвуковой струей жидкости, которую подают из сопловой головки вертикально вниз по направлению к рабочей поверхности шкурки с рабочими параметрами, обеспечивающими ее полное прорезание, при этом сопловую головку перемещают по замкнутому контуру, состоящему из четырех участков, на первом из которых траекторию движения сопловой головки задают соотношениями:

где
X, Y - текущие координаты, соответственно, поперечной и продольной подач сопловой головки;
α - угол наклона оси аксиально смещенного рабочего слоя полировального круга относительно оси его вращения;
L - длина окружности поверхности рабочего слоя полировального круга в сечении, поперечном оси его вращения,
причем на втором участке сопловую головку перемещают прямолинейно в направлении продольной подачи на величину длины H, определяемую соотношением:

где
B - общая рабочая высота полировального круга;
Δ - конструкторский припуск на высоту рабочего слоя для крепления абразивной шкурки;
D - диаметр поверхности рабочего слоя полировального круга в сечении, поперечном оси его вращения,
а на третьем и четвертом участках для достижения замкнутости контура сопловую головку перемещают по траекториям, эквидистантным траекториям, соответственно, на первом и втором участках, но в противоположном направлении, после чего прямолинейные участки раскроенного контура абразивной шкурки совмещают и скрепляют.This is achieved by the fact that in the method of forming an axially displaced working layer of the polishing wheel, the abrasive skin is laid with its working surface up and cut with a supersonic jet of liquid, which is fed vertically downward from the nozzle head towards the working surface of the skin with working parameters ensuring its complete cutting, while the nozzle head is moved along a closed circuit consisting of four sections, on the first of which the path of the nozzle head is defined by the relations:

Where
X, Y - the current coordinates, respectively, of the transverse and longitudinal feeds of the nozzle head;
α is the angle of inclination of the axis of the axially shifted working layer of the polishing wheel relative to the axis of rotation;
L is the circumference of the surface of the working layer of the polishing wheel in a section transverse to the axis of rotation,
moreover, in the second section, the nozzle head is moved rectilinearly in the direction of the longitudinal feed by the length value H, determined by the ratio:

Where
B is the total working height of the polishing wheel;
Δ - design allowance to the height of the working layer for attaching the abrasive skins;
D is the diameter of the surface of the working layer of the polishing wheel in a section transverse to the axis of rotation,
and in the third and fourth sections, in order to achieve a closed loop, the nozzle head is moved along the paths that are equidistant to the paths, respectively, in the first and second sections, but in the opposite direction, after which the straight sections of the cut out contour of the abrasive skins are combined and fastened.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена схема раскроя настила абразивной шкурки по предложенному способу. На фиг. 2 показан сформированный фасонный полировальный круг. The invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a pattern of cutting flooring abrasive skins according to the proposed method. In FIG. 2 shows a formed shaped polishing wheel.

До начала формирования производят настилание нескольких слоев абразивной шкурки 1 (фиг. 1) на специальный раскройный стол 2, причем шкурку 1 укладывают так, чтобы рабочая поверхность была направлена вверх. Формирование аксиально смещенного рабочего слоя фасонного полировального круга производят путем раскроя по замкнутому контуру настила абразивной шкурки 1 при подаче сверхзвуковой струи жидкости 3 вертикально вниз с рабочими параметрами, обеспечивающими полное прорезание настила 1. Prior to the start of formation, several layers of abrasive sandpaper 1 are laid (Fig. 1) on a special cutting table 2, the skin 1 being laid so that the working surface is directed upwards. The formation of the axially displaced working layer of the shaped polishing wheel is carried out by cutting the abrasive skin 1 in a closed contour of the flooring while applying a supersonic jet of liquid 3 vertically downward with operating parameters ensuring complete cutting of the flooring 1.

Подачу сверхзвуковой струи жидкости 3 осуществляют из специальной сопловой головки 4, обеспечивающей наилучшие условия истечения жидкости 3 с точки зрения обрабатываемости резанием абразивной шкурки 1. The supersonic jet of liquid 3 is supplied from a special nozzle head 4, which provides the best conditions for the liquid 3 to flow out from the point of view of machinability by cutting abrasive skin 1.

Раскрой производят по четырем участкам А-Б-В-Г, представляющим замкнутый контур. Cutting is carried out in four sections A-B-V-G, representing a closed loop.

Раскрой участка А-Б производят в координатной плоскости, одновременно перемещая сопловую головку 4 по направлению поперечной и продольной подачи, причем траектория движения сопловой головки 4 описывается уравнениями:

где
X, Y - текущие координаты, соответственно, поперечной и продольной подачи сопловой головки;
α - угол наклона оси аксиально смещенного рабочего слоя полировального круга относительно оси его вращения;
L - длина окружности поверхности рабочего слоя полировального круга в сечении, поперечном оси его вращения.Section A-B is cut in the coordinate plane, while moving the nozzle head 4 in the direction of the transverse and longitudinal feeds, and the path of the nozzle head 4 is described by the equations:

Where
X, Y - the current coordinates, respectively, of the transverse and longitudinal feed of the nozzle head;
α is the angle of inclination of the axis of the axially shifted working layer of the polishing wheel relative to the axis of rotation;
L is the circumference of the surface of the working layer of the polishing wheel in a section transverse to the axis of rotation.

Раскрой прямолинейного участка Б-В производят по направлению продольной подачи, причем длина участка определяется по формуле:

где
B - общая рабочая высота полировального круга;
Δ - конструкторский припуск на высоту рабочего слоя для крепления абразивной шкурки;
D - диаметр поверхности рабочего слоя полировального круга в сечении, поперечном оси его вращения;
Затем производят раскрой настила 1 соответственно по участкам В-Г и Г-А при перемещении сопловой головки 4 по траекториям, эквидистантным соответственно первому (А-Б) и второму (Б-В) участкам с противоположным направлением векторов рабочих подач по достижении замкнутости контура в точке А, после чего подачу сверхзвуковой струи жидкости 3 и движение сопловой головкой 4 прекращают.The cutting of the straight-line section B-V is carried out in the direction of the longitudinal feed, and the length of the section is determined by the formula:

Where
B is the total working height of the polishing wheel;
Δ - design allowance to the height of the working layer for attaching the abrasive skins;
D is the diameter of the surface of the working layer of the polishing wheel in a section transverse to the axis of rotation;
Then, the flooring 1 is cut, respectively, in sections V-G and G-A while moving the nozzle head 4 along trajectories equidistant to the first (A-B) and second (B-B) sections, respectively, with the opposite direction of the working feed vectors when the loop is closed in point A, after which the supersonic flow of liquid 3 and the movement of the nozzle head 4 are stopped.

Формирование фасонного полировального круга 5 (фиг. 2) осуществляется следующим образом. Аксиально смещенный рабочий слой 6 получают путем совмещения и скрепления известными способами прямолинейных участков А-Г и Б-В раскроенного контура однослойной абразивной шкурки (фиг. 1). Затем рабочий абразивный слой 2 (фиг. 2) надевают и крепят на специальном корпусе 7, полученным, например, с помощью литья. The formation of shaped polishing wheel 5 (Fig. 2) is as follows. The axially displaced working layer 6 is obtained by combining and bonding the straight sections A-G and B-B of the cut contour of a single-layer abrasive skin by known methods (Fig. 1). Then the working abrasive layer 2 (Fig. 2) is put on and fastened to a special case 7, obtained, for example, by casting.

Пример. Производили формирование аксиально смещенного рабочего слоя с углом наклона α = 75^o фасонного полировального круга (диаметр D = 80 мм, ширина B = 80 мм) из абразивной шкурки по ГОСТ 13344-79. Для этого настил из 15 слоев абразивной шкурки раскраивали по замкнутому контуру, состоящему из четырех участков, с помощью инструмента, представляющего собой сверхзвуковую струю жидкости (вода с добавлением специального полимерного порошка), истекающую из специальной сопловой головки со следующими параметрами: давление струи P = 400 МПа, диаметр струи d = 0,15 мм, расстояние от сопла до материала k = 5 мм. Раскрой настила по первому участку производили по следующим траекториям:

Y = 0,17(251,33 - X),
где
125,67 ≤ X ≤ 251,33 мм.Example. An axially displaced working layer was formed with an inclination angle α = 75 ^{o of the} shaped polishing wheel (diameter D = 80 mm, width B = 80 mm) from an abrasive skin in accordance with GOST 13344-79. To do this, a flooring of 15 layers of abrasive skin was cut in a closed circuit consisting of four sections using a tool that is a supersonic stream of liquid (water with the addition of a special polymer powder) flowing out of a special nozzle head with the following parameters: jet pressure P = 400 MPa, jet diameter d = 0.15 mm, distance from nozzle to material k = 5 mm. Cutting the flooring in the first section was carried out along the following trajectories:

Y = 0.17 (251.33 - X),
Where
125.67 ≤ X ≤ 251.33 mm.

Затем производили раскрой по второму участку по ходу поперечной подачи на величину длины, определяемой по формуле:

Δ = 10 мм,
тогда имеем H = 68,56 мм.Then, cutting was performed along the second section along the transverse feed by the length value determined by the formula:

Δ = 10 mm
then we have H = 68.56 mm.

Для раскроя третьего и второго участка сопловую головку перемещали по траекториям, эквидистантным соответственно первому и второму участкам с противоположным направлением векторов рабочих подач по достижении замкнутости контура, после чего подачу сверхзвуковой струи жидкости и движение сопловой головки прекращали. For cutting the third and second sections, the nozzle head was moved along trajectories equidistant to the first and second sections, respectively, with the opposite direction of the working feed vectors when the loop is closed, after which the supersonic fluid stream and the nozzle head are stopped.

Claims

The method of forming an axially displaced working layer of the polishing wheel, in which the abrasive skin is cut in a closed circuit, characterized in that the abrasive skin is laid with its working surface up and cut with a supersonic liquid jet, which is fed vertically downward from the nozzle head towards the working surface of the skin with working parameters ensuring its complete cutting, while the nozzle head is moved along a closed circuit consisting of four sections, in the first of which the motion path of the nozzle head is given by the relations

where X, Y are the current coordinates of the transverse and longitudinal feeds of the nozzle head, respectively;
α is the angle of inclination of the axis of the axially shifted working layer of the polishing wheel relative to the axis of rotation;
L is the circumference of the surface of the working layer of the polishing wheel in a section transverse to the axis of rotation,
moreover, in the second section, the nozzle head is moved rectilinearly in the direction of longitudinal supply by a length value H, determined by the ratio

where B is the total working height of the polishing wheel;
Δ - design allowance to the height of the working layer for attaching the abrasive skins;
D is the diameter of the surface of the working layer of the polishing wheel in a section transverse to the axis of rotation,
and in the third and fourth sections, in order to achieve a closed loop, the nozzle head is moved along trajectories, equidistant paths, respectively, in the first and second sections, but in the opposite direction, after which the straight sections of the cut out contour of the abrasive hide are combined and fastened.