RU2142872C1

RU2142872C1 - Belt-type grinding method and apparatus for performing the same

Info

Publication number: RU2142872C1
Application number: RU97100492/02A
Authority: RU
Inventors: В.П. Кольцов
Original assignee: Иркутский государственный технический университет
Priority date: 1997-01-15
Filing date: 1997-01-15
Publication date: 1999-12-20

Abstract

FIELD: grinding by means of abrasive belts in machine engineering, instrument making for working prismatic, cylindrical, spherical parts. SUBSTANCE: part is fed to working zone formed by arrangement of grinding surfaces of belts one opposite to another with possibility of mutual inclined motion and guides directed to side of resultant value of speeds of grinding surfaces. Part is moved in grinding zone and it is removed out of it by means of cutting efforts. Special mechanism is used for controlling angle value between grinding belts. Part is hold in grinding zone with the aid of stopper having timer. EFFECT: enlarged manufacturing possibilities at belt grinding of small-size parts. 8 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к обработке абразивными лентами и может быть использовано в машиностроении для шлифования изделий цилиндрической, сферической и призматической формы. The invention relates to the processing of abrasive belts and can be used in mechanical engineering for grinding products of a cylindrical, spherical and prismatic shape.

Известны способы обработки профильных поверхностей металлических изделий абразивной лентой, прижимаемой к изделию роликом (1), (2). Однако эти способы и устройства малопроизводительны и не пригодны для обработки большого количества малогабаритных деталей, так как не обеспечивают возможность автоматизации вспомогательных операций. Known methods of processing the profile surfaces of metal products with an abrasive tape pressed to the product with a roller (1), (2). However, these methods and devices are inefficient and not suitable for processing a large number of small parts, since they do not provide the ability to automate auxiliary operations.

Известен способ и устройство для обработки шариков гибкими лентами, при котором каждый шарик размещают между двумя рабочими поверхностями лент, установленными под углом друг к другу, сообщают лентам относительные перемещения в двух непараллельных плоскостях, расположенными одна относительно другой с образованием петли, в которую помещают обрабатываемый шарик, при этом ленты перемещают с синхронно изменяющимися скоростями так, что в момент достижения одной из лент максимальной скорости перемещения скорость перемещения другой соответствует минимальному значению (3). A known method and device for processing balls with flexible tapes, in which each ball is placed between two working surfaces of the tapes installed at an angle to each other, the tapes are informed of relative movements in two non-parallel planes, located one relative to the other with the formation of a loop into which the processed ball is placed , while the tape is moved with synchronously changing speeds so that at the moment one of the tapes reaches the maximum speed of movement, the speed of movement of the other, respectively corresponds to the minimum value (3).

По технической сущности и достигаемому результату они наиболее близки к заявляемому изобретению, вследствие чего они приняты за прототипы. By technical nature and the achieved result, they are closest to the claimed invention, as a result of which they are taken as prototypes.

Недостатком прототипов является низкая производительность, т.к. они не обеспечивают возможность автоматизации вспомогательных операций. Это объясняется тем, что в указанном способе обработку ведут двумя гибкими лептами, расположенными одна относительно другой с образованием петли, образующейся за счет установки лент под углом друг к другу, в которую помещают обрабатываемый шарик, в результате чего невозможно осуществить смену заготовок без остановки станка. Для смены заготовки необходимо остановить станок, расфиксировать обработанный шарик путем ослабления петли абразивных лент, убрать его из петли, затем вложить в нее заготовку, подтянуть ленты и только после этого возможно продолжить обработку. Очевидно, что вышеперечисленные вспомогательные операции по продолжительности сопоставимы с временем непосредственного шлифования, что снижает производительность обработки. Кроме этого, с помощью данного способа возможна обработка только шариков. The disadvantage of prototypes is low productivity, because they do not provide the ability to automate auxiliary operations. This is due to the fact that in this method, the processing is carried out by two flexible mites, located one relative to the other with the formation of a loop formed by installing tapes at an angle to each other, into which the processed ball is placed, as a result of which it is impossible to change workpieces without stopping the machine. To change the workpiece, it is necessary to stop the machine, release the processed ball by loosening the loop of abrasive belts, remove it from the loop, then put the workpiece into it, tighten the belts and only after that it is possible to continue processing. Obviously, the aforementioned auxiliary operations are comparable in duration to the time of direct grinding, which reduces the processing productivity. In addition, using this method, only balls can be processed.

Изобретение направлено на повышение производительности путем автоматизации цикла обработки изделия. The invention is aimed at increasing productivity by automating the product processing cycle.

Это достигается тем, что изделие свободно (без закрепления) подают в зону обработки, образованную двумя рабочими поверхностями лент, размещенными напротив друг друга и движущимися под углом друг к другу в направлении вектора результирующей скоростей, затем перемещают изделие в зоне обработки и выводят из нее силами резания. Для улучшения качества обработанной поверхности путем несовпадения следов обработки изделие перемещают в зоне обработки по криволинейной траектории (с помощью, например, криволинейных направляющих) либо непрерывно изменяют угол между лентами. И первое и второе обеспечивают несовпадение следов обработки. Кроме того, для увеличения снятого припуска изделие задерживается в рабочей зоне на заданное время, для чего может использоваться убирающийся упор, управляемый реле времени. Как частный случай (для упрощения конструкции) в качестве рабочих поверхностей могут использоваться ветви одной бесконечной ленты с абразивным покрытием внутренней стороны. This is achieved by the fact that the product is freely (without fixing) fed into the processing zone formed by two working surfaces of the tapes, located opposite each other and moving at an angle to each other in the direction of the resulting velocity vector, then the product is moved to the processing zone and removed from it by forces cutting. To improve the quality of the treated surface by mismatching the processing traces, the product is moved in the processing zone along a curved path (using, for example, curved guides) or the angle between the tapes is continuously changed. Both the first and second ensure mismatch processing traces. In addition, to increase the removed allowance, the product is delayed in the working area for a specified time, for which a retractable stop controlled by a time relay can be used. As a special case (to simplify the design), branches of one endless belt with an abrasive coating on the inside can be used as working surfaces.

Поскольку совокупность вышеперечисленных существенных признаков не известна из уровня техники предлагаемое изобретение является новым. Since the combination of the above essential features is not known from the prior art, the invention is new.

Подача свободного (незакрепленного) изделия в рабочую зону, образованную двумя лентами, установленными против друг друга и движущимися под углом друг к другу, в направлении вектора результирующей скоростей лент, перемещение изделия в рабочей зоне и вывод из нее силами резания позволяют исключить потери вспомогательного времени на установку, закрепление, разжим и тому подобные операции, что обеспечивает протекание процесса обработки автоматически, а, следовательно, повышает производительность. Так как не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с перечисленными отличительными признаками, влияющими на достижение технического результата, то заявляемое изобретение соответствует изобретательскому уровню. The supply of a free (loose) product into the working area formed by two tapes mounted opposite each other and moving at an angle to each other in the direction of the vector of the resulting belt speeds, moving the product in the working area and removing it from the cutting forces eliminates the loss of auxiliary time on installation, fixing, expanding and the like operations, which ensures the flow of the processing process automatically, and, therefore, improves productivity. Since no solutions have been identified that have features that match the listed distinctive features that affect the achievement of a technical result, the claimed invention meets the inventive step.

Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг. 1 изображена схема скоростей лент и сил резания, на фиг. 2 показана зона обработки изделия, на фиг. 3 представлен общий вид варианта устройства для реализации заявляемого способа, на фиг. 4 - то же устройство в плане. The invention is illustrated by drawings: in FIG. 1 shows a diagram of belt speeds and cutting forces; FIG. 2 shows the product processing zone, FIG. 3 presents a General view of a variant of the device for implementing the proposed method, FIG. 4 - the same device in plan.

Рабочие поверхности лент 1 и 2, установленные против друг друга и движущиеся под углом α друг к другу, образуют между собой зону обработки, в которую в направлении вектора результирующей скоростей рабочих поверхностей лент подается изделие 3. С введением детали в зону обработки на контактирующих поверхностях абразивных лент и детали появляются силы P₁ и P₂, совпадающие по направлению с векторами скоростей рабочих поверхностей лент V₁ и V₂, которые перемещают и выводят изделие из зоны обработки. P и V результирующие векторов действующих на рабочих поверхностях сил и скоростей.The working surfaces of the belts 1 and 2, set against each other and moving at an angle α to each other, form a processing zone between each other, into which, in the direction of the vector of the resulting speeds of the working surfaces of the belts, the product 3 is fed. With the introduction of the part into the processing zone on the abrasive contact surfaces of tapes and parts, forces P ₁ and P ₂ appear, which coincide in direction with the velocity vectors of the working surfaces of the tapes V ₁ and V ₂ , which move and remove the product from the processing zone. P and V resulting vectors of forces and speeds acting on the working surfaces.

На фиг. 1 изображена схема скоростей лент и сил резания, на которой векторы сил резания P₁, P₂, P на рабочих поверхностях и векторы скоростей V₁, V₂ и V совпадают.In FIG. 1 shows a diagram of belt speeds and cutting forces, on which the cutting force vectors P ₁ , P ₂ , P on the working surfaces and the velocity vectors V ₁ , V ₂ and V coincide.

Для стабилизации движения изделия во время обработки служат направляющие 4. Рабочие поверхности лент при обработке поджимаются к изделию контактными элементами 5. Время прохождения изделия через зону обработки, а следовательно, и величину снимаемого припуска устанавливают углом α между направлениями движения рабочих поверхностей, поскольку этот угол определяет величины равнодействующих скоростей и сил резания. При перемещении изделия в зоне обработки по криволинейной траектории или при непрерывном изменении угла α следы обработки не совпадают, что повышает качество обработанной поверхности. To stabilize the movement of the product during processing, guides 4 are used. The working surfaces of the tapes during processing are pressed to the product by contact elements 5. The time the product passes through the processing zone, and therefore the size of the removed allowance, is set by the angle α between the directions of movement of the working surfaces, since this angle determines values of resultant speeds and cutting forces. When moving the product in the processing zone along a curved path or when the angle α is continuously changed, the processing traces do not coincide, which improves the quality of the processed surface.

Для реализации предлагаемого способа было изготовлено приспособление (фиг. 3 и 4), состоящее из бесконечной ленты с внутренней абразивной поверхностью, ветви которой служили рабочими поверхностями 1 и 2, двух роликов 6 и 7, прижимных контактных элементов 5 и направляющих 4. Один из роликов закреплялся в патроне токарного станка, а второй был установлен с возможностью поворота на суппорте станка. Поворот ролика обеспечивал изменение угла между направлениями движения рабочих поверхностей, а контактные элементы гарантировали поджатие рабочих поверхностей к обрабатываемому изделию. Направляющие 4 стабилизировали перемещение изделия под действием сил резания в нужном направлении. Привод токарного станка позволял при испытаниях широко изменять частоту вращения приводного ролика 6. Бесконечную ленту получали путем склеивания ленты из наждачной шкурки шириной 80 мм. В качестве образцов использовали пластинки 2x10x10 мм и цилиндрики 5x10 мм из стали 45. Шероховатость поверхности образцов была R_a = 0,15. При обработке цилиндрических образцов поверхность контактных элементов была выполнена не плоской.To implement the proposed method, a device was made (Figs. 3 and 4), consisting of an endless belt with an internal abrasive surface, the branches of which served as working surfaces 1 and 2, two rollers 6 and 7, clamping contact elements 5 and guides 4. One of the rollers fixed in the chuck of the lathe, and the second was installed with the possibility of rotation on the support of the machine. The rotation of the roller provided a change in the angle between the directions of movement of the working surfaces, and the contact elements ensured that the working surfaces were pressed to the workpiece. The guides 4 stabilized the movement of the product under the action of cutting forces in the desired direction. The drive of the lathe allowed us to widely change the frequency of rotation of the drive roller 6 during testing. An endless tape was obtained by gluing a tape from an emery cloth 80 mm wide. The samples used were 2x10x10 mm plates and 5x10 mm cylinders made of steel 45. The surface roughness of the samples was R _a = 0.15. When processing cylindrical samples, the surface of the contact elements was not flat.

Результаты проведения экспериментов показали следующее. The results of the experiments showed the following.

Угол α между лентами при данных условиях регулировали в пределах 1-5^o. При этом время обработки было 2-0,5 с. Скорость вращения приводного ролика изменяли в пределах 150-800 об/мин, давление на деталь 5-20 Н/см². С увеличением давления резко возрастал съем. Шероховатость поверхности за один проход изменилась с R_a = 0,15 до R_a = 0,07. Поверхность образцов была равномерно обработана. Особенно хорошо были обработаны детали цилиндрической формы - получена высококачественная матовая поверхность без различимых следов обработки, это объясняется тем, что риски от обработки обоими абразивными поверхностями направлены под углом друг к другу.The angle α between the tapes under these conditions was regulated in the range of 1-5 ^o . In this case, the processing time was 2-0.5 s. The rotation speed of the drive roller was varied in the range of 150-800 rpm, the pressure on the part 5-20 N / cm ² . With increasing pressure sharply increased removal. The surface roughness in one pass changed from R _a = 0.15 to R _a = 0.07. The surface of the samples was uniformly treated. Parts of a cylindrical shape were especially well processed - a high-quality matte surface was obtained without distinguishable traces of processing, this is because the risks from processing with both abrasive surfaces are directed at an angle to each other.

По сравнению с прототипом заявленный способ в зависимости от условий повышает производительность шлифования в 1,5-4 раза за счет резкого снижения вспомогательного времени на закрепление и подачу изделия в зону обработки. Кроме этого, отпадает необходимость в оснащении станка, работающего по предлагаемому способу, устройствами для продвижения изделия детали через зону обработки, что упрощает его конструкцию, увеличивает надежность и уменьшает стоимость. Compared with the prototype, the claimed method, depending on the conditions, increases the grinding performance by 1.5-4 times due to a sharp decrease in the auxiliary time for fixing and feeding the product to the processing zone. In addition, there is no need to equip a machine operating according to the proposed method with devices for advancing a part's product through the processing zone, which simplifies its design, increases reliability and reduces cost.

Источники информации
1. A.C. CCCP N 518321, М.кл. B 24 B 21/00, 1976, БИ N 23.Sources of information
1. AC CCCP N 518321, M.C. B 24 B 21/00, 1976, BI N 23.

2. А.С. СССР N 1227432, М.кл. B 24 B 21/16, 1986, БИ N 16. 2. A.S. USSR N 1227432, M.cl. B 24 B 21/16, 1986, BI N 16.

3. А.С. СССР N 1184649, М.кл. B 24 B 21/02, 1985, БИ N 38.4 3. A.S. USSR N 1184649, M.C. B 24 B 21/02, 1985, BI N 38.4

Claims

1. The method of belt grinding, in which the product is placed in the processing zone between two working surfaces of the tapes installed at an angle to one another, and the belts are informed about the relative movements, characterized in that the working surfaces of the belts are located opposite each other and when processing the tape are moved at an angle one to the other, and the product is fed into the processing zone in the direction of the vector of the resulting speeds of the belts with the working surfaces, moved to the processing zone and removed from it by cutting forces.

2. The method according to claim 1, characterized in that the product is moved in the processing zone along a curved path.

3. The method according to claim 1, characterized in that the angle between the working surfaces of the tapes is changed continuously.

4. The method according to claim 1, characterized in that the product is delayed in the processing zone for a predetermined time.

5. A device for belt grinding of the product from two sides, containing tapes with work surfaces placed at an angle to one another, characterized in that it is equipped with a mechanism for setting the specified angle and guides to stabilize the movement of the product in the processing zone, with the tape working surfaces installed one opposite the other with the ability to move at an angle to one another.

6. The device according to claim 5, characterized in that a removable stop with a time relay is installed in the processing zone.

7. The device according to claim 5, characterized in that the guides for stabilizing the movement of the part in the processing zone are made curved.

8. The device according to claim 5, characterized in that the working surfaces of the tapes are formed by branches of an endless belt with an abrasive coating on the inside, and the mechanism for setting the angle between the working surfaces is made in the form of a roller with an axis that can be rotated on one side.