RU2146603C1

RU2146603C1 - Noncontinuous abrasive wheel

Info

Publication number: RU2146603C1
Application number: RU98120085A
Authority: RU
Inventors: Ю.С. Степанов; Б.И. Афонасьев; В.В. Бородин; М.Ф. Селеменев; Н.Н. Самойлов
Original assignee: Орловский государственный технический университет
Priority date: 1998-11-05
Filing date: 1998-11-05
Publication date: 2000-03-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering, namely, grinding and polishing wheels. SUBSTANCE: noncontinuous abrasive wheel may be used at machine-building plants. It has moving flange, holder with flange and cups with abrasive members positioned in holder. Moving flange is driven for rotation with respect to holder. Flange drive includes rod, pin passing through helical recess of rod and return spring. Two ratchet wheels are mounted on rod and moving flange for engagement. Cups are spring-loaded relative to holder flange and installed in contact with moving flange. The latter has slanting end face on side of contact. End-face slope angle depends on average distance between abrasive grains of abrasive members and space between cups. EFFECT: higher stability of tool. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к шлифованию, а именно к шлифовальным, полировальным кругам, и может применяться преимущественно на машиностроительных заводах при обработке металлов и сплавов. The invention relates to grinding, namely to grinding, polishing wheels, and can be used mainly in engineering plants in the processing of metals and alloys.

Известен прерывистый абразивный круг, содержащий корпус и стаканы коробчатой формы, на которых установлены абразивные элементы, размещенные опорными поверхностями между двумя камерами [1]. Known intermittent abrasive wheel containing a housing and box-shaped glasses, on which are installed abrasive elements placed by the supporting surfaces between two chambers [1].

Прерывистая периферийная поверхность круга обеспечивает прерывание контакта "обрабатываемое отверстие - абразивный круг" и уменьшает вероятность образования прижогов на поверхности заготовки. The intermittent peripheral surface of the wheel provides interruption of the contact "machined hole - abrasive wheel" and reduces the likelihood of burns on the surface of the workpiece.

Но технологическая система "станок - приспособление - инструмент-заготовка" периодически разгружаясь в момент прерывания процесса шлифования, формирует на обрабатываемой поверхности волнистость, возрастающую с увеличением расстояния между абразивными элементами. But the technological system "machine - tool - tool - workpiece" periodically unloading at the time of interruption of the grinding process, forms a waviness on the treated surface, increasing with increasing distance between the abrasive elements.

В качестве прототипа выбрана конструкция прерывистого шлифовального круга, состоящая из абразивных элементов, выполненных в виде стаканов, с опорной поверхностью соответствующей клиновидной форме выступов обоймы [2]. В полость, образуемую обоймой и фланцем, закладывается упругая оболочка, в которую под давлением подается воздух, приводящий инструмент в рабочее состояние. С целью ликвидации разбалансировки круга в процессе работы опорная поверхность металлического основания абразивного стакана выполнена в виде двухскосного клина. Выступы обоймы имеют соответствующую клиновидную форму, что позволяет устранить зазор в соединении абразивных стаканов и выступов обоймы. As a prototype, the design of an intermittent grinding wheel, consisting of abrasive elements made in the form of glasses, with a supporting surface corresponding to the wedge-shaped form of the protrusions of the cage [2]. An elastic shell is laid in the cavity formed by the holder and the flange, into which air is supplied under pressure, bringing the tool into working condition. In order to eliminate the imbalance of the circle during operation, the supporting surface of the metal base of the abrasive cup is made in the form of a biaxial wedge. The protrusions of the cage have a corresponding wedge-shaped shape, which eliminates the gap in the connection of the abrasive glasses and protrusions of the cage.

Недостатком данного круга является формирование на обрабатываемой поверхности волнистости, возрастающей с увеличением расстояния между абразивными элементами в момент прерывания процесса шлифования. Кроме того, зерна последующих брусков попадают в ранее прорезанные риски-царапины зерен предыдущих брусков, что снижает режущую способность круга, ухудшает шероховатость обработанных поверхностей. The disadvantage of this circle is the formation on the surface of the waviness, increasing with increasing distance between the abrasive elements at the time of interruption of the grinding process. In addition, the grains of subsequent bars fall into previously cut risk-scratches of grains of previous bars, which reduces the cutting ability of a circle and worsens the roughness of the treated surfaces.

Заявляемое техническое решение позволяет устранить недостатки, свойственные традиционным прерывистым кругам, путем уменьшения зоны прерывания, продольного смещения абразивных элементов в виде стаканов и реализовать принцип неповторяющегося следа. The claimed technical solution allows to eliminate the disadvantages inherent in traditional intermittent circles by reducing the interruption zone, the longitudinal displacement of the abrasive elements in the form of glasses and to implement the principle of a non-repeating trace.

Поставленная задача решается с помощью прерывистого абразивного круга, который состоит из абразивных элементов в виде стаканов, обоймы и неподвижного фланца, при этом круг дополнительно снабжен подвижным фланцем, установленным с возможностью вращения относительно обоймы, и приводом вращения, обойма выполнена с Т-образными пазами, а стаканы - с опорными поверхностями, соответствующими Т-образным пазам обоймы, кроме того, стаканы подпружинены со стороны неподвижного фланца и установлены в контакте с подвижным фланцем. The problem is solved using an intermittent abrasive wheel, which consists of abrasive elements in the form of cups, clips and a fixed flange, while the circle is additionally equipped with a movable flange mounted for rotation relative to the holder, and a rotation drive, the holder is made with T-shaped grooves, and glasses - with supporting surfaces corresponding to the T-shaped grooves of the holder, in addition, the glasses are spring-loaded from the fixed flange and are installed in contact with the movable flange.

Помимо этого круг снабжен храповыми колесами, одно из которых установлено на подвижном фланце, а второе - на приводе вращения подвижного фланца с возможностью зацепления с первым, при этом подвижный фланец со стороны контакта со стаканами выполнен с косым торцом, угол α наклона которого относительно плоскости перпендикулярной оси вращения круга определен из формулы:
α = arctg[l_ср•n/2l],
где 1_ср - среднее расстояние между абразивными зернами абразивных элементов в виде стаканов;
n - любое целое число;
l - расстояние между абразивными элементами в виде стаканов.In addition, the circle is equipped with ratchet wheels, one of which is mounted on the movable flange, and the second on the rotary drive of the movable flange with the possibility of engagement with the first, while the movable flange on the contact side with the cups is made with an oblique end face, the inclination angle α of which is relative to the plane perpendicular the axis of rotation of the circle is determined from the formula:
α = arctan [l _sr • n / 2l],
where 1 _cf is the average distance between the abrasive grains of the abrasive elements in the form of glasses;
n is any integer;
l is the distance between the abrasive elements in the form of glasses.

Привод вращения подвижного фланца выполнен в виде штока, подвижно установленного в центральном отверстии обоймы с помощью штифта, проходящего через винтовой паз штока, возвратной пружины и храпового колеса, жестко закрепленного на штоке. The rotational drive of the movable flange is made in the form of a rod, movably mounted in the Central hole of the casing with a pin passing through the screw groove of the rod, return spring and ratchet wheel, rigidly fixed to the rod.

На фиг. 1 приведена конструкция прерывистого абразивного круга, продольный разрез; на фиг. 2 - общий вид конструкции; на фиг. 3 - вид слева на фиг. 1. In FIG. 1 shows the design of an intermittent abrasive wheel, a longitudinal section; in FIG. 2 - general view of the structure; in FIG. 3 is a left view of FIG. 1.

На обойме 1, изготовленной в виде цилиндра с фланцем с одной стороны и центральным отверстием, имеются продольные Т-образные пазы, в которые установлены абразивные элементы в виде стаканов 2. Металлическим основанием, выполненным с Т-образной опорной поверхностью, абразивные элементы в виде стаканов крепятся в пазах обоймы с помощью прижимной планки 3. Регулировка минимального зазора, необходимого для скользящей посадки абразивных элементов в виде стаканов в пазах обоймы, осуществляется с помощью прокладки 4 и винтов 5. Со стороны неподвижного фланца обоймы абразивные элементы в виде стаканов 2 отжимаются пружинами 6, которые вставлены в направляющие гильзы 7. С другой стороны абразивные элементы в виде стаканов 2 контактируют с косым торцом, выполненным под некоторым углом
α = arctg[l_ср•n/2l],
к плоскости перпендикулярной оси вращения круга,
где 1_ср - среднее расстояние между абразивными зернами абразивных элементов в виде стаканов;
n - любое целое число;
l - расстояние между абразивными элементами в виде стаканов;
подвижного фланца 8. Кроме того, на подвижном фланце на противоположном торце закреплено одно храповое колесо 9 винтами 10. От осевого перемещения подвижный фланец удерживается кольцом 11. Для предохранения попадания шлама в привод поворота подвижного фланца, на последнем закреплен кожух 12 винтами 13. Привод поворота подвижного фланца состоит из штока 14, подвижно смонтированного в центральном отверстии обоймы, на котором на шпонке закреплено другое храповое колесо 15 с помощью двух гаек 16 и наконечник 17. С помощью возвратной пружины 18, расположенной в центральном отверстии обоймы и опирающейся на пяту 19 и кольцо 20, шток постоянно поджат к штифту 21, проходящему через винтовой паз штока. Профиль винтового паза обеспечивает вращательное движение штока при продольном перемещении данного инструмента и при его встрече с неподвижным упором 22. С целью уменьшения трения вращающегося наконечника 17 о неподвижный упор 22, первый снабжен закаленной вставкой 23 и шариком 24, которым он контактирует с неподвижным упором, преодолевая сопротивление пружины 18. Для предохранения от попадания абразивной пыли и шлама в зазоры Т-образных пазов обоймы, в которых размещены и дискретно перемещаются абразивные элементы в виде стаканов 2, на внутренних поверхностях последних приклеены резиновые уплотнители 25.On the holder 1, made in the form of a cylinder with a flange on one side and a central hole, there are longitudinal T-grooves in which abrasive elements are installed in the form of cups 2. A metal base made with a T-shaped supporting surface, abrasive elements in the form of cups fastened in the grooves of the holder using the clamping plate 3. The minimum clearance required for the sliding fit of the abrasive elements in the form of glasses in the grooves of the holder is adjusted using gaskets 4 and screws 5. From the side of the fixed th flange yoke abrasive elements 2 in the form of cup springs 6 are pressed which are inserted into the guide sleeve 7. On the other side of the abrasive elements in the form of cup 2 are in contact with an oblique end face formed at an angle
α = arctan [l _sr • n / 2l],
to the plane perpendicular to the axis of rotation of the circle,
where 1 _cf is the average distance between the abrasive grains of the abrasive elements in the form of glasses;
n is any integer;
l is the distance between the abrasive elements in the form of glasses;
movable flange 8. In addition, on the opposite flange one ratchet wheel is fixed with 9 screws 10. From axial movement, the movable flange is held by the ring 11. To prevent the ingress of sludge into the rotary drive of the movable flange, the casing is secured with 12 screws on the last 13. The rotary drive the movable flange consists of a rod 14, movably mounted in the central hole of the cage, on which another ratchet wheel 15 is mounted on a key using two nuts 16 and a tip 17. Using a return spring 18, it is located wedged in the Central hole of the cage and resting on the heel 19 and the ring 20, the rod is constantly tightened to the pin 21 passing through the screw groove of the rod. The profile of the screw groove provides rotational movement of the rod during longitudinal movement of this tool and when it meets the fixed stop 22. In order to reduce the friction of the rotating tip 17 against the fixed stop 22, the first is equipped with a hardened insert 23 and a ball 24, which it contacts with the fixed stop, overcoming spring resistance 18. To protect against ingress of abrasive dust and sludge into the gaps of the T-shaped grooves of the holder, in which the abrasive elements in the form of cups 2 are placed and move discretely, on the inside On the latter, rubber seals are glued 25.

Собранный с абразивными элементами в виде стаканов 2 и приводом вращения подвижного фланца абразивный круг крепится на шпинделе станка коническим отверстием с помощью имеющейся на станке стандартной гайкой, которая закручивается на резьбовой хвостовик 26 обоймы. The abrasive wheel assembled with abrasive elements in the form of cups 2 and a drive for rotating the movable flange is mounted on the machine’s spindle with a conical hole using the standard nut on the machine, which is screwed onto the threaded shank 26 of the cage.

Сборку и регулировку прерывистого абразивного круга осуществляют в следующей последовательности. Assembly and adjustment of the intermittent abrasive wheel is carried out in the following sequence.

В отверстие фланца обоймы запрессовывают направляющие гильзы 7. В центральное отверстие обоймы закладывают пяту 19, кольцо 20 и пружину 18, а также второе кольцо и шток 14. Предварительно сжав пружину 18 и совместив винтовой паз штока 14 с поперечным отверстием обоймы, в обойму запрессовывают специальный штифт 21. Притертые к Т-образным пазам обоймы и вставленные в них абразивные элементы в виде стаканов 2 регулируют, добиваясь минимального зазора, винтами 5 и прокладкой 4 прижим планки 3. Собранный с одним храповым колесом 9 подвижный фланец 8 по скользящей посадке устанавливают на обойме и фиксируют от продольного перемещения стопорным кольцом 11. Далее на шток неподвижно монтируют на шпонке второе храповое колесо 15, закрепляя его гайкой и контргайкой 16. Перед тем как закрепить предохранительный кожух 12 винтами 13 на подвижном фланце 8, на шток 14 завинчивают наконечник 17, в котором предварительно завальцованы закаленная вставка 23 и шарик 24. The guide sleeves 7 are pressed into the hole of the holder flange 7. Heel 19, ring 20 and spring 18, as well as the second ring and stem 14 are inserted into the central hole of the holder. After compressing the spring 18 and aligning the screw groove of the rod 14 with the transverse hole of the holder, a special one is pressed into the holder pin 21. The clips rubbed against the T-grooves and inserted into the abrasive elements in the form of cups 2 are adjusted to achieve the minimum clearance with the screws 5 and the gasket 4 clamp clip 3. Assembled with one ratchet wheel 9 movable flange 8 A tight fit is mounted on the cage and secured against longitudinal movement by the locking ring 11. Next, the second ratchet wheel 15 is fixedly mounted on the stem on the key, securing it with a nut and lock nut 16. Before securing the safety cover 12 with screws 13 on the movable flange 8, to the rod 14 screw the tip 17, in which the hardened insert 23 and the ball 24 are pre-rolled.

Перед обработкой производят правку круга и балансировку. Before processing, edit the circle and balance.

Прерывистый абразивный круг работает следующим образом. За полоборота шпинделя и прерывистого абразивного круга зона резания а-б, находящаяся на его периферии, переместится в положение a₁-б₁, за вторые полоборота она вернется в исходное положение. Следовательно, за полный оборот круга все его периферийные точки зоны резания совершают перемещение вдоль оси вращения, равное величине амплитуды А₀. Кроме того, с каждым двойным ходом или через какое-то количество двойных ходов прерывистый абразивный круг доводят до неподвижного упора. При этом, благодаря остановке штока и винтовому пазу в нем, первое и второе храповые колеса 9 и 15 сцепляясь поворачивают фланец на некоторый угол. Своим косым торцом подвижный фланец заставляет все абразивные элементы в виде стаканов переместиться друг относительно друга в продольном направлении, реализуя принцип неповторяющегося следа. Это дает возможность повысить режущую способность абразивных элементов в виде стаканов и значительно улучшить шероховатость обработанных поверхностей.Intermittent abrasive wheel works as follows. For a half-revolution of the spindle and an intermittent abrasive wheel, the cutting zone a-b located on its periphery will move to position a ₁ -b ₁ , for the second half-revolution it will return to its original position. Therefore, for a complete revolution of the circle, all of its peripheral points of the cutting zone move along the axis of rotation equal to the amplitude A ₀ . In addition, with each double stroke or after a certain number of double strokes, the intermittent abrasive wheel is brought to a fixed stop. At the same time, thanks to the stop of the rod and the screw groove in it, the first and second ratchet wheels 9 and 15 interlocking, turning the flange by a certain angle. With its oblique end face, the movable flange makes all abrasive elements in the form of glasses move relative to each other in the longitudinal direction, realizing the principle of a non-repeating trace. This makes it possible to increase the cutting ability of abrasive elements in the form of glasses and significantly improve the roughness of the treated surfaces.

Для того, чтобы зерна абразивных элементов в виде стаканов не попадали в ранее прорезанные риски-царапины, они должны переместиться на половину среднего расстояния между ними или на другую величину, кратную этому расстоянию, что реализовано в разработанном инструменте. In order for the grains of abrasive elements in the form of glasses not to fall into previously cut-through risk-scratches, they must move half the average distance between them or another value that is a multiple of this distance, which is implemented in the developed tool.

Предлагаемое техническое решение позволяет:
- обеспечить колебание зоны резания, которое предотвращает прижоги и появление микротрещин и увеличить стойкость инструмента;
- реализовать принцип неповторяющегося следа путем подбора величины угла смещения абразивных элементов в виде стаканов с учетом среднего расстояния между выступами микронеровностей, сформированных абразивными зернами;
- повысить режущую способность абразивных элементов в виде стаканов и значительно на 1-2 класса улучшить шероховатость поверхности;
- повысить производительность обработки в 1,8-2 раза, при этом снизить расход абразивного инструмента на 25%.The proposed technical solution allows you to:
- to provide oscillation of the cutting zone, which prevents burns and the appearance of microcracks and increase the tool life;
- implement the principle of a non-repeating trace by selecting the angle of displacement of the abrasive elements in the form of glasses, taking into account the average distance between the protrusions of microroughness formed by abrasive grains;
- increase the cutting ability of abrasive elements in the form of glasses and significantly improve the surface roughness by 1-2 grades;
- increase the processing productivity by 1.8-2 times, while reducing the consumption of abrasive tools by 25%.

Claims

1. Intermittent abrasive wheel, consisting of abrasive elements in the form of cups, holders and a fixed flange, characterized in that the circle is additionally equipped with a movable flange mounted for rotation relative to the holder, and a rotation drive, the holder is made with T-shaped grooves, and the glasses - with supporting surfaces corresponding to the T-shaped grooves of the cage, while the glasses are spring-loaded from the side of the fixed flange and installed in contact with the movable flange.

2. The circle according to claim 1, characterized in that it is equipped with ratchet wheels, one of which is mounted on the movable flange, and the second on the rotational drive of the movable flange with the possibility of engagement with the first, while the movable flange on the contact side with the cups is made with oblique end face, the inclination angle α relative to a plane perpendicular to the axis of rotation of the circle, is determined from the formula
α = arctan [l _sr • n / 2l],
where l _cf is the average distance between the abrasive grains of the abrasive elements;
n is any integer;
l is the distance between the abrasive elements.

3. The circle according to claim 1 or 2, characterized in that the rotational drive of the movable flange is made in the form of a rod, movably mounted in the Central hole of the casing with a pin passing through the screw groove of the rod, return spring and ratchet wheel, rigidly fixed to the rod.