RU2147275C1

RU2147275C1 - Sectional grinding wheel

Info

Publication number: RU2147275C1
Application number: RU99108864A
Authority: RU
Inventors: Л.В. Худобин; Н.И. Веткасов; Д.А. Курушин
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 1999-04-27
Publication date: 2000-04-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: grinding wheel is intended for use in operations of high-speed grinding of metals and alloys. Grinding wheel consists of abrasive segments spaced from one another on body. Solid lubricant elements are positioned in spaces without clearance. Tapered threaded bushing is introduced into body of segments to enhance reliability. EFFECT: improved serviceability and stability of wheel. 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к абразивным инструментам, предназначенным для скоростного шлифования металлов и сплавов. The invention relates to mechanical engineering, namely to abrasive tools intended for high-speed grinding of metals and alloys.

Известен шлифовальный круг, выполненный в виде корпуса с пазами в форме ласточкина хвоста (А.С. СССР 779058 B 24 D 5/06, 1980), в которых установлены на упругие прокладки абразивные сегменты. К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании данного круга, относится то, что прерывистость поверхности круга ухудшает условия для проникновения смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону шлифования и реализации ее смазочного действия, что в ряде случаев не позволяет достичь требуемой стойкости шлифовальных кругов. Кроме того, в процессе работы такого круга возможно увеличение амплитуды колебаний технологической системы, что отрицательно сказывается на качестве шлифованных поверхностей. При работе такого круга отмечается повышенный шум по сравнению с шлифованием кругом со сплошной рабочей поверхностью. Known grinding wheel, made in the form of a body with grooves in the form of a dovetail (AS USSR 779058 B 24 D 5/06, 1980), in which abrasive segments are mounted on elastic gaskets. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using this wheel include the fact that the discontinuity of the surface of the wheel worsens the conditions for the penetration of the cutting fluid into the grinding zone and the implementation of its lubricating action, which in some cases does not allow achieving the required durability grinding wheels. In addition, during the operation of such a circle, an increase in the amplitude of oscillations of the technological system is possible, which adversely affects the quality of polished surfaces. During the work of such a circle, increased noise is noted in comparison with grinding with a circle with a continuous working surface.

Известен абразивный инструмент, выполненный в виде установленных в корпусе концентрично его оси и расположенных с возможностью поворота абразивных элементов (А.С. СССР N 802006 B 24 D 5/00). К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании данного круга, так же как и предыдущего аналога, относится то, что прерывистость поверхности круга ухудшает условия для проникновения СОЖ в зону шлифования и реализации ее смазочного действия, что в ряде случав не позволяет обеспечить требуемую работоспособность и стойкость шлифовальных кругов. Кроме того, в процессе работы такого круга возможно увеличение амплитуды колебаний технологической системы, что отрицательно сказывается на качестве шлифованных поверхностей. При работе такого круга отмечается повышенный шум по сравнению с шлифованием кругом со сплошной рабочей поверхностью. Known abrasive tools made in the form installed in the housing concentrically to its axis and arranged to rotate abrasive elements (AS USSR N 802006 B 24 D 5/00). The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using this wheel, as well as the previous analogue, include the fact that the discontinuity of the surface of the wheel worsens the conditions for coolant to penetrate into the grinding zone and to realize its lubricating action, which in some cases does not provide the required performance and durability of grinding wheels. In addition, during the operation of such a circle, an increase in the amplitude of oscillations of the technological system is possible, which adversely affects the quality of polished surfaces. During the work of such a circle, increased noise is noted in comparison with grinding with a circle with a continuous working surface.

Наиболее близким шлифовальным кругом того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является сборный шлифовальный круг, состоящий из абразивных элементов, установленных посредством упругих элементов в пазах корпуса (см. А.С. СССР 772836, B 24 D 7/06, 1980), принятый за прототип. К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного сборного шлифовального круга, принятого за прототип, относится негативное влияние прерывистости рабочей поверхности круга на проникновение СОЖ в зону шлифования и эффективность ее смазочного действия, увеличение амплитуды вынужденных колебаний и повышенный шум при шлифовании таким кругом, ненадежность закрепления абразивных сегментов в корпусе круга. Перечисленные недостатки не позволяют в ряде случав достичь требуемой стойкости круга, отрицательно сказываются на качестве шлифованных поверхностей деталей. The closest grinding wheel of the same purpose to the claimed invention according to the totality of features is a prefabricated grinding wheel consisting of abrasive elements installed by means of elastic elements in the grooves of the body (see AS USSR 772836, B 24 D 7/06, 1980), adopted as a prototype. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known prefabricated grinding wheel adopted for the prototype include the negative effect of discontinuity of the working surface of the wheel on the penetration of the coolant into the grinding zone and the effectiveness of its lubricating action, an increase in the amplitude of forced vibrations and increased noise when grinding with such a wheel , the unreliability of fixing the abrasive segments in the body of the circle. These shortcomings do not allow in some cases to achieve the required durability of the circle, adversely affect the quality of the polished surfaces of the parts.

Сущность изобретения заключается в следующем. The invention consists in the following.

Резкое повышение в последнее время стоимости шлифовальных кругов сделало особенно актуальной проблему повышения ее стойкости. Одним из путей повышения стойкости и работоспособности шлифовальных кругов, в том числе и сборных, является увеличение скорости резания, усиление эффективности смазочного действия, применяемых смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС) путем создания условий для их гарантированного проникновения в зону контакта круга и заготовки, что может быть обеспечено за счет совершенствования конструкции сборных шлифовальных кругов. The recent sharp increase in the cost of grinding wheels has made the problem of increasing its durability especially urgent. One of the ways to increase the durability and performance of grinding wheels, including prefabricated ones, is to increase the cutting speed, increase the effectiveness of the lubricating action of the used lubricant-cooling technological means (COTS) by creating conditions for their guaranteed penetration into the contact zone of the wheel and the workpiece, which can be achieved by improving the design of prefabricated grinding wheels.

Технический результат - повышение стойкости сборных шлифовальных кругов и эффективности действия СОТС. The technical result is an increase in the durability of prefabricated grinding wheels and the effectiveness of the SOTS.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном сборном шлифовальном круге, состоящем из абразивных сегментов, установленных с промежутками посредством упругих элементов на металлическом корпусе и закрепленных в осевом направлении с помощью фланцев, болтов и гаек, в промежутках между абразивными сегментами без зазора установлены элементы твердой смазки. Особенность заключается в том, что абразивные сегменты закреплены на металлическом корпусе посредством конических резьбовых втулок и винтов. В корпусе выполнены радиальные пазы, в которые установлены винты. Корпус выполнен в виде многогранника, количество граней которого равно сумме абразивных сегментов и элементов твердой смазки. The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known prefabricated grinding wheel, consisting of abrasive segments installed at intervals by means of elastic elements on a metal casing and axially fixed with flanges, bolts and nuts, in the gaps between the abrasive segments without a gap solid lubricant elements installed. The peculiarity lies in the fact that the abrasive segments are mounted on a metal casing by means of tapered threaded bushings and screws. The housing is made of radial grooves in which the screws are installed. The body is made in the form of a polyhedron, the number of faces of which is equal to the sum of the abrasive segments and solid lubricant elements.

Введение в сборный шлифовальный круг в промежутки между абразивными сегментами без зазора элементов твердой смазки позволяет значительно усилить эффективность смазочного действия СОТС за счет обеспечения гарантированного ее проникновения в зону контакта шлифовального круга и заготовки, а следовательно, уменьшить интенсивность износа абразивных зерен и повысить стойкость круга. Заполнение промежутков между абразивными сегментами твердой смазкой улучшает также условия для подвода СОЖ в зону обработки, способствует снижению разбрызгивания СОЖ, амплитуды вынужденных колебаний и шума при шлифовании таким кругом. The introduction of a solid lubricant into the assembly grinding wheel between the abrasive segments without a gap of solid lubricants can significantly enhance the effectiveness of the lubricating action of COTS by ensuring its guaranteed penetration into the contact zone of the grinding wheel and the workpiece, and therefore, reduce the wear rate of abrasive grains and increase the wheel life. Filling the gaps between the abrasive segments with solid lubricant also improves the conditions for supplying the coolant to the treatment zone, helps to reduce the spraying of the coolant, the amplitude of the forced vibrations and noise when grinding in such a circle.

Скоростное шлифование предъявляет повышенные требования к надежности закрепления абразивных сегментов в металлическом корпусе круга. С целью повышения надежности крепления в абразивные сегменты введены конические резьбовые втулки. Форма втулки способствует ее надежному удержанию в теле абразивного сегмента. Абразивные сегменты дополнительно крепятся в радиальном направлении при помощи винтов. High-speed grinding places high demands on the reliability of fixing abrasive segments in a metal casing circle. In order to increase the reliability of fastening, tapered threaded bushings are introduced into the abrasive segments. The shape of the sleeve contributes to its reliable retention in the body of the abrasive segment. The abrasive segments are additionally mounted in the radial direction with screws.

На фиг. 1 изображен общий вид сборного шлифовального круга; на фиг. 2 - вид слева на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2. In FIG. 1 shows a general view of a precast grinding wheel; in FIG. 2 is a left view in FIG. 1; in FIG. 3 is a section AA in FIG. 2; in FIG. 4 is a section BB in FIG. 2.

Заявляемое изобретение содержит сборный шлифовальный круг, состоящий из металлического корпуса 1, в котором посредством упругих элементов 2 и 3, резьбовых втулок 4 и винтов 5 с шайбами 6 установлены с промежутками абразивные сегменты 7, в промежутки между абразивными сегментами 7 без зазора установлены элементы твердой смазки 8. The claimed invention comprises a prefabricated grinding wheel, consisting of a metal casing 1, in which abrasive segments 7 are installed at intervals by means of elastic elements 2 and 3, threaded sleeves 4 and screws 5 with washers 6, solid lubricant elements are installed in between the abrasive segments 7 without a gap eight.

Крепление абразивных сегментов и элементов твердой смазки в осевом направлении выполнено с помощью фланцев 9, болтов 10 с гайками 11 и шайбами 12 (фиг. 4). Между фланцами 9 и абразивными сегментами 7 установлены прокладки 13 (фиг. 3). The fastening of the abrasive segments and solid lubricant elements in the axial direction is made using the flanges 9, bolts 10 with nuts 11 and washers 12 (Fig. 4). Between the flanges 9 and the abrasive segments 7 installed gaskets 13 (Fig. 3).

Перед установкой на шпиндель круг должен быть собран. Before mounting on the spindle, the circle must be assembled.

Сборка круга осуществляется в следующей последовательности: корпус 1 с упругими элементами 3 и прокладкой 13 ставят торцом на верстак, вставляют в пазы корпуса 1 упругие элементы 2, затем устанавливают абразивные сегменты 7. Абразивные сегменты 7 при помощи винтов 4 закрепляют в корпусе круга. Вставляют в промежутки между абразивными сегментами 7 элементы твердой смазки 8. Устанавливают упругие элементы 3, прокладку 13 и фланец 9. В отверстия фланца вставляют болты 10 и заворачивают гайки 11. Затем фиксируют круг на шпинделе 14 при помощи гайки 5. The assembly of the circle is carried out in the following sequence: the housing 1 with the elastic elements 3 and the gasket 13 are placed end to end on the workbench, the elastic elements 2 are inserted into the grooves of the housing 1, then the abrasive segments 7 are installed. The abrasive segments 7 are fixed in the circle housing using screws 4. Insert in the gaps between the abrasive segments 7 elements of solid lubricant 8. Install the elastic elements 3, the gasket 13 and the flange 9. Insert bolts 10 into the holes of the flange and tighten the nuts 11. Then fix the circle on the spindle 14 with the nut 5.

Сборный шлифовальный круг работает следующим образом. При диспергировании материала обрабатываемой заготовки режущими зернами абразивных сегментов 7 и его пластическом деформировании давящими зернами в зоне контакта происходит интенсивное тепловыделение, под воздействием которого часть смазки, находящейся в промежутке между абразивными сегментами 7 на уровне периферийной поверхности круга переходит из твердого агрегатного состояния в жидкое и наносится при вращении круга тонким слоем на обрабатываемую поверхность заготовки, а также пропитывает объем сегментов 7, расположенные в непосредственной близости к элементам твердой смазки 8. В результате этого смазка равномерно распределяется по зоне контакта, обеспечивая эффективное смазочное действие и снижение трения абразивных зерен по материалу обрабатываемой заготовки. При этом уменьшается теплонапряженность процесса шлифования и интенсивность износа шлифовального круга, повышаются его стойкость и работоспособность. Увеличивается эффективность использования СОТС. Precast grinding wheel works as follows. When the material of the workpiece is dispersed by the cutting grains of the abrasive segments 7 and its plastic deformation by pressing grains occurs in the contact zone, intense heat release occurs, under the influence of which a part of the lubricant located in the gap between the abrasive segments 7 at the level of the peripheral surface of the circle passes from a solid state of aggregation to liquid and is applied when the circle is rotated with a thin layer on the workpiece surface to be treated, it also impregnates the volume of segments 7 located in close proximity to the solid lubricant elements 8. As a result, the lubricant is evenly distributed over the contact zone, providing an effective lubricating effect and reducing friction of abrasive grains over the material of the workpiece. At the same time, the heat stress of the grinding process and the wear rate of the grinding wheel are reduced, and its durability and performance are increased. The efficiency of using COTS is increasing.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого сборного шлифовального круга следующей совокупности условий:
- сборный шлифовальный круг, воплощающий заявляемое изобретение при его осуществлении, предназначен для использования в машиностроении, а именно на операциях скоростного шлифования заготовок с применением шлифовальных кругов и СОТС;
- для заявляемого сборного шлифовального круга в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- сборный шлифовальный круг, воплощающий заявляемое изобретение при его осуществлении, способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the inventive precast grinding wheel:
- prefabricated grinding wheel embodying the claimed invention in its implementation, is intended for use in mechanical engineering, namely in operations of high-speed grinding of workpieces using grinding wheels and COTS;
- for the inventive assembled grinding wheel in the form described in the independent claim, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application or known prior to the priority date has been confirmed;
- prefabricated grinding wheel embodying the claimed invention in its implementation, is able to ensure the achievement of the perceived by the applicant technical result.

Claims

A prefabricated grinding wheel containing abrasive segments fixed in the axial direction and by means of elastic elements mounted at intervals on a metal body made in the form of a polyhedron, characterized in that the wheel is equipped with solid lubricant elements and tapered threaded bushings inserted into the spaces between the segments and inserted into the body of each segment, in the housing there are radial grooves for installing the mounting screws of the segments, and the number of faces of the housing is equal to the number of segments and solid lubricant elements.