RU2152867C2

RU2152867C2 - Sectional grinding wheel

Info

Publication number: RU2152867C2
Application number: RU98101185A
Authority: RU
Inventors: Д.В. Щенин; А.Р. Ларионов; Ю.А. Лебедев
Original assignee: Высший технический колледж Ижевского государственного технического университета при Воткинском филиале
Priority date: 1998-01-05
Filing date: 1998-01-05
Publication date: 2000-07-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: invention relates to finishing methods of machining and it can be used for grinding plastic (viscous) materials and alloys. Grinding wheel has hollow metal housing with inner space accommodating lubricating-and-cooling material and provided with through channel for delivering lubricating-and-cooling material to cutting zone. Cup-shaped bushings are installed on thread in channels. Nozzle lapped to size of striker is found in cup bottom. Striker is essentially centrifugal impact strengthener. Balls are freely fitted in bushings. Bushings proper can be moved along thread in channels to set required outreach of strikers beyond the limits of wheel changing with wear of diamond-containing layer applied to periphery of wheel. To prevent falling of strikers from channels ring is provided with holes whose diameter is smaller that of strikers. Parts in form of hard alloy solids of revolution, such as balls, rollers, cone pins are used as strikers of centrifugal impact strengtheners. The latter are arranged over periphery of wheel in staggered or any other order on condition that unbalance of grinding wheel in operation is precluded. EFFECT: improved quality of machining, no adverse effect on environment. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, финишным методам обработки и может быть использована для шлифования пластичных (вязких) материалов и сплавов. The invention relates to the field of engineering, finishing processing methods and can be used for grinding plastic (viscous) materials and alloys.

При финишных методах обработки трудношлифуемых пластичных материалов, которыми являются жаростойкие и нержавеющие стали, существует проблема в получении качественных бездефектных поверхностей при высокой производительности обработки. Высокие мгновенные температуры в зоне резания с достаточно низким отводом тепла внутрь детали приводит к фазовым превращениям в поверхностном слое и возникновению структурных дефектов, что снижает эксплуатационные качества готовых изделий. With the finishing methods of processing hard-to-grind ductile materials, which are heat-resistant and stainless steels, there is a problem in obtaining high-quality defect-free surfaces with high processing performance. High instant temperatures in the cutting zone with a sufficiently low heat removal into the part leads to phase transformations in the surface layer and the occurrence of structural defects, which reduces the operational quality of the finished product.

Ближайшим техническим решением - аналогом (прототипом) является шлифовальный круг для шлифования преимущественно труднообрабатываемых материалов, в том числе и пластичных материалов, содержащий полый металлический корпус, внутрь которого подается СОТС, снабженный сквозными каналами для его выхода в зону шлифования и абразивосодержащий слой (элементы), нанесенный по периферии [1]. Недостатками данного абразивного круга является невысокое качество обрабатываемых поверхностей из-за прижогов и задиров, быстрое засаливание режущей поверхности круга, не экономичный расход СОТС в связи с постоянным истечением СОТС из отверстий, сильного ее разбрызгивания, приводящего к загрязнению окружающей среды, что требует установки защитных кожухов или экранов, невозможность применения высокоэффективных СОТС. The closest technical solution - an analogue (prototype) is an grinding wheel for grinding predominantly hard-to-work materials, including plastic materials, containing a hollow metal case, inside which a COTS is supplied, equipped with through channels for its exit to the grinding zone and an abrasive-containing layer (elements), applied on the periphery [1]. The disadvantages of this abrasive wheel are the low quality of the machined surfaces due to burns and scoring, quick greasing of the cutting surface of the wheel, not economical consumption of COTS due to the constant outflow of COTS from the holes, its strong spraying, which leads to environmental pollution, which requires the installation of protective covers or screens, the inability to use highly effective SOTS.

Технический результат - повышение качества обрабатываемых поверхностей и уменьшение загрязнения окружающей среды. The technical result - improving the quality of the processed surfaces and reducing environmental pollution.

Технический результат достигается тем, что сборный шлифовальный круг, содержащий полый металлический корпус, заполненный СОТС, снабженный сквозными каналами для выхода СОТС в зону шлифования, и по периферии которого нанесен абразивосодержацщй слой (элементы), имеет центробежные ударные упрочнители (ЦУУ), установленные в сквозных каналах для выхода СОТС, обеспечивающие уменьшения работы сил резания за счет опережающего поверхностного пластического деформирования (ППД), что приводит к снижению температурно-напряженного состояния поверхностного слоя и улучшению качества обрабатываемых поверхностей. ЦУУ, выполненные в виде твердосплавных тел вращения, обеспечивают в процессе ППД получение выглаживающего эффекта, что приводит к снижению шероховатости обрабатываемых поверхностей, причем упрочнители располагаются во втулках, имеющих форму стакана, в дне которого имеется конусное сопло, что позволяет ударнику плотно перекрывать канал от разбрызгивания СОТС вне зоны резания, тем самым уменьшается загрязнение окружающей среды. Втулки расположены в каналах с возможностью регулировочного перемещения в осевом направлении, что позволяет получать требуемую глубину и степень упрочнения поверхностного слоя обрабатываемых деталей, что улучшает их качества, путем изменения вылета ЦУУ за пределы абразивосодержащего слоя. The technical result is achieved in that a prefabricated grinding wheel containing a hollow metal body filled with COTS, equipped with through channels for the COTS to enter the grinding zone, and on the periphery of which an abrasive-containing layer (elements) is applied, has centrifugal impact hardeners (CCUs) installed in through channels for the exit of SOTS, providing a reduction in the work of cutting forces due to advanced surface plastic deformation (PPD), which leads to a decrease in the temperature-stress state nostnogo layer and improve the quality of machined surfaces. TsUU, made in the form of carbide bodies of revolution, provide a smoothing effect in the process of PPD, which leads to a decrease in the roughness of the treated surfaces, and the hardeners are located in bushings having the shape of a glass, in the bottom of which there is a conical nozzle, which allows the hammer to close the channel from spraying SOTS outside the cutting zone, thereby reducing environmental pollution. The bushings are located in the channels with the possibility of adjusting movement in the axial direction, which allows you to obtain the required depth and degree of hardening of the surface layer of the workpieces, which improves their quality by changing the departure of the CCU beyond the abrasive layer.

Предлагаемый сборный шлифовальный круг изображен на фиг. 1. На фиг. 2 - принципиальная схема работы шлифовального круга. The proposed assembly grinding wheel is depicted in FIG. 1. In FIG. 2 is a schematic diagram of the operation of the grinding wheel.

Сборный шлифовальный круг содержит полый металлический корпус 1, с внутренней полостью для размещения в ней СОТС и сквозными каналами 3 для подачи СОТС в зону резания, в каналах на резьбе расположены втулки 4, имеющие форму стакана, в дне которого расположено сопло, притертое по размеру ударника 5, который является ударником ЦУУ. The assembly grinding wheel contains a hollow metal casing 1, with an internal cavity for placement of COTS in it and through channels 3 for supplying COTS to the cutting zone, in the channels on the thread there are bushings 4 having the shape of a cup, at the bottom of which there is a nozzle ground in size of the hammer 5, which is the drummer of the TsUU.

Ударники во втулках находятся в свободном состоянии, а сами втулки имеют возможность регулировочного перемещения в каналах по резьбе, устанавливая требуемый вылет ударников за пределы круга, который будет изменяться с износом абразивосодержащего слоя 6, нанесенного на периферию круга. Имеется кольцо 7 с отверстиями, диаметром меньше диаметра ударников, для предотвращения выпадения их из каналов. В качестве ударников ЦУУ используют детали в виде твердосплавных тел вращения, например шарики, ролики, конусные бойки. ЦУУ расположены на периферии круга рядами в шахматном или в любом другом порядке, но так, чтобы это не приводило к дисбалансу круга в ходе его работы. Drummers in the bushings are in a free state, and the bushings themselves have the ability to adjust the movement in the channels along the thread, setting the desired departure of the drummers outside the circle, which will change with the wear of the abrasive layer 6 deposited on the periphery of the circle. There is a ring 7 with holes with a diameter less than the diameter of the strikers, to prevent them from falling out of the channels. As drummers TsUU use parts in the form of carbide bodies of revolution, such as balls, rollers, conical strikers. TsUU are located on the periphery of the circle in rows in a checkerboard pattern or in any other order, but so that this does not lead to an imbalance of the circle during its operation.

Сборный шлифовальный круг работает следующим образом. При вращении круга под действием центробежных сил ударники располагаются во втулках в крайнем положении и плотно прижимаются к соплу, закрывая каналы от выхода СОТС. Во внутреннюю полость СОТС подается непосредственно перед процессом резания. В процессе резания ударник, имея вылет за пределы круга, ударяется о поверхность обрабатываемой детали и пластически деформирует ее, отскакивает от поверхности детали, открывая канал для выхода СОТС, которая под давлением подается непосредственно в зону резания. После выхода из зоны резания ударник под действием центробежных сил и давления СОТС закрывает канал, исключая разбрызгивания СОТС вне зоны резания. Ударники выполняют две функции: первая - упрочняют поверхностный слой обрабатываемой детали, охрупчивая его, тем самым повышают эффективность шлифования пластичных материалов; вторая - функцию клапана, открывающего канал для подачи СОТС в зоне резания и закрывающего при выходе его из зоны резания, что исключает разбрызгивание СОТС во все стороны. Precast grinding wheel works as follows. When the circle rotates under the action of centrifugal forces, the impactors are located in the bushings in the extreme position and tightly pressed against the nozzle, closing the channels from the outlet of the COTS. In the internal cavity of the COTS is supplied immediately before the cutting process. In the process of cutting, the firing pin, having a protrusion outside the circle, hits the surface of the workpiece and plastically deforms it, bounces off the surface of the part, opening the channel for the release of COTS, which is fed directly to the cutting zone under pressure. After exiting the cutting zone, the impactor, under the action of centrifugal forces and pressure of the COTS, closes the channel, excluding the spraying of the COTS outside the cutting zone. Drummers perform two functions: first, they strengthen the surface layer of the workpiece, embrittleing it, thereby increasing the efficiency of grinding plastic materials; the second is the function of the valve that opens the channel for supplying COTS in the cutting zone and closes when it leaves the cutting zone, which eliminates the dispersion of COTS in all directions.

ППД поверхностного слоя ЦУУ чередуется со съемом упрочненного участка абразивом круга. При выхаживании, когда не происходит съема металла, ЦУУ наклепывает обработанную поверхность, повышая микротвердость поверхностного слоя, уменьшая шероховатость с получением регулярного микрорельефа, что благоприятно сказывается при эксплуатации таких деталей, где требуется высокая износостойкость и маслоудерживающие контактные поверхности. The PPD of the surface layer of the TsUU alternates with the removal of the hardened area by an abrasive wheel. When nursing, when metal removal does not take place, the central control unit rivets the treated surface, increasing the microhardness of the surface layer, reducing the roughness with obtaining regular microrelief, which favorably affects the operation of such parts where high wear resistance and oil-bearing contact surfaces are required.

Применение данного сборного шлифовального круга в машиностроении, при финишных методах обработки дает повышение качества поверхностного слоя со снижением шероховатости, повышение прочности и микротвердости, с более качественной структурой, и улучшение условий труда рабочих с меньшим загрязнением окружающей среды. The use of this precast grinding wheel in mechanical engineering, with finishing methods of processing gives an increase in the quality of the surface layer with a decrease in roughness, an increase in strength and microhardness, with a better structure, and an improvement in the working conditions of workers with less environmental pollution.

Claims

A prefabricated grinding wheel containing a hollow metal casing filled with a lubricating cooling process medium and having through channels for its exit, and an abrasive-containing layer located on the periphery of the casing, characterized in that the circle is provided with channels for the exit of the lubricating cooling technological medium with the possibility of adjusting movement in the axial direction by bushings and centrifugal impact hardeners freely arranged in the bushings, made in the form of carbide bodies each of the bushings is made in the form of glasses with a nozzle in its bottom to ensure the impact hardener overflows the surface of the abrasive-containing layer.