RU2176588C1

RU2176588C1 - Assembled grinding wheel

Info

Publication number: RU2176588C1
Application number: RU2000109424A
Authority: RU
Inventors: Л.В. Худобин; А.Ш. Хусаинов; Н.И. Веткасов; Д.А. Курушин
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 2000-04-14
Filing date: 2000-04-14
Publication date: 2001-12-10

Abstract

FIELD: grinding of metals and alloys. SUBSTANCE: housing is provided with slots made of dovetail. The slots receive abrasive segments. Heat-removing members are interposed between the segments without space. Lengths of arcs of the heat-removing member and the abrasive segments on the radius of the external surface of the metal housing are defined from mathematical relation. EFFECT: enhanced resistance of the wheel and efficient action of the cooling agent. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к абразивным инструментам, предназначенным для шлифования металлов и сплавов. The invention relates to mechanical engineering, namely to abrasive tools designed for grinding 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, опубл. в БИ N 42, 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 его вынужденных колебаний, что отрицательно сказывается на качестве шлифованных поверхностей. При работе такого круга отмечается повышенный шум по сравнению со шлифованием кругом со сплошной рабочей поверхностью. Known grinding wheel, made in the form of a body with grooves in the form of a dovetail (A.S. USSR 779058, B 24 D 5/06, published in BI N 42, 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 its forced oscillations is possible, which negatively affects the quality of polished surfaces. When operating such a wheel, increased noise is observed compared to 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 802006, В 24 D 5/00, опубл. в БИ N 5, 1981). К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании данного круга, также 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 случаев не позволяет обеспечить требуемую работоспособность и стойкость шлифовальных кругов. Кроме того, в процессе работы такого круга возможно увеличение амплитуды его вынужденных колебаний, что отрицательно сказывается на качестве шлифованных поверхностей. При работе такого круга отмечается повышенный шум по сравнению со шлифованием кругом со сплошной рабочей поверхностью. Known abrasive tools made in the form of installed in the housing concentrically to its axis and arranged to rotate abrasive elements (a. From. USSR 802006, 24 D 5/00, publ. In BI N 5, 1981). 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 the 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 its forced oscillations is possible, which negatively affects the quality of polished surfaces. When operating such a wheel, increased noise is observed compared to 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 (а.с. СССР 772836, B 24 D 7/06, опубл. в БИ 39, 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. Перечисленные недостатки не позволяют в ряде случаев обеспечить требуемую стойкость 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 casing (AS USSR 772836, B 24 D 7/06, publ. In BI 39 , 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 . These shortcomings do not allow in some cases to provide 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 их стойкости. Одним из путей повышения стойкости и работоспособности шлифовальных кругов, в том числе и сборных, является снижение теплонапряженности процесса шлифования, 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 their durability especially urgent. One of the ways to increase the durability and performance of grinding wheels, including prefabricated ones, is to reduce the heat stress of the grinding process, which can be achieved by improving the design of prefabricated grinding wheels.

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

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном сборном шлифовальном круге, состоящем из абразивных сегментов, установленных посредством упругих элементов и толкателей в пазах металлического корпуса и закрепленных в осевом направлении с помощью фланца и болтов, особенность заключается в том, что в промежутках между абразивными сегментами без зазора установлены теплоотводящие элементы, длина дуги K на радиусе R_кр рабочей поверхности круга равна длине дуги впадин на рабочей поверхности круга, длина дуги теплоотводящего элемента на радиусе R наружной поверхности металлического корпуса L_Т= K+(5-6) мм, длина дуги абразивных сегментов на радиусе R наружной поверхности металлического корпуса

где n - число абразивных сегментов в круге.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, mounted by means of elastic elements and pushers in the grooves of the metal body and secured axially by means of a flange and bolts, the feature is that in the gaps heat-removing elements are installed between the abrasive segments without a gap, the length of the arc K at a radius R _{cr of the} working surface of the circle is equal to the length of the arc of depressions on the working surface of cr uga, the arc length of the heat sink element at a radius R of the outer surface of the metal casing L _T = K + (5-6) mm, the arc length of the abrasive segments at a radius R of the outer surface of the metal casing

where n is the number of abrasive segments in the circle.

Теплоотводящие элементы выполнены из материала, обладающего высокой теплопроводностью, например из пиролитического графита. В нижней их части выполнены отверстия для размещения болтов крепления фланца к корпусу круга. The heat-removing elements are made of a material having high thermal conductivity, for example, pyrolytic graphite. In the lower part of the holes are made to accommodate the bolts securing the flange to the body of the circle.

Введение в сборный шлифовальный круг в промежутки между абразивными сегментами без зазора теплоотводящих элементов позволяет значительно снизить теплонапряженность процесса шлифования за счет отвода тепла через элементы, а следовательно, уменьшить интенсивность износа абразивных зерен и повысить стойкость круга. Заполнение промежутков между абразивными сегментами теплоотводящими элементами улучшает также условия для подвода СОЖ, способствует снижению разбрызгивания СОЖ, амплитуды вынужденных колебаний и шума при шлифовании таким кругом (со сплошной рабочей поверхностью). Применение абразивных сегментов, у которых длина дуги на радиусе R наружной поверхности металлического корпуса

меньше длины дуги на радиусе R_кр рабочей поверхности круга, способствует удержанию теплоотводящих элементов в круге при его вращении с рабочей угловой скоростью. Гарантированное удержание теплоотводящих элементов в круге обеспечивают их установка в пазы корпуса, выполненные в форме ласточкина хвоста в промежутках между абразивными сегментами, и болты для крепления фланца к корпусу круга.The introduction of a pre-assembled grinding wheel between the abrasive segments without a gap of heat-removing elements can significantly reduce the heat intensity of the grinding process by removing heat through the elements, and therefore, reduce the wear rate of abrasive grains and increase the resistance of the wheel. Filling the gaps between the abrasive segments with heat-releasing elements also improves the conditions for supplying coolant, helps to reduce spraying of the coolant, the amplitude of the forced vibrations and noise when grinding in such a circle (with a continuous working surface). The use of abrasive segments in which the arc length at a radius R of the outer surface of the metal body

shorter than the length of the arc at a radius R _{cr of the} working surface of the circle, helps to keep the heat-removing elements in the circle when it rotates with a working angular velocity. Guaranteed retention of heat-removing elements in a circle is ensured by their installation in the grooves of the body made in the form of a dovetail in the spaces between the abrasive segments, and bolts for fastening the flange to the body of the circle.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемого изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом сборном шлифовальном круге, и изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна". The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the set of essential features of the analogue, allowed us to identify the set of essential distinctive features perceived by the applicant in the inventive combined grinding wheel, and set forth in the claims. Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Для проверки соответствия заявляемого изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявляемого сборного шлифовального круга. Результаты поиска показали, что заявляемое изобретение не вытекает явным образом для специалиста из известного уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата. Описываемое изобретение не основано на изменении количественных признаков, представлении их во взаимосвязи, либо на изменении их вида. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "изобретательский уровень". To verify the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify signs that match the distinctive features of the inventive combined grinding wheel from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not follow explicitly for a specialist from the prior art as determined by the applicant; the effect of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention on the achievement of a technical result is not revealed. The described invention is not based on a change in quantitative characteristics, their presentation in relationship, or on a change in their appearance. Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

Устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид сборного шлифовального круга; на фиг. 2 - вид слева по фиг. 1; на фиг. 3 - разреза А-А по фиг. 1; на фиг. 4 -местный вид Б по фиг. 2. The device is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of a precast grinding wheel; in FIG. 2 is a left view of FIG. 1; in FIG. 3 - section AA in FIG. 1; in FIG. 4-seater view B of FIG. 2.

Заявляемое изобретение содержит сборный шлифовальный круг, состоящий из металлического корпуса 1 (фиг. 2), в котором посредством упругих элементов 2 и толкателей 3 установлены абразивные сегменты 4, в промежутки между абразивными сегментами 4 без зазора установлены теплоотводящие элементы 5, у которых длина дуги на радиусе R_кр рабочей поверхности круга равна длине дуги К впадины на рабочей поверхности круга, длина дуги теплоотводящего элемента на радиусе R наружной поверхности металлического корпуса L_T=K+(5...6), длина дуги абразивных сегментов на радиусе R наружной поверхности металлического корпуса

где n - число абразивных сегментов в круге (фиг. 4).The claimed invention contains a prefabricated grinding wheel, consisting of a metal casing 1 (Fig. 2), in which abrasive segments 4 are installed by means of elastic elements 2 and pushers 3, heat-removing elements 5 are installed in between the abrasive segments 4, whose arc length is 5 R _cr radius working surface circle is equal to the arc length K cavities on the working surface of the circle, the arc length of the heat dissipating member at the radius R of the outer surface of the metallic body L _T = K + (5 ... 6), the arc length of the abrasive segment on the radius R of the outer surface of the metallic housing

where n is the number of abrasive segments in a circle (Fig. 4).

Крепление абразивных сегментов 4 и теплоотводящих элементов 5 в осевом направлении выполнено с помощью фланца 6, болтов 7 и гаек 8 (фиг. 3). Между фланцем 6 и абразивными сегментами 4, а также между этими сегментами и фланцем корпуса установлены прокладки 9 (фиг. 1). The fastening of the abrasive segments 4 and heat-removing elements 5 in the axial direction is made using the flange 6, bolts 7 and nuts 8 (Fig. 3). Between the flange 6 and the abrasive segments 4, as well as between these segments and the flange of the housing gaskets 9 are installed (Fig. 1).

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 ставят торцом В на верстак (фиг. 1), вставляют в пазы корпуса 1 толкатели 3, упругие элементы 2 и устанавливают абразивные сегменты 4. Вставляют в промежутки между абразивными сегментами 4 (фиг. 2) теплоотводящие элементы 5. Устанавливают фланец 6 (фиг. 3), в отверстия фланца вставляют болты 7 и заворачивают гайки 8. Затем фиксируют сборный круг на шпинделе 10 при помощи гайки 11 (фиг. 1). The assembly of the circle is carried out in the following sequence. The housing 1 is placed with the end face B on the workbench (Fig. 1), the pushers 3, the elastic elements 2 are inserted into the grooves of the housing 1 and the abrasive segments 4 are installed. The heat-removing elements 5 are inserted into the gaps between the abrasive segments 4 (5). The flange 6 is installed ( Fig. 3), insert the bolts 7 into the holes of the flange and tighten the nuts 8. Then, the assembly circle is fixed on the spindle 10 using the nut 11 (Fig. 1).

Сборный шлифовальный круг работает следующим образом. При диспергировании материала обрабатываемой заготовки режущими зернами абразивных сегментов 4 и его пластическом деформировании давящими зернами в зоне контакта происходит интенсивное тепловыделение. Значительная доля тепла поглощается теплоотводящими элементами, расположенными в сборном шлифовальном круге. В результате уменьшается теплонапряженность процесса шлифования и интенсивность износа шлифовального круга, повышаются его стойкость и работоспособность. Precast grinding wheel works as follows. When the material of the workpiece is dispersed by the cutting grains of the abrasive segments 4 and its plastic deformation by pressing grains in the contact zone, intense heat is generated. A significant proportion of the heat is absorbed by the heat-removing elements located in the assembly grinding wheel. As a result, the heat stress of the grinding process and the wear rate of the grinding wheel are reduced, and its durability and performance are increased.

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 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 the operations of grinding 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 capable of achieving the achievement of the technical result perceived by the applicant.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует критерию "промышленная применимость". Therefore, the claimed invention meets the criterion of "industrial applicability".

Claims

1. A prefabricated grinding wheel consisting of abrasive segments mounted by means of elastic elements and pushers with gaps in the metal casing and axially fixed by means of flanges, bolts and nuts, characterized in that it is equipped with heat-releasing elements, dovetail-shaped grooves are made in the casing and a tail therein, in the gaps between abrasive segments mounted heat sink elements of the condition of the absence of the gap between them and the abrasive segments, the arc length L _t e quench ementa on the radius R of the outer surface of the metallic body is
L _t = K + (5 - 6), mm,
where K is the length of the arc formed by the intervals of the depression on the working surface of the circle,
the arc length L of the abrasive segments at a radius R of the outer surface of the metal body is
L = (2πR / n) - L _t .
2. The circle according to claim 1, characterized in that in the lower part of each of the heat-removing elements holes are made that serve to accommodate the bolts.