RU2183551C2

RU2183551C2 - Combination grinding wheel

Info

Publication number: RU2183551C2
Application number: RU2000119155A
Authority: RU
Inventors: Л.В. Худобин; Г.Р. Муслина; Ю.М. Правиков
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 2000-07-18
Filing date: 2000-07-18
Publication date: 2002-06-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; machining metals; finishing blanks by means of abrasive wheels. SUBSTANCE: combination grinding wheel includes components for coarse-grained and fine-grained abrasive layers which are secured on faces of polyhedral change members which may periodically turn through angle corresponding to number of faces. Grinding by means of this wheel is effective in machining blanks of various parts in small batches due to possibility of machining these blanks on one machine in succession by means of one grinding wheel whose working surface is intermittent and has grains of different sizes. EFFECT: simplified construction of grinding wheel. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к обработке металлов резанием, и может быть использовано на всех предприятиях машиностроения для эффективной чистовой и отделочной обработки заготовок абразивными кругами. The invention relates to the field of engineering, namely, the processing of metals by cutting, and can be used at all engineering enterprises for effective finishing and finishing workpieces with abrasive wheels.

Известны комбинированные шлифовальные круги, включающие расположенные по окружности чередующиеся секторы различной зернистости, позволяющие осуществлять шлифование заготовок крупно- и мелкозернистыми элементами (SU, авторские свидетельства 595140, кл. В 24 D 5/14, 1978; 608645, кл. В 24 D 5/14, 1979). В результате применения этих кругов улучшается качество обработанных деталей. Combined grinding wheels are known, including alternating sectors of various grain sizes arranged around the circumference, which allow grinding of workpieces with coarse and fine-grained elements (SU, copyright 595140, class B 24 D 5/14, 1978; 608645, class B 24 D 5 / 14, 1979). The use of these wheels improves the quality of the machined parts.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известных устройств, относится то, что в известных устройствах невозможно управление последовательностью участия в резании элементов с различной зернистостью. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using known devices include the fact that it is impossible to control the sequence of participation in cutting elements with different grain sizes in known devices.

Известно также устройство для шлифования, позволяющее последовательно шлифовать заготовки крупно- и мелкозернистыми абразивными элементами круга (SU, авторское свидетельство 1255414, кл. В 24 D 5/06, 1986). Крупнозернистые абразивные элементы закреплены на корпусе круга, выполненного из материала, обладающего отрицательной магнитострикцией. В корпусе выполнены секторные вырезки, в которых установлены вставки из материала, обладающего положительной магнитострикцией, несущие мелкозернистый абразивный слой. Описанное устройство позволяет улучшить качество обработанных деталей и повысить производительность обработки путем проведения предварительного и окончательного шлифования последовательно одним и тем же кругом за один у станов заготовки. There is also a device for grinding, which allows sequentially grinding workpieces with coarse and fine-grained abrasive elements of the wheel (SU, copyright certificate 1255414, class B 24 D 5/06, 1986). Coarse-grained abrasive elements are mounted on a circle body made of a material having negative magnetostriction. Sector cuts are made in the body, in which inserts of a material having positive magnetostriction are installed, bearing a fine-grained abrasive layer. The described device allows to improve the quality of the machined parts and increase processing productivity by conducting preliminary and final grinding sequentially in the same circle for one workpiece mill.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что в известном устройстве ограничена величина перемещения рабочей поверхности корпуса круга и вставок с мелкозернистыми абразивными слоями (не более 10 мкм), а также сложность конструкции, предусматривающей расположение между кругом и шлифовальной бабкой магнитной системы. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device include the fact that in the known device the amount of displacement of the working surface of the wheel body and inserts with fine-grained abrasive layers (not more than 10 μm) is limited, as well as the complexity of the design, providing for the location between the circle and grinding head of the magnetic system.

Известно также устройство, включающее шлифовальный круг, выполненный в виде корпуса с группами абразивонесущих элементов, установленных с чередованием их абразивной способности и механизма синхронного радиального перемещения одной из групп этих элементов, причем абразивонесущие элементы, связанные с механизмом перемещения, выполнены эластичными, а круг снабжен вставками в виде упругих металлических пластин с выступами в средней части, размещенных с возможностью взаимодействия с механизмом перемещения, при этом края пластин шарнирно связаны с корпусом (SU, авторское свидетельство 1553366, кл. В 24 D 5/06,1990). A device is also known, including a grinding wheel made in the form of a body with groups of abrasive elements installed with alternating abrasive ability and a mechanism for synchronous radial movement of one of the groups of these elements, moreover, the abrasive elements associated with the movement mechanism are made elastic and the circle is equipped with inserts in the form of elastic metal plates with protrusions in the middle part, placed with the possibility of interaction with the movement mechanism, while the edges of the plates are hinged associated with the housing (SU, Inventor's Certificate 1553366, cl. B 24 D 5 / 06.1990).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относятся сложность конструкции, а также возможность появления дисбаланса вращающегося круга. The reasons that impede the achievement of the following technical result when using the known device include the complexity of the design, as well as the possibility of an imbalance of the rotating circle.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является устройство для комбинированного шлифования, включающее сборный абразивный круг, содержащий абразивонесущие элементы с крупнозернистыми и мелкозернистыми слоями, и механизм перемещения элементов с мелкозернистыми абразивными соями (SU, авторское свидетельство 1328177, кл. В 24 D 5/06, 17/00, 1987), принятое за прототип. The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is a device for combined grinding, comprising a prefabricated abrasive wheel containing abrasive elements with coarse and fine grained layers, and a mechanism for moving elements with fine grained abrasive soybeans (SU, copyright certificate 1328177, class B 24 D 5/06, 17/00, 1987), adopted as a prototype.

К причинам, препятствующим достижению указанного технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится сложность изготовления механизма перемещения элементов с мелкозернистыми абразивными слоями, выполненного в виде плунжеров, взаимодействующих с конической втулкой, расположенной в шпинделе шлифовального станка. Для реализации этого устройства требуется модернизация шпиндельного узла шлифовального станка. The reasons that impede the achievement of the specified technical result when using the known device adopted for the prototype include the complexity of manufacturing a mechanism for moving elements with fine-grained abrasive layers made in the form of plungers interacting with a conical sleeve located in the spindle of a grinding machine. To implement this device requires the upgrade of the spindle unit of the grinding machine.

Сущность изобретения заключается в следующем. В предлагаемой конструкции круга исключен достаточно сложный механизм выдвижения элементов, несущих мелкозернистый абразивный слой, а для последовательной обработки заготовок крупнозернистыми и мелкозернистыми абразивными слоями эти слои закреплены на гранях многогранных сменных элементов, поворачиваемых для осуществления того или иного этапа шлифования. The invention consists in the following. In the proposed design of the wheel, a rather complicated mechanism for extending elements carrying a fine-grained abrasive layer is excluded, and for sequential processing of workpieces with coarse-grained and fine-grained abrasive layers, these layers are fixed on the faces of polyhedral interchangeable elements that are rotated to carry out a particular grinding stage.

Технический результат заключается в упрощении конструкции комбинированного шлифовального круга. The technical result consists in simplifying the design of the combined grinding wheel.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что, как и в известном устройстве, комбинированный шлифовальный круг содержит элементы с крупнозернистыми и мелкозернистыми абразивными слоями. Особенность заключается в том, что абразивные слои различной зернистости закреплены на гранях многогранных сменных элементов, имеющих возможность периодического поворота на угол, соответствующий числу граней. The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that, as in the known device, the combined grinding wheel contains elements with coarse-grained and fine-grained abrasive layers. The peculiarity lies in the fact that the abrasive layers of different grain sizes are fixed on the faces of polyhedral replaceable elements that can be periodically rotated through an angle corresponding to the number of faces.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного 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 заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения. The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and the 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 to identify the set of essential distinguishing features in relation to the applicant’s technical result in the claimed device set forth in the claims.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна". Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата. To verify 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 claimed device from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art for the specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention on the achievement of the technical result is not revealed from the prior art determined by the applicant.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественных признаков, представлении таких признаков во взаимосвязи, либо изменении их вида. The described invention is not based on a change in quantitative features, the presentation of such features in relationship, or a change in their appearance.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень". Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

На чертежах представлено: на фиг.1 - общий вид комбинированного шлифовального круга, совмещенный с местным разрезом; на фиг.2 - вид слева по фиг.1; на фиг.3 - вид по стрелке А на фиг.1, совмещенный с местным разрезом. The drawings show: in Fig. 1 is a general view of a combined grinding wheel combined with a local cut; figure 2 is a left view of figure 1; figure 3 is a view along arrow A in figure 1, combined with a local section.

Комбинированный шлифовальный круг содержит корпус 1 (фиг.1), в периферийных пазах которого установлены сменные элементы 2, выполненные в виде многогранных (например, трехгранных) вставок. Грани элементов 2 имеют радиусы R_k = D_k / 2 (D_k - диаметр рабочей поверхности круга) и несут абразивные слои 3, 4, 5 разной зернистости. Например, у трехгранных элементов 2, показанных на фиг.2, зернистость слоев 3, 4, 5 последовательно возрастает, начиная от наиболее меокозернистого слоя 3. Возможен и другой вариант - на одной из граней закреплен мелкозернистый слой, а на двух других гранях - слои одинаковой большой зернистости. Посадочные поверхности элементов 2 образуют многогранные призмы с числом граней, равным числу граней, несущих абразивные слои, и прижимаются к соответствующим поверхностям периферийных пазов корпуса 1 прижимами 6 (фиг.2, 3) с помощью винтов 7. Крышка 8 крепится к корпусу винтами 9.The combined grinding wheel contains a housing 1 (Fig. 1), in the peripheral grooves of which are installed interchangeable elements 2, made in the form of polyhedral (for example, trihedral) inserts. The faces of elements 2 have radii R _k = D _k / 2 (D _k is the diameter of the working surface of the circle) and carry abrasive layers 3, 4, 5 of different grain sizes. For example, in the trihedral elements 2 shown in FIG. 2, the granularity of the layers 3, 4, 5 increases sequentially, starting from the most meco-grained layer 3. Another option is also possible - a fine-grained layer is fixed on one of the faces, and layers on two other faces the same large grit. The seating surfaces of the elements 2 form polyhedral prisms with the number of faces equal to the number of faces bearing the abrasive layers, and are pressed to the corresponding surfaces of the peripheral grooves of the housing 1 by clamps 6 (Figs. 2, 3) with screws 7. The cover 8 is attached to the housing with screws 9.

Комбинированный шлифовальный круг используют следующим образом. При съеме основного припуска (на предварительную обработку) шлифование осуществляется наиболее крупнозернистыми абразивными слоями 5, для чего сменные элементы 2 устанавливают в положение, при котором такие слои располагаются на периферии круга. Круг правят любым известным способом и используют для шлифования партии заготовок на режиме, соответствующем режиму предварительного шлифования прерывистым абразивным кругом. После снятия основной части припуска снимают крышку 8, вынимают и поворачивают вокруг своей оси сменные элементы 2 так, чтобы при установке в пазы корпуса 1 на периферии круга были расположены более мелкозернистые абразивные слои 4 (это положение показано на фиг. 2 и 3) или, в зависимости от требований к качеству шлифованных поверхностей, мелкозернистые слои 3. Возможна и обработка в три перехода - последовательно абразивными слоями уменьшающейся зернистости 5 --> 4 --> 3 (при двух переналадках комбинированного шлифовального круга). После каждой переналадки круг правят и ведут шлифование заготовок на соответствующем режиме - второго предварительного или окончательного шлифования прерывистым кругом. Combined grinding wheel is used as follows. When removing the main allowance (for preliminary processing) grinding is carried out by the coarsest abrasive layers 5, for which the replaceable elements 2 are set to the position in which such layers are located on the periphery of the circle. The wheel is ruled by any known method and is used for grinding a batch of workpieces in a mode corresponding to the preliminary grinding mode with an interrupted abrasive wheel. After removing the main part of the allowance, remove the cover 8, take out and rotate the replaceable elements 2 around its axis so that when installed in the grooves of the housing 1, finer grained abrasive layers 4 are located on the periphery of the circle (this position is shown in Figs. 2 and 3) or, depending on the requirements for the quality of the polished surfaces, fine-grained layers 3. Processing in three transitions is also possible - successively with abrasive layers of decreasing grain size 5 -> 4 -> 3 (with two readjustments of the combined grinding wheel). After each readjustment, the wheel is corrected and the workpieces are ground in the appropriate mode - the second preliminary or final grinding with an intermittent wheel.

Шлифование предлагаемым кругом особенно эффективно при обработке заготовок различных деталей мелкими партиями (т.е. в условиях единичного и мелкосерийного производства), так как делает возможным их последовательную (предварительную и окончательную) обработку на одном станке одним кругом, имеющим прерывистую рабочую поверхность разной зернистости. При этом требуемые физико-механические характеристики поверхностных слоев деталей обеспечиваются на первом (предварительном) этапе шлифования с низкой теплонапряженностью процесса, а требуемая точность геометрических параметров - на втором или третьем переходе окончательного шлифования. Grinding with the proposed wheel is especially effective in the processing of workpieces of various parts in small batches (i.e., in the conditions of single and small-scale production), since it makes possible their sequential (preliminary and final) processing on one machine with one wheel having an intermittent working surface of different grain sizes. At the same time, the required physical and mechanical characteristics of the surface layers of the parts are provided at the first (preliminary) stage of grinding with a low heat stress of the process, and the required accuracy of geometric parameters at the second or third transition of the final grinding.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного устройства следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в машиностроении при обработке металлов резанием;
- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed device:
- a tool embodying the claimed device in its implementation, is intended for use in industry, namely in mechanical engineering in the processing of metals by cutting;
- for the claimed device in the form described in the independent clause of the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application or known prior to the priority date is confirmed;
- a tool embodying the claimed invention in its implementation, is able to ensure the achievement of the perceived by the applicant technical result.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость". Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims

Combined grinding wheel containing elements with coarse-grained and fine-grained abrasive layers, characterized in that the abrasive layers of different grain sizes are fixed on the faces of polyhedral interchangeable elements, with the possibility of periodic rotation by an angle corresponding to the number of faces.