RU2214326C2

RU2214326C2 - Grinding disc

Info

Publication number: RU2214326C2
Application number: RU2001114668/02A
Authority: RU
Inventors: Е.Н. Рудомин; А.П. Стручков
Original assignee: Московский государственный открытый университет
Priority date: 2001-05-28
Filing date: 2001-05-28
Publication date: 2003-10-20

Abstract

FIELD: metal working. SUBSTANCE: grinding disc is mounted on mandrel and it has radial passages uniformly distributed in volume of grinding disc whose lateral surfaces are covered with hydroinsulation film. Mandrel has axial duct with plug for centers and two groups of radial openings. First group of radial openings provides communication of axial duct with radial passages; second group of radial openings provides supply of cutting fluid. EFFECT: enhanced quality of worked surface. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для обработки металла резанием с применением смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ). The invention relates to mechanical engineering, and in particular to devices for metal processing by cutting with the use of cutting fluid (coolant).

Известно устройство абразивного круга (Патент РФ 2137594, МПК 6 В 24 D 5/11, В 24 В 55/02, 1999), выполненное с возможностью размещения на шпинделе под углом α к плоскости вращения с образованием аксиально-смещенного режущего слоя, при этом на торце круга со стороны сопла выполнен круговой паз, протяженность которого определена условием равного времени нахождения сопла в этом пазу и вне его, а в указанном пазу выполнены конические отверстия, наклоненные под углом 2α к торцу круга и предназначенные для подачи СОЖ к противоположному от сопла торцу. A device for an abrasive wheel is known (RF Patent 2137594, IPC 6 V 24 D 5/11, 24 V 55/02, 1999), made with the possibility of placement on the spindle at an angle α to the plane of rotation with the formation of an axially offset cutting layer, while at the end of the circle from the nozzle side, a circular groove is made, the length of which is determined by the condition that the nozzle has equal times in this groove and outside it, and in the specified groove there are conical holes inclined at an angle of 2α to the end of the circle and designed to supply coolant to the end face opposite from the nozzle .

Недостатком описанного устройства является то, что сложно определить равное время нахождения сопла в круговом пазе и вне его при различных условиях обработки поверхностей из различного материала абразивным кругом, т.к. для этого необходимо иметь дополнительное приспособление, что усложняет устройство. Другим недостатком является то, что конические отверстия сложно технологически выполнить под углом 2α к торцу круга, т.к. угол α играет важную роль для образования аксиально-смещенного слоя и при обработке материалов с различными свойствами нужно переходить к другому углу α для соблюдения условий технологии обработки. Угол α приводит к увеличению толщины абразивного круга, что ограничивает область применения. The disadvantage of the described device is that it is difficult to determine the equal residence time of the nozzle in the circular groove and outside it under different conditions of processing surfaces of various materials with an abrasive wheel, because for this it is necessary to have an additional device, which complicates the device. Another disadvantage is that conical holes are difficult to technologically perform at an angle of 2α to the end of the circle, because the angle α plays an important role for the formation of an axially-shifted layer, and when processing materials with different properties, it is necessary to move to a different angle α to comply with the conditions of the processing technology. The angle α leads to an increase in the thickness of the abrasive wheel, which limits the scope.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является шлифовальный круг (Заявка на изобретение 98116975/02, БИ 17, 2000), на торцах которого выполнены радиальные пазы для подвода СОЖ в радиальном направлении и в поперечном сечении в форме равнобедренной трапеции с расположением большего основания трапеции в радиальном направлении со стороны посадочного отверстия круга, а в поперечном сечении - со стороны торца круга. The closest in technical essence and the achieved result is a grinding wheel (Application for invention 98116975/02, BI 17, 2000), at the ends of which are made radial grooves for supplying coolant in the radial direction and in cross section in the form of an isosceles trapezoid with the location of a larger base of the trapezoid in the radial direction from the side of the landing hole of the circle, and in the cross section from the side of the end of the circle.

Недостатком данного шлифовального круга является то, что круг состоит из двух частей: первая часть круга с пазами, а другая часть круга без пазов, следовательно, он с обрабатываемой поверхностью соприкасается не равномерно по всей ширине рабочей поверхности, т.к. при вращении круга рабочая поверхность касается круга полностью по всей ширине, где нет трапецеидальных пазов для подвода СОЖ, а в другой момент времени касается частично за счет уменьшения ширины рабочей поверхности трапецеидальными пазами. Такое исполнение круга приводит к увеличению толщины круга и неэффективному использованию рабочей поверхности. Непостоянная ширина круга влияет на неравномерность снятия слоя металла при обработке. Другим недостатком является то, что поверхность круга между пазами будет изнашиваться быстрее за счет микроударов об обрабатываемую поверхность и приведет к быстрому разрушению этих частей круга, чем часть круга без пазов. Поэтому поверхность между пазами будет являться только разделителем для СОЖ, а рабочей поверхностью будет являться только та часть круга, где нет пазов. К недостаткам относится и то, что сложно производить доводку круга и выдержать требования по допускам формы, т. к. при доводке разрушаются углы пазов и рабочая поверхность круга не будет цилиндрической, появится неравномерность поверхности. Это приведет в свою очередь к понижению качества обработки деталей. The disadvantage of this grinding wheel is that the wheel consists of two parts: the first part of the wheel with grooves, and the other part of the wheel without grooves, therefore, it does not contact the surface to be machined evenly across the entire width of the working surface, because when the circle rotates, the working surface touches the circle completely over the entire width, where there are no trapezoidal grooves for supplying coolant, and at another point in time it touches partly by reducing the width of the working surface with trapezoidal grooves. This design of the circle leads to an increase in the thickness of the circle and inefficient use of the working surface. The inconsistent circle width affects the uneven removal of the metal layer during processing. Another disadvantage is that the surface of the circle between the grooves will wear out faster due to micro-impacts on the surface being machined and will lead to the rapid destruction of these parts of the circle than the part of the circle without grooves. Therefore, the surface between the grooves will be only a separator for the coolant, and the working surface will be only that part of the circle where there are no grooves. The disadvantages include the fact that it is difficult to fine-tune the circle and maintain the requirements for shape tolerances, because when honing, the corners of the grooves are destroyed and the working surface of the circle will not be cylindrical, surface unevenness will appear. This will in turn lead to lower quality parts.

Технический результат направлен на повышение качества обработки, улучшение условий охлаждения и выноса отработанного материала и разрушенных абразивных частиц из зоны резания и расширение области применения. The technical result is aimed at improving the quality of processing, improving the cooling and removal of waste material and destroyed abrasive particles from the cutting zone and expanding the scope.

Технический результат достигается тем, что шлифовальный круг, содержащий тело круга, закреплен в шпинделе посредством оправки, в теле шлифовального круга выполнены радиальные каналы, равномерно распределенные по объему тела, а боковые поверхности шлифовального круга покрыты гидроизоляционной пленкой, при этом круг закреплен на оправке, в которой выполнены две группы радиальных отверстий и осевой канал с заглушкой для центров, при этом первая группа отверстий соединяет осевой канал с радиальными каналами, а вторая - с СОЖ посредством скользящей муфты с сальниками, радиальные каналы в теле шлифовального круга выполнены цилиндрическими или радиальные каналы заполнены волокнистым материалом. The technical result is achieved by the fact that the grinding wheel containing the body of the wheel is fixed in the spindle by means of a mandrel, radial channels are made in the body of the grinding wheel evenly distributed over the body volume, and the side surfaces of the grinding wheel are covered with a waterproofing film, while the wheel is fixed on the mandrel, which has two groups of radial holes and an axial channel with a plug for the centers, while the first group of holes connects the axial channel with radial channels, and the second with coolant through lzyaschey sleeve with seals, radial passages in the body of the grinding wheel are cylindrical or radial channels are filled with fibrous material.

Отличительными признаками от прототипа является то, что в теле шлифовального круга выполнены радиальные каналы, равномерно распределенные по объему тела, а боковые поверхности тела шлифовального круга покрыты гидроизоляционной пленкой, при этом круг закреплен на оправке, в которой выполнены две группы радиальных отверстий и осевой канал с заглушкой для центров, при этом первая группа отверстий соединяет осевой канал с радиальными каналами, заполненными волокнистым материалом, а вторая - с СОЖ посредством скользящей муфты с сальниками, радиальные каналы в теле шлифовального круга выполнены цилиндрическими или радиальные каналы заполнены волокнистым материалом. Distinctive features of the prototype is that in the body of the grinding wheel there are made radial channels evenly distributed over the body volume, and the side surfaces of the body of the grinding wheel are covered with a waterproofing film, while the circle is fixed on a mandrel in which there are two groups of radial holes and an axial channel with a cap for the centers, while the first group of holes connects the axial channel with radial channels filled with fibrous material, and the second with coolant through a sliding sleeve with glands, the radial channels in the body of the grinding wheel are cylindrical or the radial channels are filled with fibrous material.

Все это позволяет повысить качество обработки поверхности и получить заданную шероховатость по всей поверхности полученных деталей за смену. Нет необходимости производить правку круга в течение длительного времени. All this allows you to improve the quality of surface treatment and to obtain a given roughness over the entire surface of the parts obtained per shift. There is no need to edit the circle for a long time.

На чертеже показан главный вид предлагаемого шлифовального круга. The drawing shows the main view of the proposed grinding wheel.

Предлагаемое устройство содержит тело шлифовального круга 1, радиальные каналы 2, равномерно распределенные по всему объему круга, или радиальные каналы, заполненные волокнистым материалом, гидроизоляционную пленку 3 на боковых поверхностях тела шлифовального круга, оправку 4 с осевым каналом 5 с заглушкой для центров 6 на другом конце канала и радиальными отверстиями 7 для подачи СОЖ к телу шлифовального круга 1, радиальные отверстия 8, соединяющие осевой канал со скользящей муфтой 9 с сальниками 10 и патрубком 11 для подачи СОЖ от насоса. The proposed device contains the body of the grinding wheel 1, radial channels 2, evenly distributed over the entire volume of the wheel, or radial channels filled with fibrous material, a waterproofing film 3 on the side surfaces of the body of the grinding wheel, a mandrel 4 with an axial channel 5 with a cap for centers 6 on the other the end of the channel and radial holes 7 for supplying coolant to the body of the grinding wheel 1, radial holes 8 connecting the axial channel with a sliding sleeve 9 with seals 10 and pipe 11 for supplying coolant from the pump.

Устройство работает следующим образом. СОЖ с помощью насоса подается под давлением в патрубок 11 скользящей муфты 9, а затем через радиальные отверстия 8 и осевой канал 5 она поступает в радиальные отверстия 7, через которые СОЖ проходит по радиальным каналам 2, заполненным волокнистым материалом (например, стекловолокном, волокном из абразивного материала, базальтовым волокном и т. д. ), прочность которых близка к зернам абразива, или выполненным цилиндрическими без заполнения, и поступает на рабочую поверхность шлифовального круга, равномерно распределяясь по ее поверхности через поры между абразивными зернами. СОЖ подается к рабочей поверхности как по каналам 2, так и через поры между абразивными зернами. Это позволит удалять отработанные абразивные зерна и частицы обработанного материала за счет давления СОЖ и под действием центробежной силы, действующей на оторвавшиеся частицы круга и материала. В зависимости от вязкости СОЖ применяются радиальные каналы в теле шлифовального круга с заполнением волокнистым материалом (вязкость СОЖ низкая) или без заполнения цилиндрических радиальных каналов, когда СОЖ имеет большую вязкость (например, гели, пасты). The device operates as follows. The coolant by means of a pump is supplied under pressure to the pipe 11 of the sliding sleeve 9, and then through the radial holes 8 and the axial channel 5 it enters the radial holes 7 through which the coolant passes through the radial channels 2 filled with fibrous material (for example, fiberglass, fiber from abrasive material, basalt fiber, etc.), whose strength is close to the abrasive grains, or made cylindrical without filling, and enters the working surface of the grinding wheel, evenly distributed over its surface through pores between abrasive grains. Coolant is supplied to the working surface both through channels 2 and through the pores between the abrasive grains. This will allow you to remove spent abrasive grains and particles of the processed material due to the pressure of the coolant and under the action of centrifugal force acting on the detached particles of the circle and material. Depending on the viscosity of the coolant, radial channels are used in the body of the grinding wheel filled with fibrous material (coolant viscosity is low) or without filling cylindrical radial channels when the coolant has a high viscosity (for example, gels, pastes).

Предлагаемое устройство позволяет обрабатывать поверхность по всей ширине соприкасающихся поверхностей круга и заготовки. Это дает лучшую шероховатость поверхности за счет подачи через радиальные каналы и поры в теле круга СОЖ, которая своевременно удаляет частицы абразивного круга и обработанного металла, которые не засаливают рабочую поверхность круга, а также осуществляется равномерная подача СОЖ для охлаждения соприкасающихся поверхностей круга и заготовки. Это ликвидирует температурные деформации заготовки, что особенно важно при обработке тонких тонкостенных деталей и деталей, выполненных из материалов, чувствительных к незначительному изменению температуры. При доводке круга до рабочего состояния также может подаваться СОЖ через радиальные каналы и поры в теле круга для удаления оторванных частиц от тела круга, что увеличивает качество подготовки рабочей поверхности, следовательно и улучшает качество обработки деталей. The proposed device allows you to process the surface across the entire width of the contacting surfaces of the circle and the workpiece. This gives a better surface roughness due to the supply of coolant through the radial channels and pores in the body of the circle, which removes particles of the abrasive wheel and the treated metal in a timely manner, which do not grease the working surface of the circle, and also provides a uniform supply of coolant to cool the contacting surfaces of the circle and the workpiece. This eliminates the temperature deformation of the workpiece, which is especially important when processing thin thin-walled parts and parts made of materials sensitive to a slight temperature change. When adjusting the circle to the working state, coolant can also be supplied through radial channels and pores in the body of the circle to remove torn particles from the body of the circle, which increases the quality of preparation of the working surface, and therefore improves the quality of processing parts.

СОЖ подается под давлением равномерно по всей рабочей поверхности круга. Это приводит, по сравнению с прототипом, к равномерному охлаждению и выносу изношенных частиц за счет давления СОЖ и центробежной силы, действующих на изношенные частицы. Coolant is supplied under pressure evenly over the entire working surface of the circle. This leads, in comparison with the prototype, to uniform cooling and removal of worn particles due to the pressure of the coolant and centrifugal force acting on the worn particles.

Предлагаемое устройство позволяет подавать СОЖ через скользящую муфту по осевому каналу оправки, через радиальные отверстия оправки к радиальным каналам в теле круга, что обуславливает равномерную подачу СОЖ в зону резания, равномерное охлаждение, обеспечивает своевременный вынос отработанных частиц шлифовального круга и обработанного материала. Это позволяет обеспечить первоначальную чистоту поверхности шлифовального круга и ликвидирует затирание (засаливание) пор между абразивными частицами круга. The proposed device allows you to supply coolant through a sliding sleeve along the axial channel of the mandrel, through the radial holes of the mandrel to the radial channels in the body of the wheel, which leads to a uniform supply of coolant to the cutting zone, uniform cooling, provides timely removal of spent particles of the grinding wheel and the processed material. This allows you to ensure the initial cleanliness of the surface of the grinding wheel and eliminates the mashing (salting) of the pores between the abrasive particles of the wheel.

Подача СОЖ через скользящую муфту позволяет значительно экономить ее вследствие подачи через муфту и радиальные каналы непосредственно в зону обработки. Это позволяет ликвидировать возможность засаливания, что уменьшает количество правок круга в течение длительного времени, что уменьшает время подготовки круга к выполнению технологической операции, а также снижается потребность в шлифовальных кругах. Равномерная подача СОЖ к поверхностям деталей, чувствительных к перегреву (например, пластины термодатчиков, объемных тонкостенных деталей и т.д.), обеспечивает своевременное охлаждение и поддержание постоянной температуры всей детали в течение всего технологического цикла, что снижает количество брака и повышает точность обработки деталей данного вида и получения заданной постоянной шероховатости по всей поверхности детали. The supply of coolant through the sliding sleeve allows you to significantly save it due to the supply through the sleeve and radial channels directly to the treatment area. This eliminates the possibility of salting, which reduces the number of edits of the wheel for a long time, which reduces the preparation time of the wheel for the technological operation, and also reduces the need for grinding wheels. Uniform coolant supply to the surfaces of parts sensitive to overheating (for example, plates of temperature sensors, volume thin-walled parts, etc.) ensures timely cooling and maintaining a constant temperature of the entire part throughout the entire production cycle, which reduces the number of scraps and increases the accuracy of machining parts this type and obtain a given constant roughness over the entire surface of the part.

Claims

1. A grinding wheel comprising a wheel body with radial channels mounted in the spindle by a mandrel, characterized in that the radial channels are evenly distributed over the body of the grinding wheel, the side surfaces of which are covered with a waterproofing film, and the axial channel is made in the mandrel with a cap for the centers and two groups of radial holes, the first of which connects the axial channel to the radial channels, and the second serves to supply the cutting fluid through a sliding sleeve with glands.

2. The device according to claim 1, characterized in that the radial channels are cylindrical.

3. The device according to claim 1, characterized in that the radial channels are filled with fibrous material.