RU2214901C2

RU2214901C2 - Face-grinding abrasive wheel

Info

Publication number: RU2214901C2
Application number: RU2001134633/02A
Authority: RU
Inventors: Л.В. Худобин; Ю.М. Правиков; Г.Р. Муслина
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 2001-12-18
Filing date: 2001-12-18
Publication date: 2003-10-27

Abstract

FIELD: machine engineering. SUBSTANCE: abrasive wheel includes body to which layer of large- grain abrasive is secured. Coaxially relative to wheel body bushing is mounted with possibility of axial motion. Fine-grain abrasive layer is secured to end surface of said bushing. The last has solid end surface; fine-grain abrasive layer secured to it is continuous one. EFFECT: enhanced quality of ground surface. 4 dwg

Description

Изобретение относится к инструментам для обработки металлов и может быть использовано на предприятиях металлообрабатывающей промышленности для эффективной предварительной и окончательной обработки заготовок деталей машин и приборов. The invention relates to tools for metal processing and can be used at enterprises of the metalworking industry for effective preliminary and final processing of workpieces of machine parts and devices.

Известны сборные торцовые шлифовальные круги, состоящие из металлического корпуса и закрепленных на нем тем или иным способом абразивных элементов (SU, авторские свидетельства 1002142, кл. B 24 D 7/06, 1983; 1100076, кл. B 24 D 7/00, 1984; 1100077, кл. B 24 D 7/00, 1984; 1102667, кл. B 24 D 7/00, 1984; 127737, кл. В 24 D 7/00, 1986; 1235709, кл. B 24 D 7/06, 1986; 1315273, кл. B 24 D 7/00, 1977). Достоинствами таких кругов являются:
- рациональное расходование абразивных материалов за счет использования металлического корпуса многократного применения и сменных абразивных элементов;
- возможность снижения теплонапряженности шлифования заготовок прерывистой абразивной поверхностью.Known prefabricated end grinding wheels, consisting of a metal body and attached to it in one way or another abrasive elements (SU, copyright certificate 1002142, CL B 24 D 7/06, 1983; 1100076, CL B 24 D 7/00, 1984 ; 1100077, class B 24 D 7/00, 1984; 1102667, class B 24 D 7/00, 1984; 127737, class B 24 D 7/00, 1986; 1235709, class B 24 D 7/06 , 1986; 1315273, CL B 24 D 7/00, 1977). The advantages of such circles are:
- the rational use of abrasive materials through the use of a metal body for repeated use and replaceable abrasive elements;
- the ability to reduce the heat stress of grinding workpieces with a discontinuous abrasive surface.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известных кругов, относится то, что их конструкции не позволяют осуществить регулируемое осевое перемещение отдельных абразивных элементов. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using known circles include the fact that their designs do not allow for the adjustable axial movement of individual abrasive elements.

Известны комбинированные шлифовальные инструменты, состоящие из корпуса многократного использования, крупно- и мелкозернистых абразивных элементов и механизма перемещения последних (RU, патент 2152869, кл. B 24 D 5/14, 2000; 2153968, кл. B 24 D 5/14, 2000; 2155129, кл. B 24 D 5/14, 2000). Такие круги позволяют выполнить за одну операцию предварительную и окончательную обработку заготовок без смены круга. Known combination grinding tools consisting of a reusable housing, coarse and fine-grained abrasive elements and a mechanism for moving the latter (RU, patent 2152869, class B 24 D 5/14, 2000; 2153968, class B 24 D 5/14, 2000 ; 2155129, CL B 24 D 5/14, 2000). Such circles allow you to perform preliminary and final processing of blanks in one operation without changing the circle.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известных кругов, относится то, что в известных конструкциях возможно лишь радиальное перемещение мелкозернистых элементов при круглом наружном шлифовании кругами прямого плоского профиля. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using known circles include the fact that in known constructions only radial movement of fine-grained elements is possible during circular external grinding with circles of a straight flat profile.

Известен абразивный круг, состоящий из корпуса многократного использования, на торце которого на упругом основании установлены кольца, несущие крупно- и мелкозернистые элементы, позволяющие осуществить последовательную предварительную и окончательную заточку режущего инструмента участками круга с разной зернистостью и жесткостью (SU, авторское свидетельство 1184656, кл. B 24 D 7/06, 1984). К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного круга, относится то, что его конструкция позволяет осуществить лишь заточку режущего инструмента при его последовательном перемещении от крупнозернистого элемента к мелкозернистому. An abrasive wheel is known, consisting of a reusable case, on the end of which rings are installed on an elastic base, bearing coarse and fine-grained elements, allowing sequential preliminary and final sharpening of the cutting tool with sections of the circle with different grit and stiffness (SU, copyright certificate 1184656, class B 24 D 7/06, 1984). The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using a known circle include the fact that its design allows only sharpening the cutting tool when it is subsequently moved from a coarse-grained element to a fine-grained one.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является абразивный торцовый круг, имеющий корпус и соосный с ним стакан, несущие соответственно крупно- и мелкозернистый абразивные слои, а также пластинчатую пружину, связанную с корпусом и оправкой и имеющую возможность силового взаимодействия со стаканом (SU, авторское свидетельство 1041280, кл. B 24 D 7/06, 1983), принятое за прототип. The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is an abrasive end circle having a body and a cup coaxial with it, bearing respectively coarse and fine-grained abrasive layers, and also a leaf spring connected to the body and the mandrel and having the possibility of force interaction with glass (SU, copyright certificate 1041280, CL B 24 D 7/06, 1983), adopted as a prototype.

Такой круг позволяет осуществить последовательную предварительную и окончательную обработку заготовок крупно- и мелкозернистым абразивными слоями, закрепленными соответственно на сегментах корпуса и расположенных между ними лепестках стакана. Such a circle makes it possible to carry out sequential preliminary and final processing of workpieces with coarse and fine-grained abrasive layers fixed respectively on the body segments and the glass petals located between them.

К причинам, препятствующим достижению указанного технического результата при использовании известного круга, принятого за прототип, относится то, что мелкозернистые абразивные слои образуют прерывистую рабочую поверхность, что приводит к возникновению дополнительных колебаний в технологической системе при шлифовании и ухудшению микрогеометрии шлифованных поверхностей, формируемой на окончательном этапе обработки торцовым кругом. The reasons that impede the achievement of the specified technical result when using the known circle adopted for the prototype include the fact that the fine-grained abrasive layers form an intermittent working surface, which leads to additional oscillations in the technological system during grinding and the deterioration of the microgeometry of the polished surfaces formed at the final stage end face machining.

Сущность изобретения заключается в следующем. С целью повышения качества (а именно, улучшения микрогеометрии) шлифованных поверхностей непрерывный мелкозернистый абразивный слой закреплен на сплошной кольцевой торцовой поверхности соосного с корпусом стакана, выдвигаемого в осевом направлении на окончательном этапе шлифования. The invention consists in the following. In order to improve the quality (namely, improve the microgeometry) of the polished surfaces, a continuous fine-grained abrasive layer is fixed on a continuous annular end surface of the cup coaxial with the body, which is axially extended at the final grinding stage.

Технический результат заключается в улучшении микрогеометрии шлифованных поверхностей. The technical result is to improve the microgeometry of polished surfaces.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что как и в известном устройстве, торцовый абразивный круг имеет корпус с закрепленным на нем крупнозернистым абразивным слоем и соосный с корпусом стакан с закрепленным на нем мелкозернистым абразивным слоем. Особенность заключается в том, что мелкозернистый абразивный слой выполнен непрерывным и неподвижно закреплен на сплошной кольцевой торцовой поверхности стакана. The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that, as in the known device, the end abrasive wheel has a body with a coarse-grained abrasive layer attached to it and a cup coaxial with the body with a fine-grained abrasive layer attached to it. The peculiarity lies in the fact that the fine-grained abrasive layer is continuous and fixedly mounted on a continuous annular end surface of the glass.

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, позволило 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 по взаимосвязи либо изменении их вида. The described invention is not based on a change in quantitative characteristics, the presentation of such signs by relationship or by changing 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 - продольный разрез торцового абразивного круга; на фиг.2 - вид сверху на круг по фиг.1; на фиг.3 - вид снизу на круг по фиг.1; на фиг.4 - продольный разрез круга с выдвинутыми мелкозернистыми элементами. The drawings show: in Fig.1 is a longitudinal section of a mechanical abrasive wheel; figure 2 is a top view of the circle of figure 1; figure 3 is a bottom view of the circle of figure 1; figure 4 is a longitudinal section of a circle with extended fine-grained elements.

Торцовый абразивный круг содержит металлический корпус 1 с отверстиями 2 для подвода нагретого воздуха, соосный с корпусом стакан 3, оправку 4, прокладку 5, тарельчатый элемент 6 и тарельчатую пружину 7 (фиг.1). Элемент 6, изготовленный из сплава с термомеханической памятью, например из сплава никель-титан марки ТН-1 (Крахин О.И., Кузнецов А.П., Косов М.Г. Материалы с термомеханической памятью в станкостроении. М.: ВНИИТЭМР, 1988, - 54с.), предварительно деформируют при температуре, превышающей температуру мартенситного превращения сплава Т_д=105^oС для придания ему формы, указанной на фиг. 4, затем охлаждают до 40^oС и подвергают промежуточной деформации, он приобретает форму, показанную на фиг.1, и устанавливают его в корпус круга. На сегментах корпуса 1 круга неподвижно закреплены крупнозернистый слой 8, а на сплошной кольцевой торцовой поверхности стакана 3 мелкозернистый слой 9. На оправке 4 установлена тарельчатая пружина 7, опорой которой служит гайка 10 (фиг.1).The end abrasive wheel contains a metal body 1 with holes 2 for supplying heated air, a cup 3 coaxial with the body, a mandrel 4, a gasket 5, a disk element 6 and a disk spring 7 (Fig. 1). Element 6 made of an alloy with thermomechanical memory, for example, a TN-1 nickel-titanium alloy (O. Krakhin, A.P. Kuznetsov, M.G. Kosov, Materials with thermomechanical memory in machine tool construction. M.: VNIITEMR, 1988, 54c.), Pre-deform at a temperature higher than the temperature of the martensitic transformation of the alloy T _d = 105 ^o With to give it the shape indicated in FIG. 4, then cooled to 40 ^o C and subjected to intermediate deformation, it takes the form shown in figure 1, and install it in the body of the circle. A coarse-grained layer 8 is fixedly fixed on the segments of the casing 1 circle, and a fine-grained layer 9 is mounted on the continuous annular end surface of the glass 3. A disk spring 7 is installed on the mandrel 4, the nut 10 is used as a support (Fig. 1).

Торцовый абразивный круг работает следующим образом. End abrasive wheel works as follows.

При съеме основного припуска (на предварительную обработку) шлифование осуществляется крупнозернистым абразивным слоем 8, закрепленным неподвижно на сегментах корпуса 1 круга (фиг.1), на режимах, соответствующих предварительному шлифованию. Прерывистость рабочей поверхности на этом этапе шлифования способствует снижению теплонапряженности процесса предварительной обработки и формированию благоприятных физико-механических характеристик поверхностных слоев металла. При этом рабочая поверхность мелкозернистого слоя "утоплена", т. е. находится на некотором расстоянии H₁ (фиг.1) от рабочей поверхности крупнозернистого слоя и не касается обрабатываемой поверхности заготовки.When removing the main allowance (for pre-treatment) grinding is carried out by a coarse-grained abrasive layer 8, fixed motionless on segments of the body 1 circle (figure 1), in the modes corresponding to the preliminary grinding. The discontinuity of the working surface at this stage of grinding helps to reduce the heat stress of the pretreatment process and the formation of favorable physical and mechanical characteristics of the surface layers of the metal. In this case, the working surface of the fine-grained layer is “recessed”, that is, it is at a certain distance H ₁ (FIG. 1) from the working surface of the coarse-grained layer and does not touch the workpiece’s work surface.

После снятия основной части припуска вручную или по сигналу контролирующего устройства через каналы 2 на элемент 6 подается нагретый воздух, разогревающий элемент 6 до 70-105^oС. При этом элемент 6 восстанавливает форму, полученную при предварительном деформировании (фиг.4), перемещая стакан 3 в осевом направлении так, чтобы мелкозернистый абразивный слой выступал за пределы крупнозернистого на величину H₂ (фиг.4). С его помощью удаляется остальная часть припуска на режимах, соответствующих окончательному шлифованию. Непрерывность рабочей поверхности круга с мелкозернистым абразивным слоем на окончательном этапе шлифования позволяет уменьшить вибрации в технологической системе, улучшив тем самым микрогеометрию шлифованных поверхностей.After removing the main part of the allowance manually or at the signal of the control device through channels 2, heated air is supplied to element 6, heating element 6 to 70-105 ^o C. At that, element 6 restores the shape obtained during preliminary deformation (Fig. 4) by moving the glass 3 in the axial direction so that the fine-grained abrasive layer protrudes beyond the coarse-grained by an amount of H ₂ (figure 4). With it, the rest of the allowance is removed in the modes corresponding to the final grinding. The continuity of the working surface of the wheel with a fine-grained abrasive layer at the final grinding stage allows to reduce vibrations in the technological system, thereby improving the microgeometry of polished surfaces.

После окончания цикла шлифования подача нагретого воздуха прекращается, элемент 6 принимает форму, показанную на фиг.1. Возвращение стакана 3 в исходное положение осуществляется пружиной 7. After the grinding cycle, the supply of heated air is stopped, the element 6 takes the form shown in figure 1. The return of the glass 3 to its original position is carried out by the spring 7.

Для ускорения охлаждения элемента 6 через каналы 2 подают охлажденный воздух. To accelerate the cooling of the element 6 through the channels 2 serves chilled air.

Осевая (врезная) подача абразивного круга при обработке как крупно-, так и мелкозернистым абразивными слоями осуществляется от привода подач шлифовального станка. The axial (mortise) feed of the abrasive wheel during processing with both coarse and fine-grained abrasive layers is carried out from the feed drive of the grinding machine.

Применение предлагаемого круга позволяет на одной операции выполнить предварительное и окончательное шлифование торцом круга за один установ заготовки. При этом обеспечивается высокое качество шлифованных деталей: благоприятное физико-механическое состояние поверхностных слоев металла на предварительном этапе шлифования прерывистым крупнозернистым абразивным слоем, хорошая микрогеометрия поверхности - на окончательном этапе шлифования сплошным мелкозернистым абразивным слоем. The application of the proposed wheel allows for one operation to perform preliminary and final grinding with the end face of the wheel for one installation of the workpiece. This ensures the high quality of the polished parts: a favorable physical and mechanical condition of the surface layers of the metal at the preliminary grinding stage with an intermittent coarse-grained abrasive layer, good microgeometry of the surface - at the final grinding stage, with a continuous fine-grained abrasive layer.

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 following conditions are met 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

An end abrasive wheel comprising a body with a coarse-grained abrasive layer attached to it and a glass with a fine-grained abrasive layer fixed to its end surface mounted coaxially with the body with the possibility of axial movement, characterized in that said end surface is made continuous and a fine-grained abrasive layer attached to it - continuous.