RU2246393C1

RU2246393C1 - Composite grinding disk

Info

Publication number: RU2246393C1
Application number: RU2003124932/02A
Authority: RU
Inventors: Л.В. Худобин (RU); Л.В. Худобин; Г.Р. Муслина (RU); Г.Р. Муслина; Ю.М. Правиков (RU); Ю.М. Правиков; М.В. Любавин (RU); М.В. Любавин
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2005-02-20
Also published as: RU2003124932A

Abstract

FIELD: grinding.

SUBSTANCE: grinding disk comprises abrasive layers of changeable polyhedral members staggered over periphery of the composite metallic housing.

EFFECT: enhanced quality of grinding.

5 dwg

Description

Изобретение относится к инструментам для обработки металлов и может быть использовано на предприятиях металлообрабатывающей промышленности для эффективной чистовой и отделочной 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 finishing and finishing processing of workpieces of machine parts and devices.

Известны шлифовальные круги с прерывистой режущей поверхностью, полученной созданием на периферии или торце круга пазов или прорезей различной формы (Абразивная и алмазная обработка материалов: Справочник. Под ред. д-ра техн. наук проф. А.Н.Резникова. М.: Машиностроение, 1977). Применение таких кругов позволяет снизить теплонапряженность процесса обработки заготовок, что особенно важно при шлифовании кругами на органических (вулканитовых, каучуковых) связках, имеющих низкую (до 300°С) теплостойкость.Known grinding wheels with an intermittent cutting surface, obtained by creating on the periphery or end face of a circle of grooves or slots of various shapes (Abrasive and diamond processing of materials: Handbook. Edited by Dr. of Technical Sciences, Professor A. N. Reznikov. M.: Mechanical Engineering , 1977). The use of such circles can reduce the heat stress of the workpiece processing process, which is especially important when grinding circles on organic (volcanic, rubber) bonds having low (up to 300 ° C) heat resistance.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известных кругов, относится то, что эти круги имеют в 1,5-2 раза меньшую, чем сплошные круги, протяженность режущей поверхности, а следовательно, и меньший полезный объем, определяющий период времени использования шлифовального круга до полного износа.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using known circles include the fact that these circles have 1.5-2 times less than solid circles, the length of the cutting surface, and therefore less useful volume, which determines the period of use grinding wheel to full wear.

Известны сборные шлифовальные круги из традиционных и сверхтвердых абразивных материалов (SU, авторские свидетельства №779058, кл. B 24 D 7/00, 1980; №971640, B 24 D 7/00, 1982; №1104008, B 24 D 5/06, 1984; Сегментный абразивный круг для врезного шлифования. Matsui Seiki, Syoji Katsuo, Kuriyagawa Tsuucmoto. Сейницу когаку Кайси, J. Jap. Soc. Precis Eug., 1986, 52, №11, 1963 - 1869; Сегментный шлифовальный круг. Заявка 63300873, Япония, B 24 D 7/06), прерывистую режущую поверхность которых образуют абразивные элементы, установленные и закрепленные тем или иным способом в пазах корпуса круга.Known prefabricated grinding wheels from traditional and superhard abrasive materials (SU, copyright certificate No. 779058, CL B 24 D 7/00, 1980; No. 971640, B 24 D 7/00, 1982; No. 1104008, B 24 D 5/06 , 1984; Segment abrasive wheel for flush grinding. Matsui Seiki, Syoji Katsuo, Kuriyagawa Tsuucmoto. Kai-shek Seynitz, J. Jap. Soc. Precis Eug., 1986, 52, No. 11, 1963 - 1869; Segment grinding wheel. Application 63300873 , Japan, B 24 D 7/06), the discontinuous cutting surface of which is formed by abrasive elements installed and secured in one way or another in the grooves of the circle body.

Достоинством таких кругов по сравнению с вышеназванными является рациональное использование абразивных материалов за счет металлического корпуса многократного применения и сменных абразивных элементов.The advantage of such circles in comparison with the above is the rational use of abrasive materials due to the metal housing of repeated use and interchangeable abrasive elements.

Причиной, препятствующей достижению указанного ниже технического результата, является, как и в предыдущем случае, малый полезный объем абразивных элементов, особенно элементов из синтетических сверхтвердых материалов с толщиной абразивного слоя порядка 2-5 мм.The reason that impedes the achievement of the technical result indicated below is, as in the previous case, the small usable volume of abrasive elements, especially elements of synthetic superhard materials with an abrasive layer thickness of the order of 2-5 mm.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является сборный шлифовальный круг, имеющий металлический корпус с периферийными пазами, в которых установлены сменные элементы, представляющие собой многогранные вставки, на каждой грани которых размещены рабочие слои из сверхтвердого абразивного материала, и механизм их крепления (RU, патент №2183549, С2, B 24 D 5/06, 17/00, 2002).The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is a prefabricated grinding wheel having a metal casing with peripheral grooves, in which replaceable elements are installed, which are polyhedral inserts, on each face of which working layers of superhard abrasive material are placed, and their mechanism fastenings (RU, patent No. 2183549, C2, B 24 D 5/06, 17/00, 2002).

Достоинством этого круга по сравнению с описанными выше является увеличение его ресурса работоспособности за счет последовательного использования рабочих слоев из абразивного материала, расположенных на всех гранях сменных элементов.The advantage of this circle in comparison with those described above is an increase in its service life due to the consistent use of working layers of abrasive material located on all faces of interchangeable elements.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что прерывистость рабочей (периферийной) поверхности круга приводит к пульсации силы резания при шлифовании, возникновению вибраций и соответствующему ухудшению характеристик качества шлифованных поверхностей, в том числе их шероховатости.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device adopted for the prototype include the fact that the discontinuity of the working (peripheral) surface of the circle leads to pulsation of the cutting force during grinding, the occurrence of vibrations and a corresponding deterioration in the quality characteristics of polished surfaces, including their roughness.

Сущность изобретения заключается в следующем. Для улучшения качества шлифованных поверхностей металлический корпус круга выполнен сборным, состоящим из трех дисков, обеспечивающих возможность расположения рабочих слоев сменных элементов на периферии круга в шахматном порядке.The invention consists in the following. To improve the quality of polished surfaces, the metal case of the circle is made prefabricated, consisting of three disks, providing the possibility of arranging the working layers of replaceable elements on the periphery of the circle in a checkerboard pattern.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в улучшении качества поверхностей, шлифованных сборным шлифовальным кругом.The technical result of the claimed invention is to improve the quality of surfaces polished by a prefabricated grinding wheel.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что, как и в известном устройстве, сборный шлифовальный круг имеет металлический корпус с периферийными пазами, сменные элементы, представляющие собой многогранные вставки, на каждой грани которых размещены рабочие слои из сверхтвердого абразивного материала, и механизм крепления сменных элементов. Особенность заключается в том, что металлический корпус выполнен сборным, состоящим из трех дисков - центрального и двух сопряженных с ним по торцам, а диски ориентированы в угловом направлении таким образом, что рабочие слои сменных элементов располагаются на периферии круга в шахматном порядке.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that, as in the known device, the assembled grinding wheel has a metal casing with peripheral grooves, interchangeable elements, which are multi-faceted inserts, on each face of which working layers of superhard abrasive material are placed, and the fastening mechanism replaceable elements. The peculiarity lies in the fact that the metal case is made prefabricated, consisting of three disks - the central one and two mating with it at the ends, and the disks are oriented in the angular direction so that the working layers of the replaceable elements are staggered on the periphery of the circle.

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 identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, made it possible 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 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 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 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 characteristics, the presentation of such signs in conjunction 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 сборного шлифовального круга; на фиг.2 - вид слева на круг на фиг.1, совмещенный с местным разрезом; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - аксонометрическое изображение сборочных единиц шлифовального круга.The drawings show: in Fig.1 is a General view of a precast grinding wheel; figure 2 is a left view of the circle in figure 1, combined with a local section; figure 3 is a section aa in figure 2; figure 4 is a section bB in figure 2; figure 5 is a perspective view of the assembly units of the grinding wheel.

Сборный шлифовальный круг содержит металлический корпус, состоящий из трех дисков - центрального 1 и двух боковых 2 и 3, сопряженных с центральным по торцовым поверхностям (см. фиг.1, 3), сменные элементы 4 (см. фиг.1-3), выполненные в виде многогранных (например, трехгранных) вставок, у которых грани, несущие рабочие слои из сверхтвердого абразивного материала, имеют радиус R_K=D_K/2 (D_K - диаметр рабочей поверхности круга), а посадочные поверхности образуют призму с числом граней, равным числу рабочих граней, прижимы 5 (см. фиг.1, 2), винты 6, с помощью которых осуществляют закрепление сменных элементов 4, и винты 7 для крепления дисков 2 и 3 к центральному диску 1 (см. фиг.2, 4).The prefabricated grinding wheel contains a metal casing, consisting of three disks - the central 1 and two side 2 and 3, paired with a central on the end surfaces (see Fig.1, 3), interchangeable elements 4 (see Fig.1-3), made in the form of polyhedral (for example, trihedral) inserts, in which faces bearing working layers of superhard abrasive material have a radius R _K = D _K / 2 (D _K is the diameter of the working surface of the circle), and the landing surfaces form a prism with the number of faces equal to the number of working faces, clamps 5 (see figure 1, 2), screws 6, with which They carry out the fastening of the replaceable elements 4, and the screws 7 for mounting the disks 2 and 3 to the central disk 1 (see Fig. 2, 4).

Сборный шлифовальный круг используют следующим образом. Сменные элементы 4 устанавливают в периферийные пазы дисков 2 и 3 и прижимают к направляющим поверхностям пазов с помощью прижимов 5 при завертывании винтов 6 (см. фиг.1-4). Диски 2 и 3 соединяют с центральным диском 1, ориентируя их в угловом положении так, чтобы сменные элементы 4, закрепленные в пазах дисков 2, 3, располагались в пазах 8 центрального диска 1 (см. фиг.5). При этом рабочие (абразивные) слои сменных элементов на периферии круга располагаются в шахматном порядке. Диски 2 и 3 закрепляют винтами 7. Балансируют круг в сборе с планшайбой 9 (см. фиг.2) и устанавливают на шпиндель станка. Круг правят любым известным способом и используют для шлифования до полного износа рабочего абразивного слоя на первой грани. Для использования слоев других граней сменных элементов отворачивают винты 7 и снимают диски 2, 3, “отпускают” винты 6, вынимают сменные элементы 4, устанавливают их путем поворота в новое положение, закрепляют в этом положении с помощью прижимов 5 и винтов 6, соединяют диски 1, 2, 3, закрепляют их винтами 7, балансируют круг в сборе с планшайбой, устанавливают на шпиндель станка, правят круг и вновь используют для шлифования.Precast grinding wheel is used as follows. Replaceable elements 4 are installed in the peripheral grooves of the disks 2 and 3 and pressed against the guide surfaces of the grooves with the help of clamps 5 when turning screws 6 (see Figs. 1-4). The disks 2 and 3 are connected to the central disk 1, orienting them in an angular position so that the replaceable elements 4 fixed in the grooves of the disks 2, 3 are located in the grooves 8 of the central disk 1 (see Fig. 5). In this case, the working (abrasive) layers of interchangeable elements on the periphery of the circle are staggered. Disks 2 and 3 are fixed with screws 7. Balance the circle assembly with the faceplate 9 (see figure 2) and install on the spindle of the machine. The wheel is ruled by any known method and is used for grinding to the complete wear of the working abrasive layer on the first face. To use layers of other faces of interchangeable elements, unscrew the screws 7 and remove the disks 2, 3, “loosen” the screws 6, take out the interchangeable elements 4, install them by turning them to a new position, fix them in this position using clamps 5 and screws 6, connect the disks 1, 2, 3, fasten them with screws 7, balance the wheel assembly with the faceplate, install it on the machine spindle, straighten the wheel and use it again for grinding.

При шлифовании таким кругом в резании попеременно участвуют рабочие (абразивные) слои сменных элементов, закрепленных в дисках 2 и 3, что позволяет обеспечить постоянство площади контакта абразивных слоев и заготовки и стабилизировать силу резания, устранив ее пульсацию, характерную для шлифования кругом, принятым за прототип, от максимального значения при резании абразивными слоями сменных элементов до нулевого значения при прохождении через зону контакта круг - заготовка пазов, образованных сменными элементами. Это приводит к снижению уровня вибраций технологической системы и соответствующему улучшению качества шлифованных поверхностей, в том числе их шероховатости.When grinding in such a circle, the working (abrasive) layers of interchangeable elements fixed in disks 2 and 3 alternately participate in cutting, which ensures a constant contact area between the abrasive layers and the workpiece and stabilizes the cutting force, eliminating its pulsation characteristic of grinding with a circle adopted as a prototype , from the maximum value when cutting replaceable elements with abrasive layers to a zero value when passing through the contact zone, the circle is a blank of grooves formed by replaceable elements. This leads to a decrease in the level of vibration of the technological system and a corresponding improvement in the quality of polished surfaces, including their roughness.

Преимущество прерывистых кругов, заключающееся в снижении теплонапряженности процесса шлифования, при применении предлагаемого круга остается в силе.The advantage of intermittent circles, which consists in reducing the heat intensity of the grinding process, when using the proposed wheel remains in effect.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного устройства следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the following conditions are met when using the claimed device:

- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в машиностроении при обработке металлов резанием;- 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;

- 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;- 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;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- 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

A prefabricated grinding wheel having a metal casing with peripheral grooves, interchangeable elements, which are multifaceted inserts, on each face of which are placed working layers of superhard abrasive material, and an attachment mechanism for interchangeable elements, characterized in that the metal casing is prefabricated, consisting of three disks - the central and two mating ends, and the disks are oriented in the angular direction so that the working layers of the replaceable elements on the periphery of the circle are located in a chess Mr. order.