RU2284893C1

RU2284893C1 - Method for recovering operating size of diamond-abrasive tool with local contacting

Info

Publication number: RU2284893C1
Application number: RU2005109197/02A
Authority: RU
Inventors: Юрий Сергеевич Степанов (RU); Юрий Сергеевич Степанов; Андрей Викторович Киричек (RU); Андрей Викторович Киричек; Борис Иванович Афанасьев (RU); Борис Иванович Афанасьев; Николай Николаевич Самойлов (RU); Николай Николаевич Самойлов; Анна Владимировна Филина (RU); Анна Владимировна Филина; Дмитрий Сергеевич Фомин (RU); Дмитрий Сергеевич Фомин
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2006-10-10
Also published as: RU2005109197A

Abstract

FIELD: mechanical engineering, in particular, grinding and polishing of part surfaces.

SUBSTANCE: method involves recovering operating size of petal-type disk located by means of skew washers arranged on ends at an acute angle to plane perpendicular to its axis of rotation. Petal-type disk consists of packet of petals, said packet being squeezed by means of two flanges so that radial waves are created. Petals are manufactured by gluing in end-to-end relation of strips of double-sided diamond-abrasive grinding cloth for defining shells and by turning one end of each shell so as to produce radial waves. Width of strips is smaller than radius but greater than half the radius of petal-type disk and length of strip is equal to length of circle of said disk. As petals wear out, they are protruded in radial direction by means of flanges for recovering outer diameter of petal-type disk.

EFFECT: wider operational capabilities and reduced consumption of abrasive material.

10 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к машиностроению к механической обработке металлов и может быть использовано при шлифовании и полировании поверхностей деталей при их безразмерной окончательной обработке лепестковыми кругами.The invention relates to mechanical engineering for the mechanical processing of metals and can be used for grinding and polishing the surfaces of parts with their dimensionless final machining with flap wheels.

Известны способы восстановления рабочего наружного размера алмазно-абразивного инструмента, основанные на регулировании отдельных частей инструмента, реализованные, например, в конструкциях шлифовальных кругов [1, 2, 3]. Известные способы регулирования наружного размера имеют ряд недостатков: невысокая жесткость конструкций инструментов, невысокая точность установки абразивонесущих элементов при регулировке, влекущая за собой увеличенный расход снимаемого слоя абразива при правке, и не решают проблему уменьшения прижогов и улучшения качества шлифуемой поверхности в случае обработки вязких, закаленных трудношлифуемых сталей и др.Known methods for restoring the working external size of a diamond-abrasive tool, based on the regulation of individual parts of the tool, implemented, for example, in the design of grinding wheels [1, 2, 3]. Known methods for controlling the outer size have several disadvantages: low rigidity of the tool structures, low accuracy of the installation of abrasive elements during adjustment, which entails an increased consumption of the abrasive layer to be removed during dressing, and do not solve the problem of reducing burns and improving the quality of the surface being grinded in case of processing viscous, hardened hard-grinding steels, etc.

Известен способ восстановления (регулирования) наружного диаметра шлифовального круга с аксиальным смещением периферийного режущего слоя в направлении продольной подачи, заключающийся в том, что изношенные абразивные сегменты, из которых состоит круг, удаляют и на их место передвигают соседние и т.д., а на освободившееся место ставят новые сегменты, имеющие начальную высоту [4]. Этот способ имеет те же недостатки, что и предыдущий: невысокая жесткость и сложность конструкции, невысокая точность установки абразивонесущих элементов при регулировке, влекущая за собой увеличенный расход снимаемого слоя абразива при правке.There is a method of restoring (adjusting) the outer diameter of the grinding wheel with an axial displacement of the peripheral cutting layer in the direction of longitudinal feed, which consists in the fact that the worn abrasive segments that make up the wheel are removed and neighboring ones are moved in their place, etc., and the vacant place is put by new segments having an initial height [4]. This method has the same disadvantages as the previous one: low rigidity and structural complexity, low accuracy of the installation of abrasive elements during adjustment, entailing an increased consumption of the removed layer of abrasive during editing.

Известен способ восстановления рабочего размера алмазно-абразивного инструмента на пластически деформируемой связке после нагрева, который отличается от известных тем, что восстановление рабочего размера производят путем горячего прессования в замкнутом пространстве, которое образуется корпусом инструмента, двумя мастер-контршаблонами к нему и пуансоном-шаблоном [5]. Размеры и формы пуансон-шаблона должны обеспечивать воздействие на алмазно-абразивный слой.A known method of restoring the working size of a diamond-abrasive tool on a plastically deformable bond after heating, which differs from the known ones in that the working size is restored by hot pressing in an enclosed space that is formed by the tool body, two master counter-templates to it and a punch-template [ 5]. The dimensions and shapes of the punch template should provide an impact on the diamond abrasive layer.

Недостатками известного способа являются: ограниченное применение только для инструментов на пластически деформируемой связке, способ требует специальной оснастки и оборудования для нагрева алмазно-абразивного слоя, что удорожает процесс восстановления.The disadvantages of this method are: limited use only for tools on a plastically deformable bond, the method requires special tools and equipment for heating the diamond-abrasive layer, which makes the recovery process more expensive.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей способа восстановления рабочего размера алмазно-абразивного инструмента за счет радиального выдвижения лепестков, из которых состоит инструмент, имеющих форму круга с радиальными волнами, а также за счет локализации контакта, который является осциллирующим и бегущим благодаря установки инструмента под углом к оси вращения, увеличение осевой жесткости благодаря использованию абразивных лепестков, позволяющей повышать режимы резания, а также экономное расходование абразивного материала и удешевление процесса обработки и изготовления инструмента.The objective of the invention is to expand the technological capabilities of the method of restoring the working size of a diamond-abrasive tool due to the radial extension of the petals that make up the tool, having the shape of a circle with radial waves, and also due to the localization of the contact, which is oscillating and running due to the installation of the tool at an angle to rotation axis, increase in axial stiffness due to the use of abrasive blades, which allows to increase cutting conditions, as well as economical consumption e abrasive material and the cost of the processing and manufacturing of the tool.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемого способа восстановления рабочего размера алмазно-абразивного инструмента с локальным контактом в виде лепесткового круга, установленного с помощью расположенных с торцов косых шайб под острым углом к плоскости, перпендикулярной оси его вращения, и состоящего из зажатого с помощью двух фланцев с образованием радиальных волн пакета лепестков, которые изготовлены путем склеивания в торец полос двусторонней алмазно-абразивной шлифовальной шкурки шириной менее радиуса, но более половины радиуса лепесткового круга, и длиной, равной длине его окружности, с образованием обечаек и разворачивания внутрь одного из торцов каждой обечайки с образованием радиальных волн, характеризующийся тем, что осуществляют восстановление наружного диаметра лепесткового круга по мере износа лепестков путем выдвижения последних в радиальном направлении.The problem is solved by using the proposed method of restoring the working size of a diamond-abrasive tool with a local contact in the form of a flap wheel installed using oblique washers located at the ends at an acute angle to a plane perpendicular to the axis of its rotation, and consisting of clamped using two flanges with the formation of radial waves of a package of petals, which are made by gluing at the end of the strips of a double-sided diamond abrasive grinding skin with a width of less than a radius, but more than half s radius daisy wheel, and a length equal to the length of its circumference, to form shells and unfolding inside one end of each shell to form a radial wave, characterized in that it is carried out the restoration of the outer diameter of the daisy wheel as it wears petals by extending the latter in the radial direction.

Особенности способа поясняются чертежами.Features of the method are illustrated by drawings.

На фиг.1 изображена конструкция лепесткового круга с локальным контактом, позволяющая восстанавливать рабочий размер, частичный продольный разрез; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - полоса из двусторонней шлифовальной шкурки, заготовка для изготовления лепестка; на фиг.4 - обечайка, изготовленная из полосы (фиг.3), полуфабрикат лепестка; на фиг.5 - новый, неизношенный лепесток с симметричным расположением радиальных внутренних волн относительно плоскости лепестка; на фиг.6 - вид Б на фиг.5; на фиг.7 - элемент В на фиг.1; на фиг.8 - элемент В через пол-оборота инструмента относительно фиг.7; на фиг.9 - максимально изношенный лепесток; на фиг.10 - вид Б' на фиг.9.Figure 1 shows the design of the petal circle with a local contact, allowing to restore the working size, a partial longitudinal section; figure 2 is a view of figure 1; figure 3 is a strip of double-sided grinding skins, a blank for the manufacture of a petal; figure 4 is a shell made of strip (figure 3), a semi-finished petal; figure 5 is a new, unworn petal with a symmetrical arrangement of radial internal waves relative to the plane of the petal; in Fig.6 is a view of B in Fig.5; figure 7 - element In figure 1; on Fig - element In through a half-turn of the tool relative to Fig.7; figure 9 is the most worn petal; figure 10 is a view of B 'in figure 9.

Предлагаемый способ восстановления рабочего размера алмазно-абразивного инструмента рассмотрим на примере лепесткового круга 1.The proposed method for restoring the working size of a diamond-abrasive tool, consider the example of a petal wheel 1.

Лепестковый круг 1 имеет периферийную алмазно-абразивную рабочую режущую часть с аксиальным смещением благодаря установке круга под углом α к плоскости, перпендикулярной продольной оси, на шпинделе 2 с помощью косых шайб 3, расположенных с торцов, и закрепленного гайкой 4.The petal wheel 1 has a peripheral diamond-abrasive working cutting part with axial displacement due to the installation of the wheel at an angle α to the plane perpendicular to the longitudinal axis on the spindle 2 using oblique washers 3 located at the ends and secured by a nut 4.

Алмазно-абразивный круг 1 выполнен в виде сборного лепесткового круга и состоит из лепестков 5. Лепестки 5 изготавливают из полос двусторонней шлифовальной шкурки (фиг.3) шириной h менее радиуса, но более половины радиуса R круга, т.е. R>h>R/2 и длиной πD, равной длине его окружности. Из полос склеивают обечайки (фиг.4), предварительно подготовив полосы к склеиванию внахлест путем разделки меньших торцов с удалением шлифматериала с обоих концов ленты на участке под шов. Затем один из торцов обечайки разворачивают вовнутрь с образованием радиальных волн. На фиг.5 и 6 показан новый, неизношенный лепесток с симметричным расположением радиальных внутренних волн относительно плоскости лепестка. Разворот обечаек вовнутрь легко сделать, если использовать специальные фланцы 6, которые позволяют формировать пакет лепестков с образованием двусторонних радиальных волн 7 и которые используем в предлагаемом инструменте для крепления пакета лепестков. По мере износа лепестков их выдвигают в радиальном направлении, восстанавливая наружный диаметр D. Такая конструкция лепестков позволяет постоянно восстанавливать наружный диаметр быстро изнашиваемого лепесткового алмазно-абразивного инструмента и полностью использовать дорогостоящий алмазно-абразивный материал (см. фиг.9-10).The diamond-abrasive wheel 1 is made in the form of a combined petal wheel and consists of petals 5. The petals 5 are made of strips of a double-sided grinding skin (Fig. 3) with a width h less than a radius, but more than half the radius R of the circle, i.e. R> h> R / 2 and a length πD equal to its circumference. Shells are glued from strips (Fig. 4), having previously prepared strips for gluing by overlapping by cutting smaller ends with the removal of grinding material from both ends of the tape in the area under the seam. Then one of the ends of the shell is turned inward with the formation of radial waves. Figures 5 and 6 show a new, unworn petal with a symmetrical arrangement of radial internal waves relative to the plane of the petal. Turning the shells inward is easy to do if you use special flanges 6, which allow you to form a package of petals with the formation of bilateral radial waves 7 and which we use in the proposed tool for attaching a package of petals. As the petals wear, they are pulled out in the radial direction, restoring the outer diameter D. This design of the petals allows you to constantly restore the outer diameter of the rapidly wearing flap diamond abrasive tools and make full use of expensive diamond abrasive material (see Figs. 9-10).

При восстановлении наружного диаметра D лепестков 5 надо иметь в виду, чтобы d₅ внутренний диаметр лепестков не оказался больше наружного диаметра d₆ зажимных фланцев 6, в противном случае лепестки не будут зажаты.When restoring the outer diameter D of the petals 5, it must be borne in mind that d _{5 the} inner diameter of the petals is not larger than the outer diameter d _{6 of the} clamping flanges 6, otherwise the petals will not be clamped.

Благодаря волнистой форме внутренней поверхности лепестков алмазно-абразивного круга жесткость его выше, чем у традиционных лепестковых кругов, тем основное силовое воздействие на обрабатываемую поверхность можно осуществлять больше и интенсивнее вести обработку благодаря прогибам периферийных частей лепестков (см. фиг.7-8). Прогибы влево (см. фиг.7) и вправо (см. фиг.8) провоцируются установкой круга под углом к плоскости, перпендикулярной оси вращения.Due to the wavy shape of the inner surface of the petals of the diamond-abrasive wheel, its rigidity is higher than that of traditional petal circles, the main force acting on the surface to be treated can be carried out more and more intensively due to deflections of the peripheral parts of the petals (see Figs. 7-8). Deflections to the left (see Fig. 7) and to the right (see Fig. 8) are provoked by setting a circle at an angle to a plane perpendicular to the axis of rotation.

Таким образом, локальный бегущий контакт, использованный в конструкции круга, способствует более интенсивной обработке и снижению теплонапряженности процесса.Thus, the local running contact used in the design of the circle contributes to more intensive processing and a decrease in the heat stress of the process.

В связи со сказанным в процессе полирования удается снимать большие припуски (например, до 0,3 мм) при применении крупнозернистых абразивных шкурок (зернистостью 16-80) и высоких скоростях резания (65-70 м/с). Этот процесс фактически является разновидностью шлифования и эффективен для подготовки поверхностей к чистовому полированию и перед металлопокрытием.In connection with the above, in the polishing process, it is possible to remove large allowances (for example, up to 0.3 mm) when using coarse abrasive skins (grain size 16-80) and high cutting speeds (65-70 m / s). This process is actually a form of grinding and is effective for preparing surfaces for fine polishing and before metal coating.

Чистовое полирование лепестковым кругом с локальным контактом предназначено для снижения параметра шероховатости поверхности (до Ra=0,1...0,8 мкм). Наибольший эффект применения осциллирующего полирования достигается при декоративной отделке и чистовой обработке фасонных поверхностей, например полирование цилиндрических и конических поверхностей, обработке пресс-форм, штампов и др., полирование криволинейных поверхностей автомобильных кузовов, холодильников и др. под окраску.Finishing polishing with a petal wheel with a local contact is intended to reduce the surface roughness parameter (to Ra = 0.1 ... 0.8 μm). The greatest effect of the use of oscillating polishing is achieved during decorative finishing and finishing of shaped surfaces, for example polishing of cylindrical and conical surfaces, processing of molds, dies, etc., polishing of curved surfaces of automobile bodies, refrigerators, etc. for painting.

Полирование выполняется в основном по одной схеме резания, которая основана на применении высоких скоростей резания (35...40 м/с), приближающихся к высокоскоростному шлифованию. Наиболее применимы для рассматриваемого инструмента лепестки из шкурки из электрокорунда и карбида кремния на тканиевой и бумажной основе зернистостью 8-М40, а также алмазные и эльборовые шкурки зернистостью 12-М3 на эластичной связке, при этом последние отличаются большой стойкостью.Polishing is carried out mainly according to one cutting scheme, which is based on the use of high cutting speeds (35 ... 40 m / s), approaching high-speed grinding. The petals of electrocorundum and silicon carbide skins on a fabric and paper basis with a grain size of 8-M40 and diamond and elbor skins with a grain size of 12-M3 on an elastic bond are most applicable for the tool in question, while the latter are highly resistant.

Для инструмента из водостойких алмазно-абразивных шкурок при обработке деталей из стали и чугуна в качестве охлаждающей жидкости применяют эмульсию; из неводостойких шкурок - минеральные масла.For tools made of waterproof diamond-abrasive skins, when processing parts made of steel and cast iron, an emulsion is used as a cooling liquid; from non-waterproof skins - mineral oils.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить эффективность использования полировального инструмента, имеющего возможность восстанавливать наружный диаметр и позволяющего вести обработку с использованием всей периферийной рабочей части инструмента с сохранением преимуществ процесса прерывистого шлифования.The proposed technical solution improves the efficiency of using a polishing tool that can restore the outer diameter and allows processing using the entire peripheral working part of the tool while maintaining the advantages of the intermittent grinding process.

Пример. На модернизированном станке мод. 16К20Т1 полировали заготовку в виде вала диаметром 20 мм из стали 45 в нормализованном состоянии. Модернизация заключалась в установлении на поперечный суппорт устройства с инструментом наружным диаметром 250 мм и индивидуальным приводом.Example. On a modernized machine mod. 16K20T1 polished the workpiece in the form of a shaft with a diameter of 20 mm from steel 45 in a normalized state. The upgrade consisted of installing a device with an outer diameter of 250 mm and an individual drive on the transverse caliper.

Лепестки изготовляли из водостойкой двусторонней тканевой эльборной (эльборовый шлифпорошок ЛО 50/40, ОСТ 2 МТ79-2-88) шлифовальной шкурки зернистостью 50/40, изготовленной по ТУ 2-036-0224450-014-89 электростатическим способом в виде шлифовальной бабины шириной 100 мм и длиной до 100 пог. м, связка - смола СФЖ-3039, основа - ткань шифон. Ленту резали на полосы в размер 100×805 мм и склеивали внахлест в обечайки, предварительно разделав меньшие торцы с удалением шлифматериала с обоих концов ленты на участке под шов шириной 10 мм. Лепестковый круг составлен из 15 лепестков.Petals were made from a waterproof double-sided fabric elbor (elbor sanding powder LO 50/40, OST 2 MT79-2-88) sandpaper with a grain size of 50/40, made according to TU 2-036-0224450-014-89 in an electrostatic way in the form of a grinding mill with a width of 100 mm and up to 100 linear meters. m, ligament - resin SFZh-3039, basis - chiffon fabric. The tape was cut into strips of 100 × 805 mm in size and glued with an overlap into the shells, having previously cut the smaller ends with the removal of grinding material from both ends of the tape in a section under a 10 mm wide seam. The petal circle is made up of 15 petals.

Индивидуальный электропривод вращает лепестковый круг с окружной скоростью 32,5 м/с (2500 мин^-1). Линейная скорость вращения заготовки 0,05 м/с (50 мин^-1). В зону обработки подавали СОЖ в виде 5% раствора эмульсии. Угол наклона лепесткового круга составлял α=1°12^'. Заданная шероховатость Ra 0,32 мкм. По мере износа лепестков осуществляли восстановление наружного диаметра лепесткового круга путем выдвижения последних в радиальном направлении.An individual electric drive rotates the flap wheel at a peripheral speed of 32.5 m / s (2500 min ^-1 ). The linear speed of rotation of the workpiece is 0.05 m / s (50 min ^-1 ). Coolant was supplied to the treatment zone as a 5% emulsion solution. The angle of inclination of the petal circle was α = 1 ° 12 ^' . The specified roughness Ra is 0.32 μm. As the petals wear, the outer diameter of the petal circle was restored by extending the latter in the radial direction.

Способ и инструмент позволили повысить производительность процесса 2,1 раза за счет простоты и быстроты восстановления рабочего размера и сократить расход абразива на 32%.The method and tool allowed to increase the productivity of the process 2.1 times due to the simplicity and speed of restoration of the working size and reduce the consumption of abrasive by 32%.

Способ расширяет технологические возможности восстановления рабочего размера, сохраняя постоянство первоначально принятой скорости обработки, а более жесткая конструкция инструмента и установка алмазно-абразивных лепестков под углом к оси вращения позволяет увеличить режимы резания, а это повышает в 2...2,5 раза производительность обработки, улучшает качество и шероховатость обрабатываемой поверхности.The method extends the technological possibilities of restoring the working size, while maintaining the constancy of the initially adopted processing speed, and a more rigid tool design and the installation of diamond-abrasive blades at an angle to the axis of rotation allows to increase the cutting conditions, and this increases the processing productivity by 2 ... 2.5 times , improves the quality and roughness of the processed surface.

Предлагаемый способ восстановления наружного диаметра инструмента позволяет вести обработку с использованием всей периферийной рабочей части его с сохранением преимуществ процесса прерывистого шлифования и минимальными отходами неиспользованного абразива. Способ прост в осуществлении, а инструмент несложен по конструкции и надежен в эксплуатации, при этом расход абразивного инструмента снижается на 30...35%.The proposed method of restoring the outer diameter of the tool allows processing using the entire peripheral working part of it while maintaining the advantages of the intermittent grinding process and minimal waste unused abrasive. The method is simple to implement, and the tool is simple in design and reliable in operation, while the consumption of an abrasive tool is reduced by 30 ... 35%.

Источники информации:Information sources:

1. Авторское свидетельство СССР №776907, кл. В 24 D 5/06, 1980.1. USSR Copyright Certificate No. 776907, cl. B 24 D 5/06, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР №1220765, кл. В 24 D 5/06, 1986.2. USSR author's certificate No. 1220765, cl. B 24 D 5/06, 1986.

3. Авторское свидетельство СССР №1242343, кл. В 24 D 5/06, 1986.3. USSR Copyright Certificate No. 1242343, cl. B 24 D 5/06, 1986.

4. Патент РФ №2073598, МКИ В 24 D 5/06. Шлифовальный круг. Степанов Ю.С., Афанасьев Б.И. Заявка №95102414/08, 23.02.1995, 20.02.1997. Бюл. №5.4. RF patent No. 2073598, MKI B 24 D 5/06. Grinding wheel. Stepanov Yu.S., Afanasyev B.I. Application No. 95102414/08, 02.23.1995, 02.20.1997. Bull. No. 5.

5. Авторское свидетельство СССР №214342, МКИ В 24 D 5/04. Способ восстановления рабочего размера алмазно-абразивного инструмента. Ковалев С.Н. и др. 1055448/25-8. 14.02.1966; 20.03.1968. Бюл. №11.5. Copyright certificate of the USSR No. 214342, MKI B 24 D 5/04. A method of restoring the working size of a diamond-abrasive tool. Kovalev S.N. et al. 1055448 / 25-8. 02/14/1966; 03/20/1968. Bull. No. 11.

Claims

A method for restoring the working size of a diamond-abrasive tool with a local contact in the form of a petal circle, installed using oblique washers located at the ends at an acute angle to a plane perpendicular to the axis of rotation, and consisting of a packet of petals clamped with two flanges to form radial waves, which are made by gluing at the end of the strips of a double-sided diamond-abrasive grinding skin with a width less than the radius, but more than half the radius of the lap wheel, and a length equal to its length circumference to form shells and unfolding inside one end of each shell to form a radial wave, characterized in that the reconstitution is carried out outside diameter daisy wheel as it wears past petals by extending radially.