RU2344029C1

RU2344029C1 - Device for abrasive wheel fastening

Info

Publication number: RU2344029C1
Application number: RU2007113608/02A
Authority: RU
Inventors: Валентин Иванович Свирщев (RU); Валентин Иванович Свирщев; Юрий Николаевич Степанов (RU); Юрий Николаевич Степанов; Дмитрий Владимирович Оконешников (RU); Дмитрий Владимирович Оконешников; Сергей Васильевич Цыпков (RU); Сергей Васильевич Цыпков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Пермский моторный завод"
Priority date: 2007-04-11
Filing date: 2007-04-11
Publication date: 2009-01-20
Also published as: RU2007113608A

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention concerns abrasive processing and can be applied in grinding operations on steel and alloys susceptible to grinding defects in the form of burns and cracks. Abrasive wheel is mounted between supporting and clamping flanges. Construction features compensation unit in the form of elastic annular element with variable radial stiffness zones. Compensation unit is positioned between external cylindrical surface of case and internal cylindrical surface of supporting flange. Number of variable radial stiffness zones n in compensation unit is determined by condition: n≥1.2 f_own/f_spindle where f_own. is dominating frequency of flexural vibration of elastic aggregate system, Hz; f_spindle is rotation frequency of aggregate spindle, Hz. As a result operational environment of grinding grain during grinding changes, facilitating intensive self-sharpening of abrasive wheel and improved access of fluid coolant into grinding zone, i.e. maintaining operation of solid abrasive wheel as if it were discontinuous.

EFFECT: prevention of burns and cracks on processed surface.

2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано на операциях шлифования сталей и сплавов, склонных к появлению шлифовочных дефектов - прижогов и трещин.The invention relates to mechanical engineering and can be used in grinding operations of steels and alloys, prone to the appearance of grinding defects - burns and cracks.

Известно устройство для крепления шлифовального круга, содержащее опорный и прижимной фланцы, между которыми установлен шлифовальный круг, и компенсирующий узел в виде кольцевого упругого элемента (а.с. СССР №1294586, В24В 45/00, 1985).A device for attaching a grinding wheel, comprising a support and pressure flanges, between which a grinding wheel is installed, and a compensating node in the form of an annular elastic element (AS USSR No. 1294586, B24B 45/00, 1985).

Устройство для крепления шлифовального круга не предназначено для операций шлифования сталей и сплавов.The device for attaching the grinding wheel is not intended for grinding operations of steels and alloys.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для крепления шлифовального круга, содержащее опорный и прижимной фланцы, между которыми установлен шлифовальный круг, и компенсирующий узел в виде кольцевого упругого элемента (а.с. СССР №772833, В24В 45/00, 1978).The closest in technical essence is a device for attaching a grinding wheel, containing the support and clamping flanges, between which the grinding wheel is installed, and a compensating node in the form of an annular elastic element (AS USSR No. 772833, V24V 45/00, 1978).

Устройство может быть использовано на операциях шлифования сталей и сплавов, однако приводит к появлению шлифовочных дефектов - прижогов и трещин.The device can be used in grinding operations for steels and alloys, however, it leads to the appearance of grinding defects - burns and cracks.

Задачей является уменьшение шлифовочных дефектов - прижогов и трещин.The objective is to reduce grinding defects - burns and cracks.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для крепления шлифовального круга, содержащее опорный и прижимной фланцы, между которыми установлен шлифовальный круг, и компенсирующий узел в виде кольцевого упругого элемента, дополнительно снабжено корпусом, между наружной цилиндрической поверхностью корпуса и внутренней цилиндрической поверхностью опорного фланца расположен компенсирующий узел с зонами переменной радиальной жесткости, а количество зон переменной радиальной жесткости выбирается из условияThis goal is achieved in that the device for attaching the grinding wheel, containing the support and pressure flanges, between which the grinding wheel is mounted, and the compensating node in the form of an annular elastic element, is additionally equipped with a housing, between the outer cylindrical surface of the housing and the inner cylindrical surface of the supporting flange is located a node with zones of variable radial stiffness, and the number of zones of variable radial stiffness is selected from the condition

n≥1,2 f_собст/f_{шпинделя}, _sobst n≥1,2 f / f _spindle,

где n - количество зон переменной радиальной жесткости;where n is the number of zones of variable radial stiffness;

f_собст - доминирующая частота изгибных колебаний упругой системы станка, Гц;f _svst - the dominant frequency of bending vibrations of the elastic system of the machine, Hz;

f_{шпинделя} - частота вращения шпинделя станка, Гц.f _spindle - the frequency of rotation of the machine spindle, Hz.

На фиг.1 представлено устройство для крепления шлифовального круга, разрез; на фиг.2 - вариант компенсирующего узла, сечение.Figure 1 shows a device for attaching a grinding wheel, a section; figure 2 is a variant of the compensating node, section.

Устройство для крепления шлифовального круга содержит корпус 1, опорный фланец 2, прижимной фланец 3. Между фланцами 2 и 3 установлен шлифовальный круг 4. Гайка 5 предназначена для закрепления шлифовального круга. Между наружной цилиндрической поверхностью корпуса 1 и внутренней цилиндрической поверхностью опорного фланца 3 расположен компенсирующий узел 6. Крышка 7 поджата гайкой 8 с возможностью перемещения в радиальном направлении опорного фланца 2 по скользящей посадке.A device for mounting the grinding wheel includes a housing 1, a support flange 2, a clamping flange 3. Between the flanges 2 and 3, a grinding wheel 4. A nut 5 is used to secure the grinding wheel. Between the outer cylindrical surface of the housing 1 and the inner cylindrical surface of the support flange 3 is a compensating node 6. The cover 7 is pressed by a nut 8 with the possibility of moving in the radial direction of the support flange 2 along a sliding fit.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

На корпусе 1 устанавливается компенсирующий узел 6 и опорный фланец 2, затем шлифовальный круг 4 и прижимной фланец 3, который фиксируется гайкой 5. На торцы компенсирующего узла 6 и опорного фланца 2 устанавливают крышку 7, которую фиксируют гайкой 8. Устройство готово к работе.A compensating assembly 6 and a support flange 2 are mounted on the housing 1, then a grinding wheel 4 and a clamping flange 3, which is fixed with a nut 5. A cover 7 is mounted on the ends of the compensating assembly 6 and a support flange 2, which is fixed with a nut 8. The device is ready for operation.

В процессе обработки изменение радиальной жесткости упругого элемента приводит к изменению мгновенной глубины резания во времени. Возникающие при этом незначительные вибрации шлифовального круга приводят к изменению условий работы режущих зерен, более интенсивному самозатачиванию шлифовального круга, улучшению доступа СОЖ в зону резания и т.д. Это приводит к уменьшению средней силы резания в процессе шлифования, т.е. к уменьшению теплонапряженности процесса обработки и к улучшению качества поверхности деталей. Устройство обеспечивает работу сплошного шлифовального круга аналогично прерывистому шлифовальному кругу.During processing, a change in the radial stiffness of the elastic element leads to a change in the instantaneous depth of cut over time. The resulting minor vibrations of the grinding wheel result in a change in the operating conditions of the cutting grains, a more intensive self-sharpening of the grinding wheel, improved coolant access to the cutting zone, etc. This leads to a decrease in the average cutting force during grinding, i.e. to reduce the heat stress of the processing process and to improve the surface quality of the parts. The device provides the operation of a continuous grinding wheel similar to a discontinuous grinding wheel.

Изменение радиальной жесткости компенсирующего узла определяется динамическими характеристиками упругой системы станка, на котором выполняется шлифование. В частности, при выполнении операций на плоскошлифовальных станках моделей 3Г71, 3Г71М, имеющих доминирующую частоту изгибных колебаний около 100 Гц, динамические характеристики устройства для крепления шлифовального круга, исключающей работу станка в резонансном режиме должны превышать собственную частоту примерно в 1,2 раза. Поэтому при частоте вращения шпинделя станка 3Г71 около 50 Гц конструкция устройства для крепления шлифовального круга должна обеспечивать переменность изменения жесткости, превышающую 60 Гц.The change in the radial stiffness of the compensating node is determined by the dynamic characteristics of the elastic system of the machine on which grinding is performed. In particular, when performing operations on surface grinding machines of models 3G71, 3G71M, having a dominant frequency of bending vibrations of about 100 Hz, the dynamic characteristics of the device for attaching the grinding wheel, excluding the machine in resonance mode, should exceed the natural frequency by about 1.2 times. Therefore, when the spindle speed of the 3G71 machine is about 50 Hz, the design of the device for attaching the grinding wheel should provide a change in rigidity of more than 60 Hz.

Предложенный на фиг.2 вариант компенсирующего узла обеспечивает изменение жесткости за один оборот шпинделя 8 раз (через 45°), а при частоте вращения шпинделя около 50 Гц, частоту изменения жесткости, а соответственно возмущающей силы резания около 400 Гц, что исключает резонансный режим работы упругой системы станка.The variant of the compensating assembly proposed in FIG. 2 provides a change in rigidity for one spindle revolution 8 times (through 45 °), and at a spindle speed of about 50 Hz, the frequency of change in rigidity, and accordingly of a disturbing cutting force, is about 400 Hz, which eliminates the resonant mode of operation elastic system of the machine.

Переменная радиальная жесткость упругого элемента достигается за счет изменения площади осевых сечений в различных радиальных направлениях.Variable radial stiffness of the elastic element is achieved by changing the area of the axial sections in different radial directions.

Для исключения резонансных режимов работы упругих систем станков, на которых выполняются операции, количество зон переменной радиальной жесткости выбирается из условияTo exclude resonant modes of operation of the elastic systems of machines on which operations are performed, the number of zones of variable radial stiffness is selected from

n≥1,2 f_собст/f_{шпинделя}, _sobst n≥1,2 f / f _spindle,

Устройство устраняет некоторые недостатки шлифовочных операций - дефекты в виде прижогов и трещин,The device eliminates some of the shortcomings of grinding operations - defects in the form of burns and cracks,

Claims

A device for attaching a grinding wheel, comprising a support and pressure flanges, between which a grinding wheel is installed, and a compensating node in the form of an annular elastic element, characterized in that it is additionally equipped with a housing with an outer cylindrical surface, and a compensating node is located between the outer cylindrical surface of the housing and the inner cylindrical surface of the support flange and is made with zones of variable radial stiffness, the number of which is selected from the condition
_sobst n≥1,2 f / f _spindle,
where n is the number of zones of variable radial stiffness;
f _svst - the dominant frequency of bending vibrations of the elastic system of the machine, Hz;
f _spindle - the frequency of rotation of the machine spindle, Hz.