RU2395381C1

RU2395381C1 - Grinding tool

Info

Publication number: RU2395381C1
Application number: RU2008151442/02A
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Бутенко (RU); Виктор Иванович Бутенко; Дмитрий Сергеевич Дуров (RU); Дмитрий Сергеевич Дуров; Лиана Валерьевна Гусакова (RU); Лиана Валерьевна Гусакова
Priority date: 2008-12-24
Filing date: 2008-12-24
Publication date: 2010-07-27
Also published as: RU2008151442A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention refers to machine building industry and can be used for production of grinding discs for processing of viscous hard-to-machine materials. Grinding disc includes coarse-grained and fine-grained sections of the abrasive, which are divided in parts with sections of abrasive of less hardness. Sections of coarse-grained and fine-grained abrasive are of equal length along external arc of grinding disc and twice as long than length of section of abrasive of less hardness. Section of fine-grained abrasive consists of micro-grinding powder, section of coarse-grained abrasive - from abrasive grain, section of abrasive of less hardness - from grinding powder. Hardness of abrasive is chosen depending on hardness of the processed material.

EFFECT: improving quality of the processed surface owing to eliminating disproportion of sizes of fine-grained and coarse-grained abrasive sections.

Description

Изобретение относится к области механической обработки материалов, а именно к шлифованию и тонкому шлифованию, и может быть использовано в различных областях машиностроения при обработке вязких труднообрабатываемых материалов с высокой точностью геометрической формы и качеством обрабатываемой поверхности.The invention relates to the field of mechanical processing of materials, namely to grinding and fine grinding, and can be used in various fields of mechanical engineering in the processing of viscous difficult-to-process materials with high geometric shape accuracy and surface quality.

Известен абразивный круг (а.с. №1645124, В24D 17/00, бюл. №16, 1991) с переменной плотностью абразивной массы в каждом из поперечных его сечений, увеличивающейся с уменьшением его радиуса, отличающийся тем, что с целью повышения качества обработки за счет равномерности износа инструмента вдоль образующей, круг выполнен конической формы и с переменной зернистостью абразивной массы, уменьшающейся с уменьшением радиуса инструмента.Known abrasive wheel (AS No. 1645124, B24D 17/00, bull. No. 16, 1991) with a variable density of abrasive mass in each of its cross sections, increasing with decreasing radius, characterized in that in order to improve the quality of processing due to the uniformity of tool wear along the generatrix, the circle is made conical in shape and with a variable grain size of the abrasive mass, decreasing with decreasing tool radius.

Признаком аналога, совпадающим с существенными признаками заявляемого изобретения, является наличие абразива с переменной зернистостью абразивной массы.A sign of an analogue that coincides with the essential features of the claimed invention is the presence of an abrasive with a variable grain size of the abrasive mass.

Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются его достаточно сложная специальная технология изготовления, недостаточная эффективность при обработке поверхности с высоким качеством поверхности вязких труднообрабатываемых материалов с высокой точностью геометрических форм.The reasons that impede the achievement of the technical result are its rather complicated special manufacturing technology, insufficient efficiency when treating surfaces with high surface quality of viscous difficult to process materials with high accuracy of geometric shapes.

Известен комбинированный шлифовальный инструмент (а.с. №1609628, В24D 5/06, 17/00, бюл. №44, 1990), выполненный в виде корпуса с выступами, содержащими абразивонесущие элементы с крупнозернистым слоем, отличающийся тем, что с целью повышения качества шлифования механизм перемещения выполнен в виде упругих термобиметаллических пластин, имеющих U-образную форму, а абразивонесущий элемент с мелкозернистым слоем выполнен в виде эластичной вставки, на одной стороне которой закреплен абразив, причем другой стороной вставка закреплена на термобиметаллической пластине и на эластичной вставке закреплена шлифовальная шкурка.Known combined grinding tool (AS No. 1609628, B24D 5/06, 17/00, bull. No. 44, 1990), made in the form of a body with protrusions containing abrasive elements with a coarse-grained layer, characterized in that in order to increase grinding quality, the movement mechanism is made in the form of elastic thermobimetallic plates having a U-shape, and the abrasive-bearing element with a fine-grained layer is made in the form of an elastic insert, on one side of which an abrasive is fixed, with the other side of the insert fixed to thermobimetallic sanding plate and on the elastic insert attached grinding sandpaper.

Признаком аналога, совпадающим с существенными признаками заявляемого изобретения, является наличие абразивонесущих элементов с крупнозернистым слоем, чередующихся с участками с мелкозернистым слоем.A sign of an analogue that coincides with the essential features of the claimed invention is the presence of abrasive elements with a coarse-grained layer, alternating with areas with a fine-grained layer.

Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются его достаточно сложная конструкция, недостаточная надежность, неприменимость при обработке поверхности с высоким качеством поверхности, особенно вязких труднообрабатываемых материалов с высокой точностью геометрических форм.The reasons that impede the achievement of the technical result are its rather complicated design, insufficient reliability, and inapplicability when treating a surface with high surface quality, especially viscous difficult-to-process materials with high accuracy of geometric shapes.

За прототип принимаем шлифовальный инструмент (патент №2201865, кл. В24D 5/14, 7/14 2003, бюл. №10, 2003), содержащий крупнозернистые участки абразива и расположенные за ними участки мелкозернистые, которые попарно разделены участками абразива с меньшей твердостью, при этом участки с мелкозернистым абразивом в 1,5-4 раза шире участков с крупнозернистым абразивом, а участки абразива с крупнозернистым слоем и участки абразива с меньшей твердостью имеют соответственно величину зерна в 1,2-2,5 раза больше зерна участков с мелкозернистым слоем.For the prototype, we take a grinding tool (patent No. 2201865, class B24D 5/14, 7/14 2003, bull. No. 10, 2003) containing coarse-grained sections of the abrasive and fine-grained sections located behind them, which are pairwise separated by sections of the abrasive with a lower hardness, at the same time, areas with a fine-grained abrasive are 1.5–4 times wider than areas with a coarse-grained abrasive, and areas of an abrasive with a coarse-grained layer and sections of an abrasive with a lower hardness have a grain size of 1.2–2.5 times larger than the grain of areas with a fine-grained layer .

Признаком прототипа, совпадающим с признаками заявляемого шлифовального инструмента, является наличие крупнозернистых и мелкозернистых участков абразива, попарно разделенных участками абразива меньшей твердости.A sign of the prototype, which coincides with the features of the inventive grinding tool, is the presence of coarse and fine-grained sections of the abrasive, pairwise separated by sections of the abrasive of lower hardness.

Недостатком описанного шлифовального круга является то, что нарушается целостность конструкции шлифовального круга за счет непропорциональности размеров участков абразива мелкой и крупной зернистости, что ухудшает качество обрабатываемой поверхности.The disadvantage of the described grinding wheel is that the integrity of the design of the grinding wheel is violated due to the disproportionate size of the sections of the abrasive fine and coarse grain, which affects the quality of the processed surface.

Задача изобретения состоит в повышении качества обрабатываемой поверхности за счет устранения непропорциональности размеров участков абразива мелкой и крупной зернистости.The objective of the invention is to improve the quality of the processed surface by eliminating the disproportionality of the size of the sections of the abrasive fine and coarse grain.

Технический результат заключается в том, что длина по наружной дуге шлифовального круга участка абразива меньшей твердости в два раза меньше длин участков крупнозернистого и мелкозернистого абразива. Длины крупнозернистого и мелкозернистого участка шлифовального круга одинаковы и каждый из них больше, чем длина участка абразива меньшей твердости. Участок мелкозернистого абразива состоит из микрошлифпорошков, участок крупнозернистого абразива - из шлифзерна, участок абразива наименьшей твердости состоит из шлифпорошка. Твердость материала шлифовального круга принимается в зависимости от твердости обрабатываемого материала.The technical result consists in the fact that the length along the outer arc of the grinding wheel of the abrasive section of lower hardness is two times less than the lengths of the sections of coarse-grained and fine-grained abrasive. The lengths of the coarse-grained and fine-grained portion of the grinding wheel are the same and each of them is longer than the length of the portion of the abrasive of lower hardness. The area of fine-grained abrasive consists of micro-grinding powders, the area of coarse-grained abrasive is made of grinder, the area of abrasive of the smallest hardness consists of grinding powder. The hardness of the grinding wheel material is taken depending on the hardness of the material being processed.

Шлифовальный инструмент содержит крупнозернистые участки абразива и расположенные за ними участки мелкозернистые, которые попарно разделены участками абразива с меньшей твердостью, при этом длины крупнозернистого и мелкозернистого участков шлифовального круга одинаковы и каждый из них больше, чем длина участка абразива меньшей твердости. Участок мелкозернистого абразива состоит из микрошлифпорошков, участок крупнозернистого абразива - из шлифзерна, участок абразива наименьшей твердости состоит из шлифпорошка. Твердость абразива шлифовального круга принимается в зависимости от твердости обрабатываемого материала.The grinding tool contains coarse-grained sections of the abrasive and fine-grained sections located behind them, which are pairwise separated by sections of the abrasive with a lower hardness, while the lengths of the coarse-grained and fine-grained sections of the grinding wheel are the same and each of them is longer than the length of the portion of the abrasive of lower hardness. The area of fine-grained abrasive consists of micro-grinding powders, the area of coarse-grained abrasive is made of grinder, the area of abrasive of the smallest hardness consists of grinding powder. The hardness of the abrasive grinding wheel is taken depending on the hardness of the material being processed.

Шлифовальный инструмент получают следующим образом. Форму, разделенную на соответствующие участки (сектора) перегородками, заполняют требуемой абразивной массой в следующем порядке: крупнозернистые участки и расположенные за ними участки мелкозернистые, которые попарно разделены участками абразива с меньшей твердостью, затем предварительно спрессовывают и извлекают перегородки, после чего спрессовывают и подвергают обжигу.A grinding tool is prepared as follows. The form, divided into the corresponding sections (sectors) by partitions, is filled with the required abrasive mass in the following order: coarse-grained sections and fine-grained sections located behind them, which are pairwise separated by sections of abrasive with less hardness, then pre-pressed and the partitions are removed, then pressed and fired .

Шлифовальный инструмент устанавливается на валу шлифовального станка и работает как обычный шлифовальный круг. Отличительная его особенность заключается в том, что при работе участки абразива с меньшей твердостью изнашиваются несколько быстрее, при этом перед крупнозернистыми участками абразива образуются небольшие впадины, способствующие микроударам и микровибрациям, которые происходят при входе крупнозернистого участка абразива в соприкосновение с обрабатываемой деталью. За счет этого улучшается процесс резания, уменьшаются технологические остаточные напряжения, значительно уменьшается засаливание инструмента, особенно при обработке вязких труднообрабатываемых материалов. Это положительно влияет на улучшение точности геометрических форм, поскольку микроудары и микровибрации происходят в основном в зоне резания, а не между деталью и инструментом в целом. Использование мелкозернистых участков, следующих за крупнозернистыми участками, повышает качество обрабатываемой поверхности. Длина (по наружной дуге) участка абразива меньшей твердости в два раза меньше длин участков крупнозернистого и мелкозернистого абразива, что ограничивает зону резания, в которой происходят микроудары и микровибрации. Участки крупнозернистого и мелкозернистого абразива одинаковой длины, каждый из них больше, чем участок абразива меньшей твердости. Крупнозернистый участок, состоящий из шлифзерна, снимает основной слой материала, а участок мелкозернистого абразива, состоящий из микрошлифпорошка, одновременно производит выхаживание поверхностного слоя детали. Таким образом, уменьшение в два раза участка абразива меньшей твердости приводит к упрощению конструкции шлифовального круга, повышению точности обработки, улучшению качественных показателей поверхностного слоя (шероховатости, технологических остаточных напряжений, точности геометрической формы детали), увеличению периода стойкости шлифовального круга между правками за счет уменьшения его засаливания.The grinding tool is mounted on the shaft of the grinding machine and works like a regular grinding wheel. Its distinctive feature is that during operation, areas of the abrasive with less hardness wear out somewhat faster, while small depressions are formed in front of the coarse-grained sections of the abrasive, contributing to micro-impacts and micro-vibrations that occur when the coarse-grained portion of the abrasive comes into contact with the workpiece. Due to this, the cutting process is improved, technological residual stresses are reduced, tool salting is significantly reduced, especially when processing viscous difficult-to-process materials. This has a positive effect on improving the accuracy of geometric shapes, since microshocks and microvibrations occur mainly in the cutting zone, and not between the part and the tool as a whole. The use of fine-grained areas following coarse-grained areas improves the quality of the surface to be treated. The length (along the outer arc) of the portion of the abrasive of lower hardness is two times less than the lengths of the sections of coarse-grained and fine-grained abrasive, which limits the cutting zone in which microshocks and microvibrations occur. Sections of coarse-grained and fine-grained abrasive are of the same length, each of them is larger than the portion of abrasive of lower hardness. A coarse-grained area, consisting of a grinding grain, removes the main layer of material, and a portion of fine-grained abrasive, consisting of micro-grinding powder, simultaneously produces the surface layer of the part. Thus, halving the area of the abrasive of lower hardness leads to a simplification of the design of the grinding wheel, improving the accuracy of processing, improving the quality of the surface layer (roughness, technological residual stresses, the accuracy of the geometric shape of the part), increasing the durability of the grinding wheel between dressings by reducing its salting.

Claims

A grinding wheel containing coarse and fine-grained sections of the abrasive, pairwise separated by sections of an abrasive of lower hardness, characterized in that the sections of coarse and fine-grained abrasive are made of the same length along the outer arc of the grinding wheel and two times longer than the length of the portion of the abrasive of less hardness, and fine-grained abrasive consists of micro-grinding powder, a section of coarse-grained abrasive - of a grinding grain, a portion of an abrasive of lower hardness - of grinding powder, and hardness of ab aziva selected depending on the hardness of the processed material.