RU2615964C1

RU2615964C1 - Method of flexible belt grinding

Info

Publication number: RU2615964C1
Application number: RU2015141440A
Authority: RU
Inventors: Владимир Григорьевич Гусев; Дмитрий Александрович Печалов
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2017-04-11

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to belt grinding and may be used for belt grinding of complex sculpted surfaces such as dies formlining, molds, injection molds and others. The flexible grinding belt with the hollow inner chamber is put on the drive and driven rollers through the nonworking inner surface. Before grinding the belt is tensioned and compressed air is injected into the hollow inner chamber under pressure of 0.2-0.8 MPa. The preform is put on the moving with the cutting speed outer grinding belt layer which takes the shape of the processed surface. At the starting and ending moments of grinding belt contact with the processed surface a cavities are formed into which compressed air is supplied under pressure determined with the listed mathematical relationship and providing a straight-line trajectory of the grinding grain belt coinciding with the cutting speed vector.

EFFECT: invention enables to prevent formation of blockages of the processed surface and increase geometric accuracy of its grinding.

5 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться для шлифования сложных пространственных формообразующих поверхностей штампов, литьевых форм и др. деталей.The invention relates to mechanical engineering and can be used for grinding complex spatial forming surfaces of dies, injection molds and other details.

Известен способ ленточного шлифования (см., например, патент РФ №2142872 В24В 21/00 «Способ ленточного шлифования и устройство для его осуществления»), который используется для обработки изделий призматической, цилиндрической и сферической формы малогабаритных деталей. Обработка обеспечивается подачей изделий в рабочую зону, образованную размещением рабочих поверхностей лент одна против другой с возможностью движения под углом одна к другой в направлении равнодействующей скорости рабочих поверхностей. Передвижение заготовки в зоне обработки и вывод из нее осуществляется силами резания. Регулирование угла между лентами производится специальным механизмом, а для удерживания заготовки в рабочей зоне введен упор с реле времени.A known method of belt grinding (see, for example, RF patent No. 2142872 B24B 21/00 "Method of belt grinding and device for its implementation"), which is used for processing products of prismatic, cylindrical and spherical shapes of small parts. The processing is provided by feeding the products into the working area formed by placing the working surfaces of the tapes against one another with the possibility of movement at an angle to one another in the direction of the resultant speed of the working surfaces. The movement of the workpiece in the processing zone and the output from it is carried out by cutting forces. The angle between the tapes is regulated by a special mechanism, and an emphasis with a time relay is introduced to hold the workpiece in the working area.

Недостатком способа по патенту РФ №2142872 являются узкие технологические возможности, не позволяющие проводить обработку сложных пространственных поверхностей, и низкая точность обработанных поверхностей.The disadvantage of the method according to the patent of the Russian Federation No. 2142872 is the narrow technological capabilities that do not allow the processing of complex spatial surfaces, and the low accuracy of the treated surfaces.

Известен также способ (прототип) (см., патент РФ №2116186 B24D 13/00, B24D 11/00, B24D 11/02 «Лента с абразивным покрытием»), в соответствии с которым основу ленты выполняют в виде гибкой бесшовной петли и вводят органический полимерный связующий материал, а также волокнистый армирующий материал в количестве 1-60% от массы основы. Основу выполняют в виде непересекающихся слоев волоконного армирующего материала, погруженных в органический полимерный связующий материал. Слой волоконного армирующего материала содержит слой, сформированный из одной непрерывной волоконной пряди, которую наматывают в виде спирали по длине петли-основы с возможностью продольного растяжения, при этом слой, формируемый из непрерывной волокнистой пряди, наматывают витками, следующими под постоянным углом по отношению к параллельным поверхностям петли-основы.There is also known a method (prototype) (see, RF patent No. 2116186 B24D 13/00, B24D 11/00, B24D 11/02 "Abrasive coated tape"), in accordance with which the tape base is made in the form of a flexible seamless loop and introduced organic polymer binder material, as well as fibrous reinforcing material in an amount of 1-60% by weight of the base. The basis is made in the form of disjoint layers of fiber reinforcing material immersed in an organic polymer binder. The layer of fiber reinforcing material contains a layer formed from one continuous fiber strand, which is wound in a spiral along the length of the base loop with the possibility of longitudinal stretching, while the layer formed from a continuous fiber strand is wound with coils following at a constant angle to parallel the surfaces of the base loop.

Недостатком способа по патенту РФ №2116186 является узкие технологические возможности, не позволяющие проводить обработку сложных пространственных поверхностей, и низкая точность обработанных поверхностей.The disadvantage of the method according to the patent of the Russian Federation No. 216186 is the narrow technological capabilities that do not allow the processing of complex spatial surfaces, and the low accuracy of the treated surfaces.

Указанный технический эффект достигается тем, что используют гибкую бесшовную ленту с внутренней замкнутой полой камерой, в которую нагнетают сжатый воздух под давлением р=0,2-0,8 МПа, а в окрестностях входа абразивных зерен в контакт с обрабатываемой поверхностью и выхода их из контакта создают полости, в которые подают сжатый воздух под давлением, обеспечивающим перемещение абразивных зерен в направлении, совпадающим с вектором скорости резания в крайних точках обрабатываемой поверхности. Давление сжатого воздуха, подаваемого в указанные полости, определяют по формулеThe indicated technical effect is achieved by using a flexible seamless tape with an internal closed hollow chamber, into which compressed air is pumped under pressure p = 0.2-0.8 MPa, and in the vicinity of the abrasive grains entering into contact with the treated surface and leaving them the contact creates a cavity in which compressed air is supplied under pressure, providing movement of the abrasive grains in the direction coinciding with the cutting speed vector at the extreme points of the processed surface. The pressure of compressed air supplied to these cavities is determined by the formula

где у_л - упругое перемещение ленты под действием сжатого воздуха (фиг. 2); j_л - жесткость абразивной ленты в окрестности ее входа и выхода из контакта с обрабатываемой заготовкой в направлении, перпендикулярном к ее режущей поверхности; S_п - площадь контакта абразивного слоя ленты на входе/выходе из зоны шлифования.where _n - the elastic movement of the tape under the action of compressed air (Figure 2). j _l - the stiffness of the abrasive tape in the vicinity of its entrance and exit from contact with the workpiece in the direction perpendicular to its cutting surface; S _p - the contact area of the abrasive layer of the tape at the entrance / exit of the grinding zone.

Упругое перемещение ленты определяют по формулеThe elastic movement of the tape is determined by the formula

где Р_у - составляющая силы резания, направленная перпендикулярно обработанной поверхности.where P _y is the component of the cutting force directed perpendicular to the machined surface.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено устройство для гибкого ленточного шлифования, с помощью которого реализуют предлагаемый способ; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 - увеличенное изображение фрагмента контакта гибкой ленты с криволинейной обрабатываемой поверхностью.The essence of the invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a device for flexible belt grinding, with which the proposed method is implemented; in FIG. 2 is a view A in FIG. one; in FIG. 3 is a view B in FIG. 2; in FIG. 4 is a section bb in FIG. 2; in FIG. 5 is an enlarged image of a contact fragment of a flexible tape with a curved machined surface.

Устройство, с помощью которого осуществляют предлагаемый способ, состоит из электродвигателя 1 (фиг. 1), на валу которого жестко закреплен приводной ролик 2. Гибкая лента 3 натянута между приводным 2 и натяжным роликом 4. Лента 3 имеет замкнутую полую камеру 5, в которую подается сжатый воздух через ниппель 6. На наружную поверхность гибкой ленты нанесен рабочий абразивный слой 7, осуществляющий снятие припуска с обрабатываемой поверхности, изображенной на всех фигурах утолщенной линией.The device with which the proposed method is carried out consists of an electric motor 1 (Fig. 1), on the shaft of which the drive roller 2 is rigidly fixed. A flexible tape 3 is tensioned between the drive 2 and the tension roller 4. The tape 3 has a closed hollow chamber 5 into which compressed air is supplied through the nipple 6. A working abrasive layer 7 is applied to the outer surface of the flexible tape, which removes the allowance from the machined surface shown in all figures by a thickened line.

В местах входа и выхода ленты из рабочей зоны (соответственно в крайних точках К и M обрабатываемой поверхности) закреплены уголки 8, 9. Каждый из уголков имеет отверстия 10 (фиг. 2), по которым подают сжатый воздух в полости 11 и 12, образованные абразивным слоем ленты и обращенными к нему поверхностями уголков 8, 9. Заготовка 13 в процессе шлифования контактирует с абразивным слоем 7, при этом лента ограничена по боковым сторонам буртами 14, 15 (фиг. 3). Ролик 4 может устанавливаться на оси 16 свободно либо жестко, например, с помощью шпонки 17.At the points of entry and exit of the tape from the working area (respectively, at the extreme points K and M of the work surface), corners 8, 9 are fixed. Each of the corners has holes 10 (Fig. 2), through which compressed air is supplied into the cavities 11 and 12 the abrasive layer of the tape and the facing surfaces of the corners 8, 9. The workpiece 13 in the grinding process is in contact with the abrasive layer 7, while the tape is limited on the sides by collars 14, 15 (Fig. 3). The roller 4 can be mounted on the axis 16 freely or rigidly, for example, using the keys 17.

Ролик 2 крепится на валу электродвигателя жестко, например, с помощью шпонки, что позволяет передавать крутящий момент от вала электродвигателя 1 ролику 2, а затем гибкой абразивной ленте 3. Для устранения завалов обработанной поверхности в окрестности входа и выхода гибкой абразивной ленты из зоны резания в отверстия 10 уголков 8 и 9 (фиг. 2 и 4) подают сжатый воздух.The roller 2 is mounted on the motor shaft rigidly, for example, using a key, which allows you to transfer torque from the motor shaft 1 to the roller 2, and then a flexible abrasive tape 3. To eliminate blockages of the treated surface in the vicinity of the entrance and exit of the flexible abrasive tape from the cutting zone in the holes 10 of the corners 8 and 9 (Fig. 2 and 4) supply compressed air.

Для шлифования сложных профильных поверхностей заготовки 13, представляющих сочетание вогнутых и выпуклых контуров (фиг. 5), создают давление р воздуха в камере 5, которое обеспечивает обработку выступов и впадин изделия.To grind complex profile surfaces of the workpiece 13, representing a combination of concave and convex contours (Fig. 5), create air pressure p in the chamber 5, which provides processing of the protrusions and depressions of the product.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. На ролики 2 и 4 надевают ленту 3 нерабочей внутренней поверхностью, после чего ленту натягивают. Камеру 5 через ниппель 6 наполняют сжатым воздухом до необходимого давления. Устанавливают заготовку в зоне шлифования так, чтобы обрабатываемая поверхность КТМ (фиг. 2) находилась на расстоянии 3-5 мм от режущего абразивного слоя 7 ленты 3, после чего заготовку закрепляют. Устанавливают уголки 8 и 9 на входе и выходе ленты 3 из зоны шлифования, обеспечивая плотный контакт с заготовкой 13 во избежание утечек сжатого воздуха.The proposed method is as follows. On the rollers 2 and 4, they put on the tape 3 with a non-working inner surface, after which the tape is pulled. Chamber 5 through the nipple 6 is filled with compressed air to the required pressure. Set the workpiece in the grinding zone so that the processed surface KTM (Fig. 2) is at a distance of 3-5 mm from the cutting abrasive layer 7 of the tape 3, after which the workpiece is fixed. Set the corners 8 and 9 at the inlet and outlet of the tape 3 from the grinding zone, providing tight contact with the workpiece 13 to avoid leaks of compressed air.

Включают электродвигатель 1, при этом вращается приводной ролик 2, а через ленту 3 вращение передается ролику 4.The electric motor 1 is turned on, while the drive roller 2 is rotated, and through the tape 3, the rotation is transmitted to the roller 4.

Перемещают заготовку 13 со скоростью рабочей подачи V_s к движущейся со скоростью резания v гибкой абразивной ленте 3, при этом абразивный слой 7 ленты 3 вступает в контакт с обрабатываемой поверхностью КТМ и снимает припуск с заготовки 13. Благодаря гибкости ленты и воздушной подушке, на которую опирается абразивный слой 7, последний принимает форму обрабатываемой поверхности, подготовленной на предшествующей технологической операции, например, на операции фрезерования.The workpiece 13 is moved with the working feed speed V _s to the flexible abrasive tape 3 moving with the cutting speed v, while the abrasive layer 7 of the tape 3 comes into contact with the processed surface of the CTM and removes the allowance from the workpiece 13. Thanks to the flexibility of the tape and the air cushion, onto which abrasive layer 7 rests, the latter takes the form of a machined surface prepared in a previous technological operation, for example, for milling operations.

Описанным способом можно осуществлять процесс ленточного шлифования различных пространственных полостей штампов и др. ответственных деталей технологической оснастки.Using the described method, it is possible to carry out the process of belt grinding of various spatial cavities of dies and other critical parts of technological equipment.

Для предотвращения завала кромок в окрестностях входа и выхода абразивной ленты 3 из зоны контакта с заготовкой в полости 11 и 12, образованные между режущим абразивным слоем 7 и обращенными к нему поверхностями уголков 8 и 9, подают по отверстиям 10 сжатый воздух под давлением р_пр. При отсутствии давления р_пр на входе и выходе из зоны резания лента, а следовательно, и абразивный слой искривляется, абразивные зерна перемещаются по криволинейной траектории, что является причиной формирования завалов на обработанной поверхности изделия. Завалы можно исключить, если перед врезанием в заготовку (перед точкой К) и по окончании процесса резания (после точки М) сохранить перемещение абразивных зерен в направлении вектора скорости резания v.To prevent blockage of edges in the vicinity of the entrance and exit of the abrasive belt 3 from the contact zone with the workpiece in the cavity 11 and 12, formed between the cutting abrasive layer 7 and the facing surfaces of the corners 8 and 9, compressed air is supplied through the openings 10 under a pressure of r _pr . In the absence of pressure p _pr at the inlet and outlet of the cutting zone, the tape, and therefore the abrasive layer is curved, abrasive grains move along a curved path, which is the reason for the formation of blockages on the treated surface of the product. Clogging can be eliminated if, before cutting into the workpiece (before point K) and at the end of the cutting process (after point M), the movement of abrasive grains in the direction of the cutting speed vector v is maintained.

Давление р_пр обеспечивает в процессе шлифования форму режущей поверхности ленты, при которой абразивные зерна перемещаются по отрезкам прямых линий КЕ и MN (фиг. 2), устраняя искривление (изгиб) абразивного слоя 7 на входе и выходе из контакта с обрабатываемой поверхностью заготовки 13. В результате совпадения векторов линейной скорости резания в точках К и Е на входе абразивных зерен в заготовку и в точках М и N на выходе из заготовки устраняется криволинейная траектория движения абразивных зерен, а следовательно, и завалы кромок на обработанной поверхности изделия.The pressure p _CR provides during grinding the shape of the cutting surface of the tape, in which the abrasive grains move along the segments of straight lines KE and MN (Fig. 2), eliminating the curvature (bending) of the abrasive layer 7 at the inlet and outlet of contact with the workpiece surface 13. As a result of the coincidence of the linear cutting speed vectors at points K and E at the entrance of the abrasive grains to the workpiece and at points M and N at the exit from the workpiece, the curved path of movement of the abrasive grains and, consequently, blockages of edges for processing hydrochloric surface of the article.

Устранение завалов на входе и выходе абразивной ленты в зону резания обеспечивается при ее упругом перемещении на величину (фиг. 2), определяемую по формулеElimination of blockages at the inlet and outlet of the abrasive belt into the cutting zone is ensured by its elastic movement by an amount (Fig. 2), determined by the formula

где Р_у - составляющая силы резания, направленная перпендикулярно обработанной поверхности; j_л - жесткость абразивной ленты в окрестности ее входа и выхода из контакта с обрабатываемой заготовкой в направлении, перпендикулярном к ее режущей поверхности.where P _y is the component of the cutting force directed perpendicular to the machined surface; j _l - the stiffness of the abrasive tape in the vicinity of its entrance and exit from contact with the workpiece in the direction perpendicular to its cutting surface.

Составляющая Р_у силы резания представляет собой силу прижатия ленты к обрабатываемой поверхности заготовки и определяется как произведение известного давления сжатого воздуха в камере 5 ленты на площадь ее контакта S_к с заготовкой 13. Площадь контакта S_к абразивной ленты с обрабатываемой поверхностью заготовки можно определить на основании известных размеров изделия. Для процесса ленточного шлифования полуцилиндра, представленного на фиг. 2, площадь контактаThe component P _of the cutting force is the pressing force of the tape to the workpiece surface and is defined as the product of the known pressure of compressed air in the tape chamber 5 by the area of its contact S _to the workpiece 13. The contact area S of _the abrasive tape with the workpiece surface can be determined on the basis of known product sizes. For the belt grinding process of the half cylinder shown in FIG. 2, contact area

где R, L - соответственно радиус и ширина обрабатываемой поверхности - полуцилиндра (фиг. 2 и 3).where R, L - respectively, the radius and width of the machined surface is a half-cylinder (Fig. 2 and 3).

Значения R и L берем из чертежа изделия. Формула (2) используется при взаимодействии абразивных зерен со всей обрабатываемой поверхностью изделия (при сравнительно малых габаритных размерах обрабатываемой поверхности). Для больших площадей обрабатываемых поверхностей проводят поочередное ленточное шлифование ее составных площадей. Площади составных частей также поддаются расчету на основании разработанной технологической наладки на операцию ленточного шлифования и чертежа изделия.The values of R and L are taken from the product drawing. Formula (2) is used in the interaction of abrasive grains with the entire processed surface of the product (for relatively small overall dimensions of the processed surface). For large areas of the treated surfaces, alternate belt grinding of its composite areas is carried out. The areas of the components can also be calculated based on the developed technological setup for the belt grinding operation and the product drawing.

Жесткость j_л определяют известным способом: прикладывают к ленте внешнюю силовую нагрузку, измеряют упругие перемещения ленты в направлении приложенной силовой нагрузки и находят частное от деления первой величины на вторую.The stiffness j _{l is} determined in a known manner: an external power load is applied to the tape, the elastic displacements of the tape are measured in the direction of the applied power load, and the quotient from dividing the first value by the second is found.

Перед входом абразивных зерен в контакт с заготовкой и после выхода их из контакта сила резания равна нулю, а на абразивный слой действует сила Р_п, обусловленная давлением р_пр сжатого воздуха в полостях 11, 12Before the abrasive grains come into contact with the workpiece and after they come out of contact, the cutting force is zero, and the force P _p acts on the abrasive layer, due to the pressure p _{pr of} compressed air in the cavities 11, 12

где S_п - площадь абразивного слоя, на которую давит сжатый воздух в каждой из полостей 11 и 12.where S _p - the area of the abrasive layer, which presses compressed air in each of the cavities 11 and 12.

Из выражения (3) находим давление сжатого воздуха, которое позволяет устранить завалы обработанной поверхности изделия и которое необходимо создать в полостях 11 и 12 перед выполнением технологической операции ленточного шлифованияFrom expression (3) we find the pressure of compressed air, which allows you to eliminate blockages of the treated surface of the product and which must be created in cavities 11 and 12 before performing the technological operation of belt grinding

Значение давления р_пр уточняют экспериментально: обрабатывают пробную заготовку при давлении р_пр в полостях 11 и 12, полученном в результате расчета по (4), измеряют завалы на обработанной поверхности, по результатам измерения изменяют зазоры δ перемещением уголков 8 и 9 относительно абразивного слоя 7. Настройку заканчивают, если допуск на величину завала, оговоренный рабочим чертежом изделия, больше измеренного фактического его значения. После настройки требуемых зазоров δ, через которые выходит сжатый воздух из полостей 11 и 12, обрабатывают всю партию заготовок.The pressure p _pr value is verified experimentally: the test piece is processed at a pressure p _pr in cavities 11 and 12 obtained as a result of calculation according to (4), blockages are measured on the treated surface, the gaps δ are changed by moving the corners 8 and 9 relative to the abrasive layer 7 The adjustment is completed if the tolerance on the amount of obstruction specified by the working drawing of the product is greater than its measured actual value. After setting the required gaps δ, through which compressed air leaves the cavities 11 and 12, the entire batch of workpieces is processed.

Численное значение давления р сжатого воздуха в камере 5 влияет на микрогеометрию обработанных поверхностей, что вызывает необходимость обоснования его значений. Для этого разработан и исследован шлифовальный круг, абразивные сегменты которого опираются на упругодемпфирующий элемент, выполненный в виде резиновой камеры, наполненной сжатым воздухом. Давление в камере изменяли в пределах от 0,2 до 1,0 МПа (см. Гусев В.Г., Морозов В.В. Технология плоского дискретного шлифования: учебное пособие. - Владимир: Изд-во Владим. гос. ун-та, 2007. - с. 104, 105). В начале шлифования шероховатость обработанной поверхности примерно одинакова для всего указанного диапазона давлений (R_a=0,42-0,51 мкм). При давлениях р=0,2; 0,4 МПа в упругодемпфирующем элементе шероховатость находится примерно на постоянном уровне в течение всего времени шлифования (R_a=0,42 мкм).The numerical value of the pressure p of compressed air in the chamber 5 affects the microgeometry of the treated surfaces, which necessitates justification of its values. To do this, a grinding wheel has been developed and investigated, the abrasive segments of which are supported by an elastic damping element made in the form of a rubber chamber filled with compressed air. The pressure in the chamber was varied in the range from 0.2 to 1.0 MPa (see Gusev V.G., Morozov V.V. Technology of discrete disc flat grinding: a training manual. - Vladimir: Publishing House of the Vladimir State University , 2007 .-- pp. 104, 105). At the beginning of grinding, the roughness of the treated surface is approximately the same for the entire specified pressure range (R _a = 0.42-0.51 μm). At pressures p = 0.2; 0.4 MPa in the elastic damping element, the roughness is approximately constant throughout the entire grinding time (R _a = 0.42 μm).

Для давлений в упругодемпфирующем элементе, равных 0,6; 0,8; 1,0 МПа, в интервале времени шлифования от 1 до 8-й минуты наблюдается уменьшение шероховатости поверхности от 0,45 до 0,32 мкм. При дальнейшем увеличении времени шлифования для р=0,8 МПа шероховатость продолжает уменьшаться до 13-й минуты шлифования, в результате чего минимальное значение шероховатости обработанной поверхности получено при давлении р=0,8 МПа (см. Гусев В.Г., Морозов В.В. Технология плоского дискретного шлифования: учебное пособие. - Владимир: Изд-во Владим. гос. ун-та, 2007, с. 206, 207).For pressures in the elastic damping element equal to 0.6; 0.8; 1.0 MPa, in the grinding time interval from 1 to 8 minutes, a decrease in surface roughness from 0.45 to 0.32 microns is observed. With a further increase in grinding time for p = 0.8 MPa, the roughness continues to decrease until the 13th minute of grinding, as a result of which the minimum surface roughness is obtained at a pressure of p = 0.8 MPa (see Gusev V.G., Morozov V .V. Technology of discrete disc flat grinding: a training manual. - Vladimir: Publishing House of the Vladimirov State University, 2007, p. 206, 207).

Такое изменение шероховатости во времени в упругодемпфирующем элементе объясняется различным характером взаимодействия абразивных зерен с обрабатываемой поверхностью заготовки. При малых давлениях воздуха (0,2; 0,4 МПа) в процессе резания участвуют лишь наиболее выступающие абразивные зерна, при этом из-за высоких демпфирующих свойств камеры количество режущих зерен мало, которые царапают обрабатываемую поверхность заготовки, оставляя на ней отдельно нанесенные риски.Such a change in roughness over time in an elastic damping element is explained by the different nature of the interaction of abrasive grains with the workpiece surface being treated. At low air pressures (0.2; 0.4 MPa), only the most protruding abrasive grains participate in the cutting process, while due to the high damping properties of the chamber, the number of cutting grains is small, which scratch the workpiece surface being treated, leaving separately applied risks .

При давлениях в камере, равных 0,6; 0,8; 1,0 МПа, увеличивается сила прижатия абразивной ленты к обрабатываемой поверхности, в результате чего в процессе шлифования участвует большее количество абразивных зерен, что сопровождается снижением среднего арифметического отклонения профиля R_a шлифованной поверхности. Минимальное значение параметра R_a характерно для давления р=0,8 МПа, поэтому это давление воздуха создается в камере 5 абразивной ленты при обработке изделий с постоянной кривизной поверхности, например, в виде полуцилиндра.At pressures in the chamber equal to 0.6; 0.8; 1.0 MPa, the force of abrasive belt pressing against the surface being machined increases, as a result of which a larger number of abrasive grains are involved in the grinding process, which is accompanied by a decrease in the arithmetic mean deviation of the profile R _{a of the} polished surface. The minimum value of the parameter R _{a is} typical for the pressure p = 0.8 MPa, therefore this air pressure is created in the chamber 5 of the abrasive belt when processing products with a constant surface curvature, for example, in the form of a half cylinder.

При переменной кривизне поверхности изделия (фиг. 5) давление р=0,8 МПа назначать не следует, так как в этом случае из-за высокой жесткости инструмента возникают геометрические погрешности обработанной поверхности в виде срезания абразивными зернами ленты наиболее выступающих участков поверхности заготовки. Одновременно с этим остаются необработанными участки поверхности в местах углублений большой кривизны (вогнутые поверхности малого радиуса кривизны).When the surface curvature of the product is variable (Fig. 5), the pressure p = 0.8 MPa should not be assigned, since in this case, due to the high rigidity of the tool, geometric errors of the processed surface arise in the form of cutting off the most protruding sections of the workpiece surface with abrasive grains of tape. At the same time, surface sections remain in the places of deep grooves of large curvature (concave surfaces of small radius of curvature).

Для обработки сложных поверхностей изделия, представляющих собой сочетание участков различной кривизны (в особенности с малыми радиусами кривизны), следует создавать в полости 5 давление р=0,2 МПа, что позволяет не только уменьшить геометрические погрешности на выступающих участках, но и обеспечить обработку вогнутых поверхностей изделия, поскольку из-за малой жесткости инструмента лента принимает форму, соответствующую профилю поверхности изделия, сформированному на предшествующей операции лезвийным режущим инструментом, например фрезой.To process complex surfaces of the product, which is a combination of sections of different curvature (especially with small radii of curvature), a pressure p = 0.2 MPa should be created in cavity 5, which allows not only to reduce geometric errors in the protruding sections, but also to ensure concave processing surfaces of the product, because due to the low rigidity of the tool, the tape takes the form corresponding to the profile of the surface of the product formed in the previous operation by a blade cutting tool, for example fr yeah.

Таким образом, регулируя давления р в полости 5 абразивной ленты, можно обеспечить контакт абразивных зерен с обрабатываемой поверхностью заготовки по криволинейному профилю изделия, что позволяет расширить область применения инструмента и его технологические возможности.Thus, by adjusting the pressure p in the cavity 5 of the abrasive tape, it is possible to ensure contact of the abrasive grains with the workpiece surface along the curved profile of the product, which allows to expand the scope of the tool and its technological capabilities.

Кроме этого предложенный способ позволяет повысить геометрическую точность шлифованных поверхностей. Давление р_пр обеспечивает постоянство траектории движения абразивных зерен на входе и выходе режущего абразивного слоя из контакта с обрабатываемой поверхностью, несмотря на скачкообразное изменение силы резания как при входе, так и выходе их из зоны шлифования.In addition, the proposed method improves the geometric accuracy of polished surfaces. The pressure p _CR ensures the constancy of the trajectory of the abrasive grains at the inlet and outlet of the cutting abrasive layer out of contact with the surface being treated, despite the abrupt change in cutting force both at the entrance and exit from the grinding zone.

При входе в зону резания на движущийся абразивных слой ленты начинает действовать сила резания, которая при обычном ленточном шлифовании вызывает изменение траектории движения абразивных зерен, приводящей к образованию завала на обработанной поверхности. Аналогичная картина наблюдается и при выходе рабочего абразивного слоя из контакта с заготовкой, когда сила резания скачкообразно принимает нулевое значение, а траектория абразивных зерен изменяется.Upon entering the cutting zone, the cutting force begins to act on the moving abrasive layer of the tape, which during conventional belt grinding causes a change in the trajectory of movement of the abrasive grains, leading to the formation of blockage on the treated surface. A similar pattern is observed when the working abrasive layer comes out of contact with the workpiece, when the cutting force jumps to zero and the trajectory of the abrasive grains changes.

Создание внешнего давления воздуха на абразивный слой гибкой ленты перед входом в зону резания позволяет еще до начала контактного взаимодействия абразивных зерен с заготовкой сдеформировать ленту для обеспечения прямолинейной траектории ЕК движения зерен, совпадающей с вектором v скорости резания в точке К, что устраняет завалы обработанной поверхности и повышает геометрическую точность шлифованных поверхностей.The creation of an external air pressure on the abrasive layer of the flexible tape before entering the cutting zone allows the tape to be deformed even before the contact interaction of the abrasive grains with the workpiece begins to ensure a straight path EK of the grain movement coinciding with the cutting velocity vector v at point K, which eliminates blockages of the machined surface and increases the geometric accuracy of polished surfaces.

При выходе из контакта абразивных зерен с заготовкой сила резания становится равной нулю, но на абразивный слой начинает действовать давление сжатого воздуха, которое компенсирует действие исчезнувшей силы резания, в результате чего абразивные зерна продолжают свое дальнейшее движение по отрезку прямой линии, совпадающей с вектором v скорости резания в точке М, что также устраняет образование завалов обработанной поверхности, а следовательно, повышает геометрическую точность шлифованных поверхностей изделий.When the abrasive grains come out of contact with the workpiece, the cutting force becomes zero, but the pressure of compressed air begins to act on the abrasive layer, which compensates for the effect of the disappeared cutting force, as a result of which the abrasive grains continue their further movement along a straight line segment coinciding with the velocity vector v cutting at the point M, which also eliminates the formation of blockages of the treated surface, and therefore increases the geometric accuracy of the polished surfaces of the products.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет расширить технологические возможности режущего инструмента и повысить геометрическую точность шлифованных поверхностей изделий.Thus, the proposed method allows to expand the technological capabilities of the cutting tool and to increase the geometric accuracy of the polished surfaces of the products.

Claims

A method of flexible belt grinding, including installing a flexible tape in the form of a seamless loop with an abrasive cutting layer on two rollers and communicating to it a movement with a cutting speed relative to the surface being treated, characterized in that they use a flexible tape with an internal closed hollow chamber into which compressed air is pumped under pressure of 0.2-0.8 MPa, while at the inlet and outlet of the abrasive cutting layer of the flexible tape from the contact with the treated surface form cavities into which compressed air is supplied under pressure Niemi P

providing a rectilinear movement of abrasive grains of the tape in the direction of the cutting speed vector and is determined by the formula

where P _y is the radial component of the cutting force;

S _p - the contact area of the flexible tape with the treated surface.