SU1057254A1 - Контактный ролик - Google Patents

Abstract

1. КОНТАКТНЫЙ .РОЛИК, выполненный в виде корпуса с размещенным на нем упругим кольцом, состо щим из набора элементов разной жесткости, и установленной на наружной поверхности кольца втулкой из недеформируемого материала, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  самозатачиваемости щлифовальной лен ты путем автоколебаний ленты с высокой частотой и малой амплитудой, элементы упругого кольца выполнены в виде секторов с чередующейс  жесткостью в окружном направлении . 2.Контактный ролик по п. 1, отличающийс  тем, что модули упругости материалов соседних секторов упругого кольца отличаютс  друг от друга на 0,8-0,8-10 кгс/ /мм . 3.Контактный ролик по п. 1, отличающийс  тем, что центральные углы соседних секторов упругого кольца отличаютс  друг от друга на 3-90°. 4.Контактный ролик по пп. 1-3, отличающийс  тем, что в упругом кольце выполнены сквозные аксиальные пазы. (Л

Description

у//////////////////////.

аг.1 Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к конструкци м контактных роликов дл  обработки деталей шлифовальной лентой. Известен контактный ролик, выполненный в виде корпуса с размещенным на нем упругим кольцом, состо щим из набора элементов разной жесткости, и установленной на наружной поверхности кольца втулкой из недеформируемого материала 1. Однако при использовании известного ролика шлифовальные ленты работают в режиме затуплени  (засаливани ), так как в процессе их работы на зернах образуютс  площадки износа (в св зи с преобладающим процессом истирани  поверхности единичных зерен), привод щие к ухудшению режущих свойств как единичных зерен, так и шлифовальных лент в целом, то влечет за собой снижение эффективности обработки - Ьовышение мощности и температурь: шлифовани , снижение производительности, качества и точности обработки. Это вызывает необходимость замены затупленных (засаленных) шлифовальнь1х лент до их разрыва. Цель изобретени  - обеспечение самозат .ачиваемости шлифовальной ленты путем автоколебаний ленты с высокой частотой и малой амплитудой. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в контактном ролике, выполн енном в виде корпуса с размещенным на нем упругим кольцом , состо щим из Набора элементов разной жесткости, и установленной на наружной поверхности кольца втулкой из недеформируемого материала, элементы упругого кольца выполнены в виде секторов цилиндра с чередующейс  жесткостью в окружном направлении . При этом модули упругости материалов соседних секторов упругого кольца отличаютс  друг от друга на 0,8-0,8-10 кгс/мм. Центральные углы соседних секторов упругого кольца отличаютс  друг от друга на 3-90°. В упругом кольце выполнены сквозные аксиальные пазы. На фиг. 1 изображен предлагаемый ролик; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, с выполненными в упругом кольце аксиальными пазами. Контактный ролик состоит из жесткого корпуса 1, упругого кольца 2, выполненного в виде секторов цилиндра из материалов , разной жесткости и упругости (Nj-N) и втулки 3 из недеформируемого материала, например закаленной стали. Упругий элемент может быть выполнен из секторов NJ - NJ с разными центральными углами (фиг. 2), при этом секторь N.J , NJ, N5 и Ny выполнены, например, из резины твердостью 50 ед. по Шору, а секторы NI. N4, Ng и Ng - из вспененного каучука. В секторах могут быть выполнены аксиальные пазы 4 (фиг. 3). Ролик работает следующим образом. При обработке материала шлифовальной лентой возникает радиальна  составл юща  силы резани  через жесткую втулку, воздействующа  на секторь упругого кольца , деформируемые под ее воздействием. Величина деформации секторов упругого кольца, а следовательно, и положени  втулки относительно неподвижной оси ролика зависит от их жесткости. Благодар  тому, что упругое кольцо выполнено из набора элементов в виде кольцевых секторов цилиндра, при этом соседние секторы выполнены из материалов, модуль упругости которых отличаетс  на 0,8-0,810 кгс/мм-, жесткость секторов, составл ющих упругое кольцо, оказываетс  различной. Это приводит к тому, что жесткость ролика измен етс  в пределах одного оборота столько раз, сколько секторов в упругом кольце, а следовательно, измен етс  и положение внешней втулки ю недеформируемого материала относительно оси корпуса ролика. В результате этого при обработке на стенке возникают высокочастотные колебани  кольца малой амплитуды, частота которых определ етс  произведением числа оборотов ролика в единицу времени на количество звеньев в упругом кольце. Величина амплитуды зависит от разности жесткостей соседних секторов, котора  определ етс  модулем упругости материалов секторов, и составл ет 1-5 мкм. Наложение высокочастотных колебаний йа режущий инструмент (шлифовальную ленту) с амплитудой 1-5 мкм приводит к принципиальному изменению характера износа режущиХ зерен шлифовальной ленты: преобладающим видом износа становитс  не механическое истирание зерен с образованием площадок износа, а микррскалывание их с образованием на зерне новых острь1х граней, т.е. шлифовальна  лента работает не в режиме затуплени  и засаливани , а в режиме частичного или полного (в зависимости от режимов обработки) самозатачивани . При этом режущие свойства отдельных абразивных зерен и шлифовальной ленты в целом остаютс  на уровне начального периода работы. Благодар  этому стабилизируетс  эффективность обработки - мощность шлифовани , температура в зоне контакта , производительность процесса, точность и качество обработки практически не измен ютс  за весь период безобрывной работы ленты. Наложение высокочастотных вибраций облегчает срезание и удаление стружки из зоны обработки, за счет чего уменьшаютс  мощность шлифовани  и температура . Сектора упругого кольца могут быть изготовлены из самых различных материалов , модуль упругости которых измен етс  от 0,8 кгс/мм2, например из вспененного каучука, до 0,8-10 кгс/мм, например фенопластов , включа  различные сорта резины, полиуретана, винипласта, капрона и других материалцв, обладающих упругими свойствами и в достаточно широком интервале нагрузок и деформаций. Использование дл  секторов упругого кольца материалов с модулем упругости выше 0,8-10 кгс/мм не дает положительного эффекта, так как смешение втулки относительно оси корпуса будет составл ть (в зависимости от режимов обработки и размеров упругого кольца) дес тые или даже сотые доли микрона. При столь малой величине смещени  (а следовательно, и амплитуды) вибрации втулки не оказывают существенного вли ни  на процесс обработки, режущие свойства инструмента и на их стабильность . Использование дл  секторов упругого кольца материалов с модулем упругости Не . меньше 0,8 кгс/мм приводит к тому, что резко увеличиваетс  эксцентриситет недефорн мируемой втулки относительно оси корпуса ролика, что снижает производительность и TOTjHocTb обработки. Величина амплитуды вибраций кольца, а следовательно, и вибраций шлифовальной ленты, пр мо зависит от разности жесткостей соседних секторов упругого кольца. , А так как жесткость последних пр мо зависит от величины модул  упругости материалов , из KOTOpbix они выполнены, то, следовательно , величина амплитуды вибраций втулки (а также и шлифовальной ленты) определ етс  разностью величины модулей упругости материалов секторов упругого кольца. В производстве используютс  контактные ролики диаметром 50-300 мм, при этом количество звеньев упругих элементов выполн етс  от 3 до 20. В св зи с этим в случае выполнени  соседних секторов упругого кольца из материалов, модули упругости которь1х отличаютс  друг от друга менее чем на 0,8 кгс/мм, величина амплитуды вибраций втулки (а следовательно, и шлифовальной ленты) составл ет сотые доли микрона. При столь малой амплитуде вибраций никаких существенных изменений в процессе обработки по сравнению с базовым вариантом не происходит. При выполнении соседних секторов упругого кольца из материалов, модули упругости KOTOpbix отличаютс  друг от друга более чем на 0,810 кгс/мм, величина амплитуды вибраций втулки (а следовательно, и шлифовальной ленты) достигает 10 мкм и более. При столь большой амплитуде вибраций резко ухудшаетс  качество шлифовальной поверхности - возрастает шероховатость , волнистость, возникают циклические прижоги, ухудшаетс  точность обработки. Таким образом, дл  достижени  высокого качества обработки разность величины модулей упругости материалов соседних секторов упругого кольца должна находитьс  в пределах 0,8-0,8-10 кгс/мм. Благодар  тому, что центральные углы соседних секторов выполнены отличными друг от друга в диапазоне 3-90°, осциллирующие движени  втулки одинаковой амплитуды происход т через различные промежутки времени, что исключает возникновение резонансного режима работы. Эффект от изменени  центральных углов соседних секторов достигаетс  при отличии их друг от друга на 5-95% и при выходе за этот интервал он незначителен. Учитыва , что число секторов упругого кольца на практике составл ет от 3 до 20, диапазон, в котором отличие центральных углов секторов существенно вли ет на процесс обработки, составл ет 3-90°. При разности центральных углов секторов менее 3° изменение времени контакта сектора с инструментом и деталью слишком мало и вследствие инерционности системы СПИД звено упругого кольца не успевает получить дополнительную деформацию, а следовательно, величина амплитуды вибраций практически не измен етс . В св зи с этим изменение центральных углов секторов менее чем на 3° не оказывает существенного вли ни  на процесс обработки. Случай, при котором разность центральных углов соседних секторов упругого кольца превыщает 90°,  вл етс  практически нереальным, так как в производстве очень редко примен ют ролики с кольцом из четырех секторов. Таким образом, центральные углы соседних звеньев упругого элемента должны отличатьс  друг от друга в диапазоне 3-90°. Выполнение в теле упругого кольца сквозных аксиальных пазов позвол ет увеличить диапазон изменени  жесткости соседних секторов (при прочих равных услови х), а следовательно, величины вибраций и благодар  этому выйти на режим работы с полным самозатачиванием шлифовальной ленты. Таким образом, предлагаемый ролик позвол ет обеспечить самозатачиваемость шлифовальной ленты в процессе обработки.

фиг. 2

Claims (4)

1. КОНТАКТНЫЙ .РОЛИК, выполненный в виде корпуса с размещенным на нем упругим кольцом, состоящим из набора элементов разной жесткости, и установленной на наружной поверхности кольца втулкой из недеформируемого материала, отличающийся тем, что, с целью обеспечения самозатачиваемости шлифовальной лен ты путем автоколебаний ленты с высокой частотой и малой амплитудой, элементы упругого кольца выполнены в виде секторов с чередующейся жесткостью в окружном направлении.

2. Контактный ролик по π. 1, отличающийся тем, что модули упругости материалов соседних секторов упругого кольца отличаются друг от друга на 0,8—0,84О³ кгс/ /мм² .

3. Контактный ролик по π. 1, отличающийся тем, что центральные углы соседних секторов упругого кольца отличаются друг от друга на 3—90°.

4. Контактный ролик по пп. 1—3, отличающийся тем, что в упругом кольце выполнены сквозные аксиальные пазы.

(риг.1