SU1756132A1 - Шлифовальный круг - Google Patents

Abstract

Использование: в деревообрабатываю щей промышленности дл  шлифовани  деталей из древесины сложного профил  Сущность изобретени : на корпусе закреплены сегменты из абразивного объемного нетканого материала под углом к оси круга, равным 65-70°. 5 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к абразивной обработке и может быть использовано в мебельной и деревообрабатывающей промышленности дл  шлифовани  деталей из древесины сложного профил .

Известны эластичные инструменты дл  выполнени  шлифовальных и полировальных работ. Одним из них  вл етс  полировальный круг, выполненный в виде корпуса с закрепленными на нем сегментами рабочего материала.

Известен шлифовальный круг из объемного нетканого материала, несущего абразив , состо щий из дисков данного материала и элементов креплени .

Известен также лепестковый шлифовальный круг с абразивными лепестками и возможностью углового разворота лепестков относительно ступицы.

Кроме того известен полировальный инструмент , рабоча  поверхность которого образована сегментными элементами, расположенными на корпусе с перекрытием ..

Общим недостатком указанных устройств  вл етс  сравнительно низкое качество обработанной поверхности и ограниченна  область их применени .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  полировальный круг, выполненный в виде корпуса с закрепленными на нем сегментами рабочего материала. Рабочим материалом данного круга  вл етс  кожа. Сегмента рабочего материала накалываютс  на соединительные элементы, которые имеет один из боковых дисков корпуса, так. чтобы каждый последующий частично перекрывал предыдущий. Таким образом набираетс  рабочее тело необходимой высоты и укрепл етс  в корпусе круга.

Недостатком указанного полировального круга  вл етс  низкое качество обработки и ограниченна  область его применени . Это обусловлено тем, что при обработке сложного профил , когда происходит повышенна  деформаци  круга, а каждый лепесток не охватывает всей ширины обработки, то возникает расслоение рабочего тела круга , происходит неравномерность обработки по высоте круга или вообще остаетс  необрабатываема  зона. Полировальный круг не

Ч

О1

о

СА) К)

имеет равной эластичности в осевом и тангенциальном направлени х, так как лепестки в круге имеют различную ориентацию относительно эти х направлений в процессе работы и различную жесткость каждого лепестка в этих направлени х. Это не позвол ет обрабатывать издели  в. одинаковых услови х с осевым и тангенциальным направлени ми подачи относительно круга.

Целью изобретени ,  вл етс  повышение качества обрабатываемой поверхности и расширение технологических возможностей шлифовального круга.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что сегментообразные лепестки рабочего тела шлифовального круга выполнены из объемного нетканого материала, несущего абра- з ив, и установлены под углом а к оси круга равным 65-70°. При повышенной деформации круга не происходит расслоени  рабочего тела круга, а следовательно устран етс  неравномерность обработки и необ- рабатъ гва емз  зона, так как лепестки проход т от одной торцовой стороны круга к другой и каждый лепесток охватывает всю ш ирину обработки. Выбор данного диапа- зона значений угла а, обусловлен тем,1 чтобы обеспечить повышение качества шлифованной поверхности, равную эластичность и одинаковые услови  шлифовани  при осевом и тангенциальном направлени х подачи обрабатываемой детали по отношению к кругу. редел е- ни  вли ни  угла о. на качество шлифованной поверхности были проведены сопоставительные испытани  шлифо- вальных кругов с углом поворота лепестков в круге 45, 65, 67, 70° и кругов ч/гз целых дисков объемного нетканого 1 материала , когда а 90°. Испытани  проводились в лабораторных услови х на экспериментальной установке. Шлифование осуществл лось при следующих посто нных услови х: скорость круга 25 м/с, скорость бд зч й заготовки 0,033 м/с, деформаци  круга в радиальном направлении 3 Им, высота круга 40 мм, диаметр круга 200 мм, длина свободного вылета лепестка 40 мм, обрабатывав- мый материал - береза, начальна  шероховатость обрабатываемого материала RZ 65 мкм, количество проходногб инструмента - 1. Оценочный пОкэза тёль шероховатости Rz древесина. Шероховатость поверхности, параметры и характеристики измерение шерохов атости производилось прибором МИС-11.

Из полученных экспериментальных результатов видно, что выполнение рабочего тела круга из лепестков объемного нетканого материала под углом к оси круга снижает шероховатость шлифованной поверхности по сравнению с кругом из целых дисков материала , установленных перпендикул рно к

оси круга. Оптимальным  вл етс  угол а. 65-70°, дальнейшее уменьшение или увеличение угла не целесообразно по причине увеличени  шероховатости, устранении равенства эластичности в осевом и тангенциальном направлени х круга, снижении

прочности на разрыв данных кругов итехно- логичности их изготовлени , Воздействие лепестков на деталь выражаетс  равнодействующей сил трени , состо щей из сил трени  в плоскости лепестка Ti и силы Та, нормальной к плоскости лепестка. Сила трени  Т f N. Нормальной давление N круга на обрабатываемую деталь будет определ тьс  направлением действи  силы со стороны детали относительно лепестков, количеством их в этом направлении и степенью деформации рабочего тела круга в радиальном направлении. Жесткость единичного лепестка в нормальной плоскости

во много раз меньше, чем в плоскости лепестка . Рассмотрим процесс, взаимодействи  отдельного лепестка круга при шлифовании ;с одинаковой деформацией в радиальном направлении и равными силами со стороны

детали при тангенциальном и осевом направлени х подачи. Во взаимодействие с деталью вначале вступает передний по направлению вращени  край лепестка. Силу РЈ разложим в двух плоскост х, указанных

выше: lЈ Rg. costf, Р. а (фиг.З). Исход  из этих формул дл  равного давлени  каждого лепестка при тангенциальном и осевом направлени х подачи, угол о. должен быть равен 45°. Но это без учета характера предварительного деформировани  лепестков от действи  сил со стЬроны детали и взаимодействи  лепестка с другими лепестками в рабочем теле круга. Отклонение лепестка от действи  силы F.будет происходит преимущественно в направлении наименьшей жесткости, т.е. в сторону перпендикул рную боковой поверхности лепестка , произойдет выгиб лепестка как это бывает у нежестких тел, имеющих большую

длину. Если таким образом последовательно рассматривать положение периферийной зоны лепестка от действи  силы Р&, то он займет новое положение 2. Передний край лепестка отклон етс  на большую величину , так как в этом направлении жесткость меньше вследствие малого количества лепестков. Затем отклонение лепестка по мере перемещени  действи  силы по периферийной зоне лепестка уменьшаетс  и

имеет минимальное отклонение в конце лепестка , так как увеличиваетс  жесткость рабочего тела круга за счет увеличени  количества лепестков в направлении деформации . Первоначально лепесток деформируетс  под действием силы P-J-, перед зоной контакта впереди идет волна предварительного смещени , а затем деформированный в предельно допустимое состо ние 2, он оказывает абразивное действие на деталь - происходит трение объемного шлифовального материала о деталь Если сравнивать положение 2 и 1, то лепесток оказываетс  отогнутым по направлению подачи детали и дополнительно повернутым относительно своего первоначального положени . Таким образом, лепесток вступает в процесс шлифовани  повернутым на динамический угол а а и примерно равный 45°. При осевом направлении подачи деформаци  отдельного лепестка происходит также преимущественно в направлении перпендикул рном боковой поверхности лепестка (фиг. 4). В начале лепестка деформаци  небольша , так как в направлении действи  силы РОС находитс  максимальное количество лепестков, затем она увеличиваетс  и достигает максимума в конце лепестка. Периферийна  зона лепестка производит шлифование будучи повернутой на динамический угол а а , также примерно равный 45°. Услови  работы круга при тангенциальном и осевом направлени х подачи получаютс  примерно одинаковыми , угол динамический примерно одинаков, силы трени  Ti и Та в двух взаимно перпендикул рных плоскост х равны. Равные услови  шлифовани  позвол ют обрабатывать детали данным кругом как с соевым, так и с тангенциальным направлением подачи, с осциллирующим движением инструмента, что расшир ет его технологические возможности. Данный конкретный диапазон значений угла а  вл етс  оптимальным только дл  объемного нетканого материала. При выполнении рабочего тела круга из другого материала, например Шлифовальной шкурки, под таким же углом не будет обеспечиватьс  равной эластичности в осевом и тангенциальном направлени х круга, так как исходна  жесткость материалов различна , плотность рабочего тела из этих материалов также не одинакова. Дл  того, чтобы выполн лось условие равной эластичности в осевом и тангенциальном направлени х круга, т.е. чтобы угол а был равен 65-70°, элементы круга должны удовлетвор ть условию:

fti arcsm

j

-I -1) j И

Н)

2(R+Usinfi/2| где Р - сила действующа  со стороны детали на лепесток;

j - жесткость лепестка;

п - количество лепестков по высоте круга;

10

R - радиус защемлени  лепестков ; L - длина свободного вылета лепестка; / - центральный угол сегмента лепестка .

Данна  формула получена из следую- щих соображений.

Дл  того, чтобы лепесток вступал в абразивное взаимодействие с обрабатываемой деталью под углом 45° необходимо, чтобы выполн лось условие (фиг. 5);

x2-xi I(sin45° - sin a ),

(SO

i

где Х2 - больша  деформаци  лепестка по направлению подачи;

xi - меньша  деформации:

I - длина хорды сегмента лепестка, она равна

30

f 2(R + L)sln ft 12.

(3)

Формула (1) получена при следующем допущении: деформаци  лепестков обратно пропорциональна количеству лепестков в первой степени

хг

JL

J

XI

Р

j n

(4)

Подставл   (3) и (4) в (2) и преобразу , получим исходную формулу (1).

На фиг. 1 показан шлифовальный круг из объемного нетканого материала; на фиг. 2 - схема шлифовани  данным кругом по

бесцентровому принципу; на фиг. 3 - деформаци  лепестков при тангенциальном направлении подачи; на фиг. 4 - деформаци  лепестков при осевом направлении подачи; на фиг. 5 - схема дл  определени  взаимосв зи угла а с размерами элементов круга .

Предлагаемое устройство состоит из рабочего тела из лепестков объемного нетканого материала 1, зажимных дисков 2 с

отверсти ми 3 дл  сборки круга посредством соединительных элементов 4. Лепестки 1 укладываютс  по радиусу так, чтобы образовались многозаходные витки объемного нетканого материала в рабочем теле круга.

В уложенном состо нии лепестки 1 фиксируютс  между зажимными дисками 2 соединительными элементами4

Устройство работает следующим образом .

При вращении круга лепестки 1 удерживаютс  опорными дисками 2, сжатыми через отверсти  3 соединительными элементами 4. В качестве исполнительного органа механизма подачи при бесцентровом методе шлифовани  (фиг, 2) изображено тороидальное колесо 5 с деформируемой шиной, установленное под углом по отношению к оси шлифовального круга, что обеспечивает продольную подачу детали 6

Использование предложенного шлифовального круга обеспечивает повышение ка0

5

чества обрабатываемой поверхности и возможность шлифовани  пр молинейных профильных деталей с тангенциальным направлением подачи и деталей типа тел вращени  в осевой подачей.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Шлифовальный круг, на корпусе которого закреплены сегменты рабочего материала , отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества обработки и расширени  технологических возможностей, сегменты выполнены из абразивного объемного нетканого материала и установлены под углом а к оси круга, равным 65- 70°

   Шероховатость шлифованной поверхности в зависимости от значений угла а

   Фиг.1

   1766132

   Фиг. 2

   rOCX

   Фиг. J °

   U .Ъ

   У

   Фиг.ц

   Фиг. 5