UA38596C2 - Абразивний відрізний круг - Google Patents

Abstract

Винахід відноситься до абразивних відрізних кругів і може бути використаний у будівництві та інших галузях промисловості для різання виробів з неметалевих матеріалів, переважно з природного каменю, бетону, залізобетону. Абразивний відрізний круг виконаний у вигляді кільцевого металевого диска з закріпленим на ньому абразивним різальним елементом, профіль якого має виступи і заглибини, що чергуються і розташовані у шахматному порядку. Згідно з винаходом абразивний різальний елемент виконано у вигляді суцільного кільця, що охоплює периферійну та бокові поверхні суцільного диска, а виступи і заглибини розташовані на взаємно протилежних торцях цього кільця по всій його ширині. При цьому найменша ширина заглибини дорівнює або не більше ніж у 2 рази перевищує найменшу ширину виступу, найменша ширина виступів складає 0,35...0,6 ширини абразивного різального елемента, виступи і заглибини нахилено під кутом 18°...30° відносно вертикальної осі круга, заглибини виконано під гострим кутом до осі симетрії диска, заглибини виконано у вигляді двох площин, що перетинаються, або криволінійними, диск по місцю розташування абразивного різального елемента звужується в напрямку периферії і має кільцеві проточки на обох торцевих поверхнях диска, ширина абразивного різального елемента перевищує висоту частини диска, що звужується. Винахід забезпечує підвищення різальних властивостей абразивного відрізного круга протягом всього процесу різання без використання охолоджуючої рідини, підвищення ефективності виносу продуктів різання з зони різання, міцності утримання абразивного різального елемента на поверхні диска і, як наслідок, підвищення якості різання.

Description

Опис винаходу

Винахід стосується різання виробів з неметалевих матеріалів, переважно з природного каменю, бетону і 2 залізобетону і може бути використаний у будівництві та інших галузях промисловості.

Відомий абразивний відрізний круг, виконаний у вигляді кільцевого металевого диску з закріпленим на його периферії абразивним ріжучим елементом, який складається з окремих ріжучих пластин, розташованих у западинах на обох торцевих поверхнях диску у шахматному порядку, глибина яких перевищує половину товщини диску, периферійна поверхня ріжучих елементів має форму ламаної лінії або дуги кола з ріжучою 70 вершиною, розташованою на радіусі Кі-К(0,3-0,8)мм, де К - радіус диску, а радіус вказаної вершини менший за радіус диску (див. патент РФ Мо2063863, М. кл, В24Д5/12, опубл. 20.07.96, Бюл. Мо20).

Недоліками такого інструменту слід вважати наступне: - його неможливо використати в умовах, де немає стаціонарного обладнання, в ручному інструменті при будівельних і реставраційних роботах оскільки обробка таким інструментом потребує значних зусиль внаслідок то неефективного винесення продуктів різання по мірі заглиблення в матеріал, що обробляється, крім того необхідне постійне охолодження охолоджуючою рідиною; - при подальшій експлуатації відбувається знос абразивного ріжучого елементу на виступах, починає працювати металевий диск, а абразивний ріжучий елемент у западинах не братиме участі в обробці, оскільки він може вступити в роботу тільки після зносу металевого диску до рівня цього елементу у западинах, це може 720 призвести до засалювання абразивного ріжучого елементу, що залишився, а також поверхні, що обробляється, металом диску і значно підвищити потужність шліфування; - Крім того, за умови, коли товщина диску дійде до западин при зносі, тобто западини не будуть існувати, припиниться подача охолоджуючої рідини в зону обробки, це призведе до перегріву робочої поверхні і знизить якість обробки; сч - необхідність фрезерування западин у металевому диску обумовлює нетехнологічність виготовлення такого С) інструменту.

Відомий також найбільш близький за технічною суттю до винаходу абразивний відрізний круг, виконаний у вигляді кільцевого металевого диску з закріпленим на його периферії абразивним елементом, профіль якого має с виступи і западини, що чергуються, а абразивний ріжучий елемент виконано у вигляді двох кілець, що охоплюють бокові поверхні диску, який має на цих поверхнях виступи і западини виконані на глибину неменшу Ф) за половину товщини диску, розташовані в шахматному порядку, а відстань між суміжними западинами на ю одному боці диску відповідає такій умові х-(2-10)й, а ширина западини с»За, де о. - відстань між суміжними западинами на одному боці диску; (ее) й - товщина диску; со с - ширина западини; а - товщина абразивного ріжучого елементу. (Див. авт. св. СРСР Мо1320048, М. кл, В24Д5/12, опубл. 30.06.87, Бюл. Мо24).

Цей інструмент, як і попередній, не знайшов широкого використання в промисловості оскільки він має ті ж « 70 самі недоліки, що описані вище. шщ с Але ще в більшій мірі, ніж в інструменті за аналогом буде відбуватись нерівномірність зносу абразивного й ріжучого елементу, при цьому слід підкреслити, що частина абразивного ріжучого елементу, яка розташована у «» западинах, практично не буде брати участь в різанні по причині її значно меншої площі, ніж площа металевого диску по місцю розташування виступів, після його повного зносу.

В основу винаходу поставлено задачу такого удосконалення абразивного відрізного круга, при якому за со рахунок зміни конструкції абразивного ріжучого елементу забезпечуються підвищення ріжучих властивостей абразивного відрізного круга на протязі всього процесу різання без використання охолоджуючої рідини, бо підвищення ефективності виносу продуктів різання з зони різання, міцності утримання абразивного ріжучого с елементу на поверхні диску і, як наслідок, підвищується якість різання і стійкість інструменту, а також 5р поліпшується його технологічність. о Для рішення цієї задачі в абразивному відрізному крузі, виконаному у вигляді кільцевого металевого диску

Ф з закріпленим на його периферії абразивним ріжучим елементом, профіль якого має виступи і западини, що чергуються і розташовані у шахматному порядку, згідно винаходу абразивний ріжучий елемент виконано у вигляді єдиного кільця, що охоплює периферійну та бокові поверхні суцільного диску, а виступи і западини розташовані на взаємно протилежних торцях цього кільця по всій його ширині; оптимальним є, коли найменша ширина западини дорівнює або не більше, ніж у 2 рази перевищує найменшу ширину виступу; найменша ширина іФ) виступів складає (0,35...0,6) ширини абразивного ріжучого елементу; виступи і западини нахилено під кутом ко 187...3807 відносно вертикальної осі кругах; западини виконано під гострим кутом до осі симетрії диску; западини виконано у вигляді двох площин, що перетинаються або криволінійними; диск по місцю розташування бо абразивного ріжучого елементу звужується в напрямку периферії і має кільцеві проточки на обох торцевих поверхнях диску; ширина абразивного ріжучого елементу перевищує висоту частини диску, що звужується.

Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляється і технічними результатами, які досягаються при її реалізації, полягає у наступному.

Оскільки абразивний ріжучий елемент виконано у вигляді єдиного кільця, що охоплює периферійну і бокові б5 поверхні суцільного диску, а виступи і западини розташовано на взаємно протилежних торцях цього кільця по всій його ширині суттєво змінюється схема різання, а саме: ріжучий елемент зношується в основному по периферії абразивного відрізного круга, а його торцеві поверхні виконують допоміжну функцію, зачищаючи поверхню зрізу, при цьому западини як лопатки турбіни активізують винос продуктів різання з зони обробки.

Зрозуміло, що це буде сприяти підвищенню ріжучих властивостей інструменту на протязі всього процесу різання без використання охолоджуючої рідини, форма кільця забезпечить міцність утримання ріжучого елементу на поверхні диску, як наслідок підвищиться стійкість інструменту, поліпшиться якість різання і його технологічність.

Як показали наші дослідження і експериментальна перевірка роботи цього інструменту, оптимальним є, коли найменша ширина западин дорівнює або не більше, ніж у 2 рази перевищує найменшу ширину виступів, це зумовлює сумірність зносу абразивного ріжучого елементу по периферії і торцю інструменту, економія витрат /о абразивного матеріалу при збереженні високих експлуатаційних характеристик, крім того це співвідношення залежить від міцності матеріалу, що обробляється; виконання найменшої ширини виступів, яка складає (0,35...0,6) ширини абразивного ріжучого елементу витікає з вибору певного діаметра круга: якщо діаметр круга менший за 125мм слід виконувати меншу ширину виступів (0,35), при збільшенні діаметра круга (до ЗООмм), ширина виступів збільшиться до 0,60 згідно співвідношенню це також буде сприяти сумірності зносу ріжучого /5 елементу по периферії і торцю інструменту.

Нахил виступів і западин під кутом 18...307" відносно вертикальної осі круга, а западин під гострим кутом до осі симетрії диску забезпечує різке збільшення площі поперечного перерізу западини в напрямку периферії круга, що створює зону розрідження, в яку більш ефективно всмоктуються продукти різання, які під дією відцентрових сил виносяться з зони різання.

Звуження диску по місцю розташування абразивного ріжучого елементу в напрямку периферії і наявність кільцевих проточок на обох торцевих поверхнях диску певної ширини ще в більшій мірі буде сприяти утриманню ріжучого елементу на диску, що особливо важливо при використанні інструменту у важких умовах експлуатації, особливо, коли різання здійснюється ручним інструментом виробів з природних і штучних будматеріалів.

Виконання западин у вигляді двох площин, що перетинаються або криволінійними буде сприяти можливості с ов створення абразивних відрізних кругів товщини Т«1мм.

Суть винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг.1 зображено загальний вигляд абразивного відрізного і) круга; на фіг.2 - розріз А-А на фіг.1; на фіг.3 - вид Б на фіг.2; на фіг.4-7 показано можливі варіанти виконання абразивного ріжучого елементу у відповідності з пунктами формули винаходу як виносний елемент В на фіг.2; на фіг.8 - виносний елемент Г на фіг.1, на фіг.9 - вид Д на фіг.8. Ге зо Абразивний відрізний круг (фіг.1-3) виконаний у вигляді кільцевого металевого диску 1 з закріпленим на його периферії абразивним ріжучим елементом 2, профіль якого має виступи З і западини 4, що чергуються і Ме розташовані у шахматному порядку. Абразивний ріжучий елемент 2 виконано у вигляді єдиного кільця, що ю охоплює периферійну та бокові поверхні суцільного (без радіальних канавок) диску 1, а виступи З і западини 4 розташовані на взаємно протилежних торцях цього кільця, по всій його ширині Х, причому найменша ширина | 4 со зв Западини 4 дорівнює, або не більше, ніж у 2 рази перевищує найменшу ширину І виступу З; оптимальним є со також, коли найменша ширина виступу І складає (0,35...0,6) ширини Х абразивного ріжучого елементу 2; виступи

З і западини 4 нахилено під кутом 0-18...307 відносно вертикальної осі У круга (фіг.8), а западини 4 виконано під гострим кутом о до осі симетрії 7 диску 1 (фіг.4...7); западини можуть бути виконані у вигляді двох площин, що перетинаються (фіг.5) або криволінійними (фіг.б). Глибина западини по периферійній частині « ріжучого елементу не більша ніж 0,51 і зменшується по ширині Х до величини 5-(0,15..025Х1-Е) с (фіг.4-фіг.7); диск по місцю розташування абразивного ріжучого елементу 2 звужується під кутом у в напрямку а периферії (фіг.2, 4-7) і має кільцеві проточки Ж глибиною 54-(0,1...0,15)Е на обох торцевих поверхнях диску 1. є» Висота частини диску, що звужується не повинна перевищувати П-(0Б25...0,3)Х. Для кругів з товщиною диску

Е«-0,бмм найкраще коли ширина Х абразивного ріжучого елементу перевищує висоту п частини диску, що звужується, на величину 625 (фіг.7), де 0,4«-бо«-1мм. Кутовий крок 6 (фіг.8) залежить від діаметру круга і о вибирається в залежності від вимог наведених у п.2 і З формули, а відносне зміщення виступів та западин на о відповідних торцях абразивного елементу рівняється половині кутового кроку Д-0,56.

Були виготовлені абразивні відрізні круги, основні геометричні розміри яких наведено у таблиці 1

Фо

Деметкув т є ХІТ ов п.

Ф Б пв|/1 врязатювия гою ав товіз|з ов гм

На металевий диск 1 із сталі 65Г було напресовано методом порошкової металургії абразивний ріжучий о елемент 2 у вигляді кільця, що охоплює периферійну та бокові поверхні суцільного диску 1 і закріплений з ним дифузійним способом. На ріжучому елементі 2 на взаємно протилежних його торцях сформовані виступи З та їмо) западини 4, причому глибина западини по всій ширині ріжучого елемента змінювалась від Т4 до 5 (фіг.4...7).

Западини 4 було виконано у вигляді двох площин, що перетинаються. Металевий диск 1 по місцю розташування 60 абразивного ріжучого елементу звужувався в напрямку периферії і мав кільцеві проточки 57 на обох торцевих поверхнях диску 1 (фіг.4...7).

Абразивний відрізний круг працює таким чином: його закріплюють на шпинделі ручної ріжучої машини типу "Болгарка" і використовують для розрізання заготовок з граніту або штучних будівельних матеріалів типу цегла, бетон, залізобетон, керамічна плитка. Обробка вказаних матеріалів проводилась при швидкостях від 25 до бо бОм/сек при ручній подачі і без охолодження. При роботі кругом з ручним інструментом виникали значні перевантаження, по поперечній і повздовжній подачах, а також перекоси. Одним кругом було пройдено 7-50 погонних метрів різу в граніті, причому абразивний ріжучий елемент 2 зносився на третину його ширини Х, а розмір Т зменшився лише на 0,2мм, причому через нахил виступів З і западин 4 відносно вертикальної осі, а також через те, що западини 4 виконано під гострим кутом до осі симетрії, дуже активно виноситься шлам із

ЗОНИ різання. Нагрівання ріжучого елементу 2 незначне (50"7...757С). Таким чином ріжучий елемент 2 в основному зношується по периферії круга, а його торцеві поверхні виконують допоміжну функцію, зачищають поверхню зрізу, западини 4, як лопатки турбіни активують винос продуктів різання із зони обробки. Ці круги також було встановлено на стаціонарне обладнання, де ними різали граніт на плитки, а також кераміку. Обробка проводилась з охолоджуючою рідиною, з використанням звичайної води. Було оброблено біля 100м 2 плитки. 70 При цьому зменшення геометричних розмірів ріжучого елементу 2 було незначне, біля 0,0195. Після проведених випробувань круги залишилися цілі і придатні до експлуатації.

Круги мають підвищені ріжучі властивості без охолоджуючої рідини. При роботі цими кругами за рахунок нахилу западин 4 підкутом о до осі 7 (фіг.4...7) різко збільшується площа поперечного перерізу западини 4 в напрямку периферії круга, при цьому створюється зона розрідження, в яку всмоктуються продукти різання, які за 75 рахунок нахилу западин під кутом О (фіг.8) і під дією відцентрових сил виносяться із зони різання. Це створює сприятливі умови для охолодження ріжучого елементу 2. Через виконані проточки 5. диску 1 і конічної частини диску 1 й ріжучий елемент 2 зберігає свою цілісність навіть при значних деформаціях, що виникають при ручній обробці кругом. Візуальний огляд працюючого круга не виявив і сколів ріжучого елементу 2.

Claims (8)

1. Формула винаходу 1 Абразивний відрізний круг, виконаний у вигляді кільцевого металевого диска з закріпленим на ньому абразивним різальним елементом, профіль якого має виступи і заглибини, що чергуються і розташовані у Га шахматному порядку, який відрізняється тим, що абразивний різальний елемент виконано у вигляді суцільного о кільця, що охоплює периферійну та бокові поверхні суцільного диска, а виступи і заглибини розташовані на взаємно протилежних торцях цього кільця, по всій його ширині.
2. 2. Круг за п. 1, який відрізняється тим, що найменша ширина заглибини дорівнює або не більше ніж у 2 рази перевищує найменшу ширину виступу. (Се)
3. З. Круг за п. 1, який відрізняється тим, що найменша ширина виступів складає 0,35...0,60 ширини Ф абразивного різального елемента.
4. 4. Круг за п. 1, який відрізняється тим, що виступи і заглибини нахилено під кутом 187...307 відносно вертикальної осі круга. со
5. 5. Круг за п. 1, який відрізняється тим, що заглибини виконано під гострим кутом до осі симетрії диска.
6. 6. Круг за п. 1, який відрізняється тим, що заглибини виконано у вигляді двох площин, що перетинаються, або «У криволінійними.
7. 7. Круг за п. 1, який відрізняється тим, що диск по місцю розташування абразивного різального елемента звужується в напрямку периферії і має кільцеві проточки на обох торцевих поверхнях диска. «
8. 8. Круг за п. 1 або 7, який відрізняється тим, що ширина абразивного різального елемента перевищує висоту частини диска, що звужується. - . и? (95) (ее) 1 се) 4) іме) 60 б5