Комбинированный способ подачи смазочно-охлаждающей технологической смеси в зону шлифования

 

Изобретение относится к технологии машиностроения и станкостроению, а именно к способам комбинированной подачи смазочно-охлаждающей технологической смеси (СОТС) через поры шлифовального круга с аксиально-смещенным режущим слоем и напорной жидкостной осциллирующей струей. Способ включает подачу двух разнородных СОТС через два осевых канала оправки, образованных разделением ее осевой полости продольной перегородкой, и радиальные отверстия, связанные с упомянутыми каналами. Используют круг, состоящий из установленных на вращающейся оправке абразивных дисков и проставочных шайб между ними и выполненный с аксиально-смещенным режущим слоем. Использование способа обеспечивает эффективность действия СОТС при комбинированном способе подачи СОТС в зоне шлифования через поры и напорной осциллирующей струей сборными продольно-прерывистыми кругами с аксиально-смещенным режущим слоем. 3 з.п. ф-лы. 3 ил.

Изобретение относится к технологии машиностроения и станкостроению, а именно к способам комбинированной подачи смазочно-охлаждающей технологической смеси (СОТС) через поры шлифовального круга с аксиально-смещенным режущим слоем и напорной жидкостной осциллирующей струей.

Известен способ подачи смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону шлифования, согласно которому СОЖ через осевую полость вращающейся со скоростью ω оправки подают в радиальные, связанные с полостью каналы и оттуда - в зону шлифования, при этом в полость оправки дополнительно устанавливают пластинчатый шнек радиусом r с винтовой поверхностью, образованной кривой, описываемой приведенным уравнением [1].

Недостатком известного способа является невозможность обеспечения эффективности действия СОЖ при комбинированном способе подачи СОЖ в зону шлифования и невозможность использования его при работе сборных продольно-прерывистых шлифовальных кругов с аксиально-смещенным режущим слоем.

Известен комбинированный способ подачи СОЖ, реализованный в конструкции сборного абразивного круга, который снабжен установленными между крышками у основания абразивных элементов пластинами и двумя коническими крышками, установленными с возможностью осевого перемещения в крышке для подвода СОЖ, при этом поверхности конических крышек образуют второй канал для подвода другой СОЖ [2].

Недостатками приведенного способа являются: сложная система подачи СОЖ, невозможность обеспечения эффективности действия СОЖ для традиционных кругов, узкая специализация использования - только для сборных из абразивных элементов кругов и невозможность применения его при работе сборных продольно-прерывистых шлифовальных кругов с аксиально-смещенным режущим слоем.

Известен комбинированный способ ( 10) подачи СОТС, осуществляемый свободно падающей струей - "охлаждение поливом" (способ 1) и подачей СОТС через поры шлифовального круга (способ 4) [4]. Первый способ используют только при шлифовании деталей на универсальных станках в единичном производстве из материалов, обладающих хорошей обрабатываемостью шлифованием (закаленные углеродистые стали).

Однако этот способ оказывает незначительное смазочное действие СОТС и незначительное моющее действие СОТС по отношению к кругу.

Способ 4 подачи СОТС через поры круга используют только для кругов из керамической связки, причем способ обладает незначительным охлаждающим действием СОТС и незначительным моющим действием СОТС по отношению к детали и станку.

Задачей изобретения является обеспечение эффективности действия СОТС при комбинированном способе подачи СОТС в зону шлифования через поры и напорной осциллирующей струей сборными продольно-прерывистыми кругами с аксиально-смещенным режущим слоем.

Поставленная задача решается путем использования предлагаемого способа комбинированной подачи смазочно-охлаждающей технологической смеси (СОТС) в зону шлифования сборным продольно-прерывистым кругом, состоящим из установленных на вращающейся оправке абразивных дисков и проставочных шайб между ними и выполненным с аксиально-смещенным режущим слоем, причем осуществляют подачу двух разнородных СОТС через два осевых канала оправки, образованных разделением ее осевой полости продольной перегородкой, и радиальные отверстия, связанные с упомянутыми каналами.

При этом подачу одной из СОТС, в качестве которой используют СОТС с хорошими смазывающими свойствами, осуществляют через один из осевых каналов, связанный с абразивными дисками посредством окружных канавок, выполненных на наружной поверхности оправки в местах установки абразивных дисков, поры абразивных дисков.

Кроме того, в качестве СОТС, обладающей хорошими смазывающими свойствами, используют масло, подачу которого осуществляют осциллирующими струями через другой осевой канал, связанный с полостями между абразивными дисками посредством окружных канавок, выполненных на внутренней поверхности проставочных шайб, и радиальных отверстий проставочных шайб.

На фиг. 1 представлен сборный продольно-прерывистый круг с аксиально-смещенным режущим слоем, состоящим из абразивных дисков и проставочных шайб, закрепленных на оправке, для осуществления способа; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.

Способ комбинированной подачи смазочно-охлаждающей технологической смеси (СОТС) в зону шлифования реализуется с помощью сборного продольно-прерывистого круга с аксиально-смещенным режущим слоем.

Он состоит из абразивных дисков 1 и проставочных шайб 2 между ними, установленных на оправке 3 под углом α к плоскости, перпендикулярной оси вращения инструмента. Угол наклона дисков 1 задается и регулируется косыми шайбами 4, попарно установленными с внешних торцов сборного круга. Крепление дисков 1 на оправке осуществляется гайками 5.

Центральная полость оправки 3 дополнительно разделена продольной перегородкой 6 с образованием двух осевых каналов 7 и 8 для подачи двух разнородных СОТС. Герметизация каналов 7 и 8 обеспечивается уплотнителями 9 и резьбовой пробкой 10.

СОТС с хорошими смазывающими свойствами (масло) подают в один осевой канал, например 7, связанный радиальными отверстиями 11 и окружными канавками 12, выполненными на наружной поверхности оправки 3 в местах установки абразивных дисков 1, с абразивными дисками и оттуда - через поры в зону шлифования.

СОТС, обладающая хорошими охлаждающими свойствами, подают во второй осевой канал 8, связанный радиальными отверстиями 13 и окружными канавками 14, выполненными на внутренней поверхности отверстия проставочных шайб 2 и оттуда - через радиальные отверстия 15 проставочных шайб осциллирующими струями в полости между абразивными дисками 1 в зону резания.

Способ осуществляют следующим образом.

Собранный сборный абразивный круг балансируется известным способом и правится.

В процессе шлифования СОТС с хорошими смазывающими свойствами, например масло, поступает по одному осевому каналу 7, проходит через радиальные отверстия 11 и попадает в окружные канавки 12, выполненные на наружной поверхности оправки 3 в местах установки абразивных дисков 1. Здесь масло под действием центробежной силы выбрасывается через поры абразивных дисков 1 непосредственно в зону резания, осуществляя эффективное смазочное действие в зоне резания.

Эмульсия, обладающая хорошими охлаждающими свойствами (но худшими по сравнению с маслом смазочными свойствами), поступает во второй осевой канал 8, проходит радиальные отверстия 13 и попадает в окружные канавки 14, выполненные на внутренней поверхности отверстия проставочных шайб 2. Попав в канавки 14 быстровращающихся шайб 2, эмульсия под действием центробежной силы выбрасывается через радиальные отверстия 15 проставочных шайб 2 осциллирующими струями в полости между абразивными дисками 1 в зону резания.

Осуществление предлагаемого комбинированного способа подачи СОТС с помощью разработанной конструкции сборного продольно-прерывистого круга с аксиально-смещенным режущим слоем, состоящего из абразивных дисков и проставочных шайб между ними, установленных на оправке, позволяет существенно повысить эффективность действия применяемых СОТС.

Масло, поступающее через поры абразивных дисков 1 непосредственно в зону резания, создает смазочные пленки на абразивных зернах, существенно уменьшает коэффициент трения зерна и связки о материал обрабатываемой заготовки, что приводит к снижению сил трения резания и температуры в зоне обработки.

Известно, что не только осцилляция зоны резания благодаря наклону абразивных дисков под углом α [3], но и прерывание зоны резания в продольном направлении позволяют ужесточить режимы резания, повысить виброустойчивость и снизить теплонапряженность шлифования.

Поэтому вслед за осциллирующим движением прерывистой в продольном направлении зоны резания, осуществляемым абразивными дисками,. на обрабатываемую поверхность направляются мощные осциллирующие в продольном направлении струи эмульсии, обладающие хорошим охлаждающим действием и имеющие высокую скорость движения относительно заготовки.

Высокая относительная скорость осциллирующего движения в совокупности с высоким охлаждающим действием эмульсии обеспечивает устранение прижогов и других дефектов поверхности на высоких режимах шлифования.

Таким образом, предлагаемый комбинированный способ подачи СОТС в зону шлифования и сборный продольно-прерывистый круг с аксиально-смещенным режущим слоем для его реализации позволяют обеспечить ее осцилляцию и эффективность действия СОТС.

Пример. Проводили обработку отверстия гильзы на внутришлифовальном станке мод. 3К228В. Материал обрабатываемой заготовки - сталь 45 ГОСТ 1050-74, НВ 260, диаметр обработки 130 мм, длина - 60 мм, режущий инструмент - абразивные диски ПП 100х13х20 24А 10 ВМ1 10 К5/П40-15 (где: П40-15 - зернистость порообразователей из перлита) ГОСТ 2424-83. Режимы обработки: скорость заготовки - 40,8 м/мин (100 об/мин), скорость вращения инструмента - 31,4 м/с, частота вращения инструмента - 6000 об/мин, минутная продольная подача S_пр=5390 мм/мин, поперечная подача круга - 0,012 мм/дв.ход.

Количество единичных абразивных дисков в сборном шлифовальном круге - 3 шт., амплитуду осцилляции круга устанавливали А_А=6,5 мм, угол наклона дисков к плоскости, перпендикулярной оси вращения, - α=3^o42', осевой зазор Z между абразивными дисками - Z= 6,5 мм устанавливали с помощью двух проставочных шайб.

Смазочно-охлаждающая технологическая смесь, пропускаемая через поры абразивных дисков, - масло индустриальное; подаваемая между абразивными дисками - эмульсия. Обработку осуществляли за 20 проходов.

Абразивная обработка с использованием комбинированного способа подачи СОТС в зону шлифования сборным продольно-прерывистым кругом с аксиально-смещенным режущим слоем позволила в 2,5 раза увеличить подачу на двойной ход, при котором получена качественная обработанная поверхность требуемой шероховатости (R_а=0,63 мкм) без дефектов, прижогов и микротрещин.

Затраченное на обработку время - Т_о=0,42 мин по сравнению с Т_о=1,17 мин - при шлифовании обычным кругом, позволяет сделать выводы о том, что предлагаемое изобретение повышает производительность в 2,5-3 раза и обеспечивает осциллирующее и эффективное действие СОТС при комбинированном способе подачи СОТС.

Предлагаемый способ пригоден для шлифования деталей на универсальных, специализированных и специальных станках в единичном, серийном и массовом производстве из материалов, обладающих хорошей обрабатываемостью и труднообрабатываемых шлифованием.

Этот способ оказывает высокоэффективное смазочное действие СОТС и хорошее моющее действие СОТС по отношению к кругу.

При этом способ обладает высокоэффективным охлаждающим действием СОТС и хорошим моющим действием СОТС по отношению к детали и станку.

Источники информации 1. А. с. СССР 1673418, МКИ В 24 В 55/02. Способ подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону шлифования. Ю.С. Данилов, Н.Д. Гаврилов, А.А. Симдянкин. Заявка 4737513/08, заяв. 15.09.89, опуб. 30.08.91. Бюл. 32.

2. А. с. СССР 1034885, МКИ В 24 В 55/02. Сборный абразивный круг. В.Г. Гусев. Заявка 3391121/25-08, заяв. 05.02.82, опуб. 15.08.83. Бюл. 30.

3. А. с. СССР 1611714, МКИ В 24 В 45/00. Устройство для крепления шлифовального круга. Ю. М. Ермаков, Ю. С. Степанов и Б.И. Афанасьев. Заявка 4429371/31-08, заяв. 24.05.88, опуб. 07.12.90. Бюл. 45.

4. Кащук В.А., Верещагин А.Б. Справочник шлифовщика. - М.: Машиностроение, 1988. - С. 245-252.

Формула изобретения

1. Способ комбинированной подачи смазочно-охлаждающей технологической смеси (СОТС) в зону шлифования сборным продольно-прерывистым кругом, состоящим из установленных на вращающейся оправке абразивных дисков и проставочных шайб между ними, и выполненным с аксиально-смещенным режущим слоем, включающий подачу двух разнородных СОТС через два осевых канала оправки, образованных разделением ее осевой полости продольной перегородкой, и радиальные отверстия, связанные с упомянутыми каналами.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подачу одной из СОТС, в качестве которой используют СОТС с хорошими смазывающими свойствами, осуществляют через один из осевых каналов, связанный с абразивными дисками посредством окружных канавок, выполненных на наружной поверхности оправки в местах установки абразивных дисков, и поры абразивных дисков.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве СОТС, обладающей хорошими смазывающими свойствами, используют масло.

4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что подачу СОТС, в качестве которой используют СОТС с хорошими охлаждающими свойствами, осуществляют осциллирующими струями через другой осевой канал, связанный с полостями между абразивными дисками посредством окружных канавок, выполненных на внутренней поверхности проставочных шайб, и радиальных отверстий проставочных шайб.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3