Способ очистки шлифовального круга

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к обработке шлифованием, и может быть использовано при шлифовании заготовок из материалов, обладающих высокой адгезионной активностью по отношению к шлифовальному кругу. Способ включает прижим к рабочей поверхности вращающегося шлифовального круга абразивного бруска на эластичной связке. При этом минимальную высоту бруска определяют по приведенной зависимости. Использование изобретения ведет к повышению производительности бездефектного шлифования путем форсирования режима обработки, увеличению периода стойкости шлифовального круга и сокращению тем самым числа правок при обеспечении заданного качества шлифованных деталей. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к обработке шлифованием, и может быть использовано при шлифовании заготовок из материалов, обладающих высокой адгезионной активностью по отношению к шлифовальному кругу.

Известен способ очистки шлифовальных кругов, заключающийся в воздействии на рабочую поверхность вращающегося шлифовального круга эластичным инструментом, в качестве которого используют эластомер (а.с. СССР 1775282, МКИ³ В 24 В 53/007. Способ чистки абразивных инструментов. И.И. Кузнецов, 4847739/08; заявл. 03.05.90; опубл. 15.11.92, БИ 42).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится низкая эффективность удаления налипов металла с зерен шлифовального круга и большой размерный износ инструмента для очистки.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности признаков является выбранный в качестве прототипа способ очистки шлифовальных кругов (Патент RU 2185273, МКИ В 24 В 53/007. Способ очистки шлифовальных кругов. / Л.В. Худобин, А.Н. Унянин, Д.В. Тартас. 2000114938/02; заявл. 09.06.00. опубл. 20.07.02, БИ 20), заключающийся в прижиме к рабочей поверхности вращающегося шлифовального круга абразивного бруска на эластичной связке.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа очистки, принятого за прототип, относится невысокая эффективность удаления налипов металла с зерен круга.

Сущность изобретения заключается в следующем. В период между правками круга при шлифовании заготовок из адгезионно активных материалов его режущая способность нестабильна и постепенно снижается, что приводит к необходимости соответствующего снижения производительности бездефектного шлифования или (и) к ухудшению качества шлифованных деталей. Одним из путей повышения эффективности шлифования заготовок из адгезионно активных материалов является очистка рабочей поверхности шлифовального круга. Очистка, осуществляемая несколько раз между правками круга, приводит к стабилизации режущей способности круга между правками, благодаря чему обеспечивается возможность увеличения производительности обработки и периода стойкости круга. Последнее приводит к сокращению числа правок и экономии кругов, а также к улучшению качества шлифованных деталей.

Технический результат - увеличение производительности бездефектного шлифования путем форсирования режима обработки и (или) увеличения периода стойкости шлифовального круга и сокращения тем самым числа правок при обеспечении заданного качества шлифованных деталей.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что, как и в известном способе очистки, к рабочей поверхности вращающегося шлифовального круга периодически прижимается абразивный брусок на эластичной связке, особенность при этом заключается в том, что минимальная высота Н_и бруска определяется по зависимости, полученной аналитическим путем:

где р_m - вероятность удаления налипов материала заготовки с абразивных зерен шлифовального круга;

Z_ои - число абразивных зерен на единичной площадке бруска, 1/м²;

C_ки; α - коэффициенты, характеризующие закон распределения зерен бруска;

b_и - средний размер площадок затупления на зернах бруска, м;

γ_и - угол при вершине зерна бруска, град;

d_ои - средневероятный размер зерен бруска, м;

n_к - частота вращения шлифовального круга, 1/с;

t - продолжительность очистки, с.

Абразивный брусок на эластичной связке, прижимаемый к рабочей поверхности вращающегося засаленного шлифовального круга, обеспечивает очистку зерен круга, удаленных от его условной наружной поверхности. Если минимальная высота Н_и бруска будет определена расчетом по вышеприведенной зависимости, то это обеспечит удаление налипов материала заготовки с абразивных зерен засаленного шлифовального круга с заданной вероятностью р_m при определенных значениях частоты вращения шлифовального круга n_к, продолжительности очистки t и характеристики бруска (числа абразивных зерен на единичной площадке бруска Z_ои, угле при вершине зерен бруска γ_и, средневероятного размера зерен бруска d_ои и коэффициентах С_ки и α, характеризующих закон распределения зерен бруска).

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе очистки шлифованного круга, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию “новизна”.

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию “изобретательский уровень” заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа очистки. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает явным образом для специалиста из известного уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата. Описываемое изобретение не основано на изменении количественных признаков, представлении их во взаимосвязи либо изменении ее вида.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию “изобретательский уровень”.

На фиг.1 - исходное положение инструмента для очистки (бруска) относительно шлифовального круга; фиг.2 - схема очистки рабочей поверхности круга.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата.

При достижении определенной степени засаливания и затупления рабочей поверхности шлифовального круга 1, вращающегося с рабочей скоростью v_к (с частотой вращения n_к), к ней подводят и прижимают на время t инструмент для очистки 2, выполненный в виде абразивного бруска на эластичной связке высотой Н_и, закрепленный в державке 3 (фиг.2).

Абразивные зерна бруска удаляют налипы металла обрабатываемой заготовки с абразивных зерен шлифовального круга. За счет упругих свойств эластичной связки инструмента очищаются зерна круга, расположенные на удалении от условной наружной поверхности последнего. Очистка рабочей поверхности шлифовального круга обеспечивает повышение производительности шлифования при обеспечении заданного качества шлифованных деталей. Повышение производительности шлифования достигается за счет форсирования режима обработки и (или) увеличения периода стойкости шлифовального круга и сокращения тем самым числа правок.

Результаты расчета Н_и при очистке рабочей поверхности шлифовального круга бруском из микропорошка M10 (с размерами зерен основной фракции 7-10 мкм) при d_ои=10·10^-3 мм; Z_ои=5·10³ 1/мм²; C_ки=8; α=2,75; γ_и=45°; b_и=3,3·10^-3 мм; n_к=50 1/с сведены в таблицу.

Если производить очистку шлифовального круга бруском, высота которого меньше, чем определяемая расчетом, это приведет к снижению качества очистки рабочей поверхности шлифовального круга, поэтому вышеприведенный технический результат не достигается.

Вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного способа очистки шлифовальных кругов следующей совокупности условий:

- способ очистки шлифовальных кругов, воплощающий заявленное изобретение при его осуществлении, предназначен для использования в машиностроении, а именно на операциях шлифования заготовок из материалов, обладающих высокой адгезионной активностью;

- для заявленного способа очистки шлифовальных кругов в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;

- способ очистки шлифовальных кругов, воплощающий заявленное изобретение при его осуществлении, способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию “промышленная применимость”.

Формула изобретения

Способ очистки шлифовального круга, включающий прижим к рабочей поверхности вращающегося шлифовального круга абразивного бруска на эластичной связке, отличающийся тем, что минимальную высоту бруска Н_и определяют по зависимости

где

Р_m - вероятность удаления налипов материала заготовки с абразивных зерен шлифовального круга;

Z_ои - число абразивных зерен на единичной площадке бруска, 1/м²;

C_ки; α - коэффициенты, характеризующие закон распределения зерен бруска;

b_и - средний размер площадок затупления на зернах бруска, м;

γ_и - угол при вершине зерна бруска, град.;

d_ои - средневероятный размер зерен бруска, м;

n_к - частота вращения шлифовального круга, 1/с;

t - продолжительность очистки, с.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2