Лепестковый круг с локальным контактом

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при шлифовании и полировании поверхностей деталей. Лепестковый круг содержит два фланца и пакет лепестков, установленный с помощью косых шайб, расположенных с торцов, под острым углом к плоскости, перпендикулярной оси вращения. Фланцы выполнены с возможностью осуществления зажатия пакета лепестков с образованием радиальных волн. Лепестки изготовлены путем склеивания в торец полос двусторонней алмазно-абразивной шлифовальной шкурки с образованием обечаек, которые развернуты и расположены поперек оси вращения. Полосы берут шириной менее радиуса, но более половины радиуса лепесткового круга и длиной, равной длине его окружности. Лепестки устанавливают с возможностью выдвижения в радиальном направлении по мере их износа для восстановления наружного диаметра лепесткового круга. В результате расширяются технологические возможности и снижается расход абразивного материала. 10 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению к механической обработке металлов и может быть использовано при шлифовании и полировании поверхностей деталей при их безразмерной окончательной обработке лепестковыми кругами.

Известен сборный абразивный инструмент, выполненный в виде пары абразивных кругов, закрепленных под углом друг к другу на общем валу с осевым зазором [1].

Недостатками известного инструмента являются ограниченность технологических возможностей при декоративной отделке и чистовой обработке фасонных поверхностей, а также трудности в достижении широкого диапазона качества обработанных поверхностей, при этом, обладая минимальной осевой жесткостью и работая только одной стороной периферийной абразивной поверхностью, невозможно добиться высокой производительности.

Известен сборный абразивный инструмент, выполненный в виде пары абразивных кругов, закрепленных под углом друг к другу на общем валу с осевым зазором, причем инструмент снабжен пружиной растяжения, размещенной между смежными торцами абразивных кругов, которые установлены с возможностью углового поворота [2].

Недостатками известного инструмента являются:

- минимальная осевая жесткость;

- работа только одной стороной периферийной абразивной поверхности;

- ограниченность технологических возможностей при декоративной отделке и чистовой обработке фасонных поверхностей;

- трудности в достижении широкого диапазона качества обработанных поверхностей.

Все это снижает производительность обработки и ведет к увеличенному расходу инструмента.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей инструмента за счет обеспечения возможности обработки двумя торцами лепестков, из которых состоит инструмент, установленный под углом к оси вращения, увеличение осевой жесткости благодаря использованию абразивных лепестков в форме круга с радиальными волнами, а также экономное расходование абразивного материала и удешевление изготовления инструмента.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемого лепесткового круга с локальным контактом, который собран из лепестков из шлифовальной шкурки и установлен под острым углом к плоскости, перпендикулярной оси вращения, с помощью косых шайб, расположенных с торцов, причем лепестки изготовлены путем склеивания в торец полос шириной менее радиуса, но более половины радиуса круга и длиной равной длине его окружности из двусторонней алмазно-абразивной шлифовальной шкурки с образованием обечаек, которые развернуты и расположены поперек оси вращения, и двух фланцев, позволяющих зажимать пакет лепестков с образованием радиальных волн, при этом по мере износа лепестков их выдвигают в радиальном направлении, восстанавливая наружный диаметр круга.

Особенности конструкции круга поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен предлагаемый лепестковый круг с локальным контактом, частичный продольный разрез; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - полоса из двусторонней шлифовальной шкурки, заготовка для изготовления лепестка; на фиг.4 - обечайка, изготовленная из полосы (фиг.3), полуфабрикат лепестка; на фиг.5 - новый, неизношенный лепесток с симметричным расположением радиальных внутренних волн относительно плоскости лепестка; на фиг.6 - вид Б на фиг.5; на фиг.7 - элемент В на фиг.1; на фиг.8 - элемент В через пол-оборота инструмента относительно фиг.7; на фиг.9 - максимально изношенный лепесток; на фиг.10 - вид Б' на фиг.9.

Предлагаемый лепестковый круг имеет периферийную алмазно-абразивную рабочую режущую часть 1 с аксиальным смещением благодаря установке круга под углом α к плоскости, перпендикулярной продольной оси, на шпинделе 2 с помощью косых шайб 3, расположенных с торцов, и закрепленного гайкой 4.

Алмазно-абразивный круг 1 выполнен в виде сборного лепесткового круга и состоит из лепестков 5. Лепестки 5 изготавливают из полос двусторонней шлифовальной шкурки (фиг.3) шириной h менее радиуса, но более половины радиуса круга, т.е. R>h>R/2 и длиной πD равной длине его окружности. Из полос склеивают обечайки (фиг.4), предварительно подготовив полосы к склеиванию внахлест путем разделки меньших торцов с удалением шлифматериала с обоих концов ленты на участке под шов. Затем один из торцов обечайки разворачивают во внутрь с образованием радиальных волн. На фиг.5 и 6 показан новый, неизношенный лепесток с симметричным расположением радиальных внутренних волн относительно плоскости лепестка. Разворот обечаек во внутрь легко сделать, если использовать специальные фланцы 6, которые позволяют формировать пакет лепестков с образованием двусторонних радиальных волн 7 и которые используем в предлагаемом инструменте для крепления пакета лепестков. По мере износа лепестков их выдвигают в радиальном направлении, восстанавливая наружный диаметр D. Такая конструкция лепестков позволяет постоянно восстанавливать наружный диаметр быстро изнашиваемого лепесткового алмазно-абразивного инструмента и полностью использовать дорогостоящий алмазно-абразивный материал (см. фиг.9-10).

При восстановлении наружного диаметра D лепестков 5 надо иметь в виду, чтобы d₅, внутренний диаметр лепестков, не оказался больше наружного диаметра d₆ зажимных фланцев 6, в противном случае лепестки не будут зажаты.

Благодаря волнистой форме внутренней поверхности лепестков алмазно-абразивного круга жесткость его выше, чем у традиционных лепестковых кругов, тем основное силовое воздействие на обрабатываемую поверхность больше благодаря прогибам периферийных частей лепестков (см. фиг.7-8).

В связи со сказанным в процессе полирования удается снимать большие припуски (например, до 0,3 мм) при применении крупнозернистых абразивных шкурок (зернистостью 16-80) и высоких скоростях резания (65-70 м/с). Этот процесс фактически является разновидностью шлифования и эффективен для подготовки поверхностей к чистовому полированию и перед металлопокрытием.

Чистовое полирование предлагаемым лепестковым кругом с локальным контактом предназначено для снижения параметра шероховатости поверхности (до Ra=0,1...0,8 мкм). Наибольший эффект применения осциллирующего полирования достигается при декоративной отделке и чистовой обработке фасонных поверхностей, например полирование цилиндрических и конических поверхностей, обработка пресс-форм, штампов и др., полирование криволинейных поверхностей автомобильных кузовов, холодильников и др. под окраску.

Полирование предлагаемым инструментом выполняется в основном по одной схеме резания, которая основана на применении высоких скоростей резания (35...40 м/с), приближающихся к высокоскоростному шлифованию.

Наиболее применимы для предлагаемого инструмента лепестки из шкурки из электрокорунда и карбида кремния на тканиевой и бумажной основе зернистостью 8-М40, а также алмазные и эльборовые шкурки зернистостью 12-М3 на эластичной связке, при этом последние отличаются большой стойкостью.

Для предлагаемого инструмента из водостойких алмазно-абразивных шкурок при обработке деталей из стали и чугуна в качестве охлаждающей жидкости применяют эмульсию; из неводостойких шкурок - минеральные масла.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить эффективность использования полировального инструмента, имеющего возможность восстанавливать наружный диаметр и позволяющего вести обработку с использованием всей периферийной рабочей части инструмента с сохранением преимуществ процесса прерывистого шлифования.

Пример. На модернизированном станке мод. 16К20Т1 полировали заготовку в виде вала диаметром 20 мм из стали 45 в нормализованном состоянии. Модернизация заключалась в установлении на поперечный суппорт устройства с инструментом наружным диаметром 250 мм и индивидуальным приводом.

Лепестки изготовляли из водостойкой двусторонней тканевой эльборной (эльборовый шлифпорошок ЛО 50/40, ОСТ 2 МТ79-2-88) шлифовальной шкурки зернистостью 50/40, изготовленной по ТУ 2-036-0224450-014-89 электростатическим способом в виде шлифовальной бабины шириной 60 мм и длиной до 100 пог.м., связка - смола СФЖ-3039, основа ткань - шифон. Ленту резали на полосы в размер 60×805 мм и склеивали внахлест в обечайки, предварительно разделав меньшие торцы с удалением шлифматериала с обоих концов ленты на участке под шов шириной 10 мм. Лепестковый круг составлен из 15 лепестков.

Индивидуальный электропривод вращает лепестковый круг с окружной скоростью 32,5 м/с (2500 мин^-1). Линейная скорость вращения заготовки 0,05 м/с (50 мин^-1). В зону обработки подавали СОЖ в виде 5% раствора эмульсии. Угол наклона лепесткового круга составлял α=1°12^I.

Заданная шероховатость Ra 0,32 мкм. Инструмент позволил повысить производительность процесса в 2,1 раза и сократить расход абразива на 32%.

Круг расширяет технологические возможности обработки благодаря более жесткой конструкции и установке алмазно-абразивных лепестков под углом к оси вращения, что позволяет увеличить режимы резания, а это повышает в 2...2,5 раза производительность обработки, улучшает качество и шероховатость обрабатываемой поверхности.

Предлагаемый инструмент позволяет восстанавливать наружный диаметр и вести обработку с использованием всей периферийной рабочей части инструмента с сохранением преимуществ процесса прерывистого шлифования, он прост по конструкции и надежен в эксплуатации, при этом расход абразивного инструмента снижается на 30...35%.

Источники информации

1 А.с. 689823 ССС, МКИ В 24 D 5/00. Сборный абразивный инструмент. 1977.

2 А.с. 1692824 СССР, МКИ В 24 D 13/00. Сборный абразивный инструмент. А.В.Чемерский и В.Н.Чешев. №4700372/08, заявл. 18.04.89. опубл. 23.11.91. Бюл. №43 - прототип.

Лепестковый круг с локальным контактом, содержащий пакет лепестков из шлифовальной шкурки, установленный под острым углом к плоскости, перпендикулярной оси вращения, с помощью косых шайб, расположенных с торцов, отличающийся тем, что он снабжен двумя фланцами, выполненными с возможностью зажатия пакета лепестков с образованием радиальных волн, а лепестки изготовлены путем склеивания в торец полос, ширина которых менее радиуса и более половины радиуса круга, а длина равна длине его окружности, из двусторонней алмазно-абразивной шлифовальной шкурки с образованием обечаек, которые развернуты и расположены поперек оси вращения, при этом лепестки установлены с возможностью выдвижения в радиальном направлении по мере их износа для восстановления наружного диаметра лепесткового круга.