RU2282531C2

RU2282531C2 - Wheel for abrasive working

Info

Publication number: RU2282531C2
Application number: RU2004130081/02A
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Бутенко (RU); Виктор Иванович Бутенко; Мари Дмитриевна Диденко (RU); Мария Дмитриевна Диденко; Тать на Анатольевна Рыбинска (RU); Татьяна Анатольевна Рыбинская; Дмитрий Иванович Диденко (RU); Дмитрий Иванович Диденко
Priority date: 2004-10-11
Filing date: 2004-10-11
Publication date: 2006-08-27
Also published as: RU2004130081A

Abstract

FIELD: abrasive working systems, possibly manufacture of wheels for grinding hard-to-work high hardness materials.

SUBSTANCE: wheel is made of different fraction abrasive mass. In main abrasive mass with grains of the same fraction size there are rods placed in radial direction and made of abrasive of the main abrasive mass with addition of abrasive mass having larger size of grains and higher hardness. Said rods are arranged in such a way that to form along circle periphery closed symmetrical sine curve with constant amplitude or sine curves with maximum amplitude in its center and with minimum amplitudes in edge zones in alternating sectors.

EFFECT: improved deign of wheel providing increased time period of wheel strength between dressing operations due to its lowered oiling, enhanced quality parameters of surface layer of ground parts, lowered number of burnings.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области механической обработки материалов, а именно к шлифованию и тонкому шлифованию, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при абразивной обработке вязких труднообрабатываемых, повышенной твердости материалов с высокой точностью геометрической формы и качеством обрабатываемой поверхности.The invention relates to the field of mechanical processing of materials, namely to grinding and fine grinding, and can be used in various engineering industries for abrasive processing of viscous hard-to-work, increased hardness materials with high geometric shape accuracy and surface quality.

Известен абразивный инструмент, содержащий корпус в виде металлической сетки, несущей абразив, а с целью повышения режущей спосбности инструмента абразив имеет различную абразивную способность и расположен в ячейках сетки, при этом каждый из абразивов расположен в ячейках в шахматном порядке, а в качестве абразива в ячейках сетки закреплены алмаз и карбид титана или в качестве абразива в ячейках сетки закреплены алмаз и электрокорунд.A known abrasive tool comprising a body in the form of a metal mesh carrying an abrasive, and in order to increase the cutting ability of the tool, the abrasive has a different abrasive ability and is located in the mesh cells, each of the abrasives being staggered in the cells, and in the cells as an abrasive the mesh is fixed with diamond and titanium carbide or diamond and electrocorundum are fixed in the mesh cells as an abrasive.

Признаки, совпадающие: абразив имеет различную абразивную способность и разделен по твердости.Signs matching: abrasive has a different abrasive ability and is divided by hardness.

(См. авторское свидетельство №1611720, В 24 D 5/14, бюл. №45, 1990).(See copyright certificate No. 1611720, B 24 D 5/14, bull. No. 45, 1990).

Причины, препятствующие поставленной задаче: сложность технологии изготовления, не проявляется в достаточной мере зависимость различной величины размера зерна и твердости абразивного материала при обработке поверхности с высоким качеством поверхности, особенно вязких труднообрабатываемых материалов, требующих высокой точности геометрических форм.Reasons that impede the task: the complexity of the manufacturing technology does not show up sufficiently to the dependence of different sizes of grain size and hardness of abrasive material when treating surfaces with high surface quality, especially viscous difficult to process materials that require high accuracy of geometric shapes.

Известен комбинированный шлифовальный инструмент, выполненный в виде корпуса с выступами, содержащими абразивонесущие элементы с крупнозернистым слоем. Кроме того, с целью повышения качества шлифования механизм перемещения выполнен в виде упругих термобиметаллических пластин, имеющих U-образную форму, абразивонесущий элемент с мелкозернистым слоем выполнен в виде эластичной вставки, на одной стороне которой закреплен абразив, причем другой стороной вставка закреплена на термобиметаллической пластине и на эластичной вставке закреплена шлифовальная шкурка.Known combined grinding tool made in the form of a housing with protrusions containing abrasive elements with a coarse-grained layer. In addition, in order to improve the quality of grinding, the movement mechanism is made in the form of elastic thermobimetallic plates having a U-shape, the abrasive bearing element with a fine-grained layer is made in the form of an elastic insert, an abrasive is fixed on one side, and the insert is fixed to the thermobimetal plate on the other side and a sanding pad is attached to the elastic insert.

Признаки, совпадающие: содержит абразивонесущие элементы с крупнозернистым слоем, чередующиеся с участками с мелкозернистым слоем.Signs matching: contains abrasive elements with a coarse-grained layer, alternating with areas with a fine-grained layer.

(См. авторское свидетельство №1609628, В 24 D 5/06, 17/00, бюл. №44, 1990).(See copyright certificate No. 1609628, B 24 D 5/06, 17/00, bull. No. 44, 1990).

Причины, препятствующие поставленной задаче: сложность конструкции, недостаточная надежность, неприменим при обработке поверхности с высоким качеством поверхности, особенно вязких труднообрабатываемых материалов с высокой точностью геометрических форм.Reasons that impede the task: design complexity, lack of reliability, not applicable when treating surfaces with high surface quality, especially viscous difficult to process materials with high accuracy of geometric shapes.

За прототип принят абразивный круг с переменной плотностью абразивной массы в каждом из поперечных его сечений, увеличивающейся с уменьшением его радиуса, отличающийся тем, что с целью повышения качества обработки за счет равномерности износа инструмента вдоль образующей, круг выполнен конической формы и с переменной зернистостью абразивной массы, уменьшающейся с уменьшением радиуса инструмента.The prototype is an abrasive wheel with a variable density of abrasive mass in each of its cross sections, increasing with decreasing radius, characterized in that in order to improve the quality of processing due to the uniformity of tool wear along the generatrix, the circle is made conical in shape and with a variable grain size of the abrasive mass decreasing with decreasing tool radius.

Признаки, совпадающие: содержит абразив с переменной зернистостью абразивной массы.Signs matching: contains an abrasive with variable grain size of the abrasive mass.

(См. авторское свидетельство №1645124, В 24 D 17/00, бюл. №16, 1991).(See copyright certificate No. 1645124, B 24 D 17/00, bull. No. 16, 1991).

Причины, препятствующие поставленной задаче: нужна достаточно сложная специальная технология изготовления абразивного круга, недостаточно эффективен при обработке поверхности с высоким качеством поверхности вязких труднообрабатываемых и повышенной твердости материалов с высокой точностью геометрических форм.Reasons that impede the task: a rather complicated special technology for manufacturing an abrasive wheel is needed, it is not effective enough when processing a surface with high surface quality of viscous hard-to-work and high hardness materials with high accuracy of geometric shapes.

Задачей изобретения является улучшение обработки вязких труднообрабатываемых и повышенной твердости материалов с высокой точностью геометрических форм и повышение качества обрабатываемой поверхности.The objective of the invention is to improve the processing of viscous difficult to work and increased hardness of materials with high accuracy of geometric shapes and improving the quality of the processed surface.

Технический результат заключается в том, что абразивный круг выполнен из абразивной массы разной зернистости, при этом в основной абразивной массе одной зернистости в радиальном направлении размещены стержни, выполненные из абразива основной абразивной массы с добавлением абразива большей зернистости и повышенной твердости, при этом стержни размещены с образованием на периферии круга формы замкнутой симметричной синусоиды с постоянной амплитудой или с образованием формы синусоид с максимальной амплитудой в середине и затухающей к краям в чередующихся секторах. Это способствует повышению качества обрабатываемой поверхности с высокой точностью геометрических форм и увеличению периода стойкости круга между переточками.The technical result consists in the fact that the abrasive wheel is made of an abrasive mass of different grit, while in the main abrasive mass of one grit in the radial direction there are rods made of abrasive of the main abrasive mass with the addition of an abrasive of greater grit and increased hardness, while the rods are placed with the formation on the periphery of the circle of the form of a closed symmetric sinusoid with a constant amplitude or with the formation of the form of a sinusoid with a maximum amplitude in the middle and decaying to paradises in alternating sectors. This helps to improve the quality of the machined surface with high accuracy of geometric shapes and to increase the period of durability of the circle between regrindings.

Предлагаемый абразивный круг поясняется чертежами, где фиг.1 - схема шлифования плоской поверхности на плоскошлифовальном станке, на периферии круга стержни образуют форму замкнутой симметричной синусоиды с постоянной амплитудой, фиг.2 - схема шлифования, когда стержни образуют на периферии круга чередующиеся сектора, содержащие синусоиды с максимальной амплитудой в середине и затухающие к краям,The proposed abrasive wheel is illustrated by drawings, where Fig. 1 is a diagram of grinding a flat surface on a surface grinding machine, at the periphery of a circle, the rods form a closed symmetrical sinusoid with a constant amplitude, Fig. 2 is a grinding scheme when the rods form alternating sectors containing sinusoids on the periphery of a circle with a maximum amplitude in the middle and fading to the edges,

Абразивный круг выполнен с разной зернистостью абразивной массы, при этом в абразивной массе одной зернистости в радиальном направлении размещены стержни с добавлением абразива с большей зернистостью и повышенной твердости, которые образуют на периферии круга цилиндрической образующей форму замкнутой симметричной синусоиды с постоянной амплитудой или стержни образуют на периферии круга чередующиеся сектора, содержащие синусоиды с максимальной амплитудой в середине и затухающие к краям. Это способствует повышению качества обрабатываемой поверхности с высокой точностью геометрических форм и увеличению периода стойкости круга между переточками.The abrasive wheel is made with different grit size of the abrasive mass, while in the abrasive mass of one grit in the radial direction there are rods with the addition of abrasive with greater grit and increased hardness, which form a closed symmetrical sinusoid with a constant amplitude on the periphery of the circle or the rods form on the periphery circle alternating sectors containing sinusoids with a maximum amplitude in the middle and damping to the edges. This helps to improve the quality of the machined surface with high accuracy of geometric shapes and to increase the period of durability of the circle between regrindings.

Абразивный круг получают следующим образом. An abrasive wheel is prepared as follows.

Форму заполняют требуемой (основной) абразивной массой, предварительно спрессовывают формируя углубления по заданной кривой, развернув и открыв форму в углубления закладывают предварительно выполненные (опрессованые) стержни из абразива основной абразивной массы с добавлением абразива с большей зернистостью и повышенной твердости, далее заполняют форму основной абразивной массой, после чего спрессовывают и подвергают обжигу. При этом используются основная абразивная масса и абразивная масса стержней с одними связующими компонентами, что не нарушает прочностных характеристик абразивного круга.The mold is filled with the required (main) abrasive mass, pre-pressed to form depressions on a given curve, unfolding and opening the form, the pre-made (pressed) rods of the abrasive of the main abrasive mass with the addition of abrasive with a larger grain size and increased hardness are laid in the recesses, then the form is filled with the main abrasive mass, and then pressed and subjected to firing. In this case, the main abrasive mass and the abrasive mass of the rods with one binder components are used, which does not violate the strength characteristics of the abrasive wheel.

Абразивный круг устанавливается на валу шлифовального станка. Отличительная его особенность заключается в том, что при работе возникают микроудары и микровибрации, которые происходят при входе крупнозернистого и более твердого абразива в соприкосновение с деталью с постоянно меняющимися зонами контакта. За счет этого улучшается процесс резания, уменьшаются технологические остаточные напряжения, значительно уменьшается засаливание инструмента, особенно при обработке вязких труднообрабатываемых и повышенной твердости материалов. Это положительно влияет на улучшение точности геометрических форм, поскольку микроудары и микровибрации происходят в основном в зоне резания, а не между деталью и инструментом в целом. В результате существенно повышается производительность операции шлифования и снижается дисперсия показателей качества поверхностного слоя деталей, о чем свидетельствуют данные, полученные в производственных условиях при шлифовании образцов из сталей 12Х2Н4А и 20ХН2МА.The abrasive wheel is mounted on the shaft of the grinding machine. Its distinctive feature lies in the fact that during operation micro-impacts and micro-vibrations occur, which occur when a coarse-grained and harder abrasive comes into contact with a part with constantly changing contact zones. Due to this, the cutting process is improved, technological residual stresses are reduced, tool salting is significantly reduced, especially when processing viscous hard-to-work and increased hardness materials. This has a positive effect on improving the accuracy of geometric shapes, since microshocks and microvibrations occur mainly in the cutting zone, and not between the part and the tool as a whole. As a result, the productivity of the grinding operation is significantly increased and the dispersion of the quality indicators of the surface layer of parts is reduced, as evidenced by data obtained under industrial conditions when grinding samples from 12Kh2N4A and 20KhN2MA steels.

Таким образом, предложенный абразивный круг способствует улучшению качественных показателей поверхностного слоя (шероховатость, технологические остаточные напряжения, точность геометрической формы детали), существенно уменьшается количество прижогов на поверхности обработанной детали, увеличивается период стойкости круга между переточками за счет уменьшения его засаливания.Thus, the proposed abrasive wheel helps to improve the quality of the surface layer (roughness, technological residual stresses, the accuracy of the geometric shape of the part), the number of burns on the surface of the machined part is significantly reduced, the period of durability of the circle between regrind increases due to a decrease in its salting.

Дополнительно структура обработанной поверхности способствует удержанию и распределению смазки по обработанной поверхности детали за счет образовавшихся криволинейных микрокарманов синусоидальной формы заданной направленности, которая формируется посредством продольной подачи инструмента.Additionally, the structure of the machined surface contributes to the retention and distribution of lubricant over the machined surface of the part due to the formed curvilinear micro-pockets of a sinusoidal shape of a given direction, which is formed by means of the longitudinal feed of the tool.

Предлагаемая конструкция приемлема для кругов цилиндрической формы при шлифовании как плоских поверхностей на плоскошлифовальных станках см. фиг.1, также цилиндрических наружных и внутренних поверхностей на соответствующих станках, в основном для кругов большого типоразмера.The proposed design is acceptable for cylindrical circles when grinding as flat surfaces on surface grinding machines, see Fig. 1, as well as cylindrical outer and inner surfaces on the respective machines, mainly for wheels of large size.

Claims

An abrasive wheel made of an abrasive mass of different grit, characterized in that in the main abrasive mass of one grit in the radial direction there are rods made of an abrasive of the main abrasive mass with the addition of an abrasive of greater grit and increased hardness, while the rods are placed with the formation on the periphery of the circle the shape of a closed symmetric sinusoid with a constant amplitude or with the formation of a sinusoid shape with a maximum amplitude in the middle and decaying to the edges in alternating sectors .