Шлифовальный круг для скоростного шлифования

 

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в станках для скоростного шлифования . Цель изооретения - увеличение стойкости шлифовального инструмента. Шлифовальный круг центрируется по своей внутренней кольцевой поверхности . Для центрирования используются позиционеры. Для их установки в радиальном направлении служит установочный механизм, выполненный в виде передачи со скользящими клиньями. Привод установочного механизма для установки позиционеров осуществляется с помощью установочных винтов. Для предохранения позиционеров от проворачивания и от выпадания после снятия шлифовального круга 8 каждый позиционер снабжен на стороне, обращенной к торцовой поверхности, продольным пазом, в который входит цилиндрическая цапфа фиксирующего винта 21 3. п„ф-лы, 6 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ЕОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)S в 24 В 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К IlATEHTY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

l (2l) 4613877/08 ,(86) PCT/ЕР 87/00623 от 22.10,87 (22) 19.04.89 (31) Р 3635973.4 ° Р 3734834.5 (32) 22. 10.86; 14.10.87 (33) Ве (46) 15.06.92. Бюл. М 22 (71) Гюринг Аутоматион ГмбХ Унд Ко (ВЕ) (72) Клаус Диттманн (ВЕ) (53) 621.922.079(088.8) (56) Патент США У 2841929, кл. 51--168, 1958. (54) ШЛИфОВАЛЬНЦЙ КРУГ ДЛЯ CKÎP0CTH0"

ГО ШЛИФ08АНИЯ (57) Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в станках для скоростного шлифования. Цель иэооретения - увеличение. обретение относится к станко-строению, в частности к станкам для скоростного шлифования с использованием шлифовального круга с неиэме" няющимся по форме профилем, и может быть использовано для обработки из делий шлифованием.

Цель изобретения - увеличение стойкости шлифовального инструмента.

На фиг.3 изображен шпиндель с насаженным на него шлифовальным кругом, радиальный разрез; на фиг.2 - раз, рез А-А на фиг.1; на фиг.3 - узел I : нв фиг.l; на фиг.4 - шпиндель при, другом варианте выполнения шлифоваль" ь

5U„„1?41604 АЗ

2 стойкости шлифовального инструмента.

Шлишовальный круг центрируется по своей внутренней кольцевой поверхности. Для центрирования используются позиционеры. Для их установки в радиальном направлении служит устано" вочный механизм, выполненный. в виде передачи со скользящими клиньями.

Привод установочного механизма для установки позиционеров осуществляется с помощью установочных винтов. Для предохранения поэиционеров от прово" рачивания и от выпадания после снятия шлифовального круга 8 каждый позиционер снабжен на стороне, обращенной к торцовой поверхности, продольным пазом, в который входит цилиндрическая цапфа фиксирующего винта. 21 Э. п.ф-лы, б ил.

° и ного круга, разрез; на фиг.5 - пози4 ционер, используемый в варианте выполнения круга по фиг.4; на фиг.бто же, вид сбоку.

Шпиндель 1 шлифовального круга

С) имеет эажимной конус 2, на котором 4Ъ закреплен с помощью крепежной гайки

3, нааинченной на реаьооеой цалре 4, Фланец 5 елийоеального круга, инерций радиальный заплечик 6 для образова. ния плоской поверхности 7. Фланец 5 ° несет шлифовальный круг 8. Шлифовальный круг 8 образован металлическим корпусом, имеющим в области контура профиля рабочую поверхность 9 из бо174 разона, т.е. кубического нитрида бора (КНБ). Шлифовальный круг 8 имеет форму кольца прямоугольного сечения, причем к поверхности 9 из КНБ примыкают передняя 10 и задняя 11 радиальные поверхности.:, Внутренняя кольцевая поверхность 12 проходит в осевом направлении.

При вращении точно в плоскости оси или поверхности иэ КНБ шлифоваль" ный круг имеет плоскую поверхность

13, которая входит в раЬочий контакт . с плоской поверхностью 7, оЬраэованной радиальным заплечиком Ь. По плоским поверхностям 7 и 13 осуществляется совместное зажатие шлифовального круга 8 и фланца 5 и. тем самым приво" да шлифовального круга, Для использования в качестве зажимных средств служит большое число зажимных винтов 14. Стержень каждого зажимного винта 14 размещен с зазором в сквозном отверстии 15 шлифовального круга 8. Головка 16 каждого зажимного винта 14 расположена в углублении или в кольцевом пазу.lj u опирается через шайбу 18 на буртик .сквозного отверстия 15.

Для центрирования шлифовального круга 8 относительно шпинделя 1 предусмотрено центрирующее приспособление. Посредством этого приспособления шлифовальный круг 8 центрируется по своей внутренней кольцевой поверхности 12. Для этого внутренняя кольцевая поверхность 12 выполнена в виде опор" ной поверхности, на которую опирается

Ьольшое число позиционеров 19. Позиционеры 19 можно устанавливать в радиальном направлении, для чего слу" жит установочный механизм, выполненный в виде передачи со скользящими клиньями. Для этого каждый позиционер

19 имеет на своем радиальном внутреннем конце скошенную поверхность 20, которая опирается по всей площади на скошенную поверхность 21 нажимного болта 22. Позиционер 19 проходит в . радиальном направлении, в то время как нажимной болт 22 проходит в осевом направлении. Оси нажимного болта

22 и .позиционера 19 находятся в общих осевых плоскостях ЕА», так -что скошенные поверхности 20 и 21 расположены под углом 45 к соответствующей

I средней оси. I

Позиционеры 19 и нажимные болты

22 образованы предпочтительно ци1604

Лйндрическими штифтами, размещенными в отверстиях 23 и 24 с точной посадкой. Привод установочного механизма

5 для установки позиционеров 19 осуществляется с помощью установочных винтов 25, снабженных точной резьбой. Эти винты приводятся в действие, например, через внутреннее шестигранное углубление 26, выполненное в области кольцевого паза 27 в торцовой поверхности 28 .фланца 5.

Кольцевой паз 27 служит для размещения в нем балансировочного груза.

Перекрывающее кольцо 29 предотвращает попадание шлама в кольцевой паэ 27. Подобное перекрывающее кольцо может быть предусмотрено и в области головок 16 зажимных винтов 14, Для обеспечения радиального установочного или центровочного движения шлифовального круга 8 относительно фланца 5 предусмотрен между внутренней кольцевой поверхностью 12 шлифовального круга 8 и наружной кольцевой поверхностью 30 фланца 5 зазор 31, проходящий в осевом направлении (фиг.2), наименьшая ширина кото" рого составляет около 0,2. - 0,3 .мм.

Позиционеры 19 перекрывают зазор 31 так, что радиальная опора проходит исключительно через поэиционеры 19, Позиционеры 19 выполнены с цилиндрически формованными или шлифовальными радиально наружными концами, так что они прилегают по всей площади к внутреннему диаметру или к опорной поверхности 12.

Для предохранения позиционеров 19 от поворачивания и от выпадения после щ снятия шлифовального круга 8 каждый позиционер 19 снабжен на стороне, оЬращенной к торцовой поверхности 32, продольным пазом 33, в который входит цилиндрическая цапфа 34 фиксирующего винта 35.

Как указано выше, при использовании Ьыстродействующих шлифовальных . кругов, работающих с высокой скорос" тью вращения при относительно больщ шом наружном диаметре (выше 500 мм}, следует обратить особое внимание на то, чтобы Во время эксплуатации не создался новый дисбаланс. Дисбаланс, оказывающий отрицательное влияние на режим работы быстродействующих шлифовальных кругов, может создаться уже при осаждении шлифовального шлама в радиально наружных местах. Во избежание такого осаждения зазор 31 вы 1741604

S полнен на входе (фиг.3). На входе зазора 31 шлифовальный круг 8 снабжен пазом (кольцевой канавкой) 36, в.результате чего образуется выступ

37, с которого стекает образовавшаяся капля. С пазом 36 взаимодействует выполненный на фланце 5 каплеулавливающий паз 38 таким образом, что он может улавливать стекшую с выступа

37 каплю. Для. этого каплеулавливающий паз 38 смещен в осевом направле" . нии относительно паза 36, Каплеулавливаащий паз (канавка) 38 ограничен со стороны, обращенной к торцовой поверхности 28, кольцевой перемычкой

39, а с противоположной сторонынаружной кольцевой поверхностью 30.

Таким образовам, кольцевая перемычка

39 расположена перед передней ра-: диальной поверхностью 10 шлифоваль- . ного круга 8, благодаря чему стекший шлифовальный шлам, выбрасывается мимо шлифовального круга 8 наружу, как только шлифовальный круг 8 приводится во вращательное движение.

Как показано на фиг.3, наружная кольцевая поверхность 30 образована конусной поверхностью, которая образует с осью шлифовального круга угол наклона g/2 от 2 до 6, Эта конусная ь поверхность способствует тому, что при вращательном движении шлифоваль" ного круга находящийся в зазоре 3! шлифовальный шлам вытесняется в нап" равлении, показанном на фиг.3 стрелкой В, аксиально и радиально наружу, в результате чего зазор 31 динамичес" ки очищается.

Для обеспечения прилегания позиционеров 19 по всей площади к опорной поверхности 12 шлифовального круга 8 сперва вводят позиционеры 19 в отверстия 23 и фиксируют их с помо щью фиксирующих винтов 35 таким образом, что они выходят за границы внутреннего диаметра шлифовального круга 8, а затем фланец 5 насаживают вместе с позиционерами 19 на шпиндель шлйфовального круга. После этого позиционеры.19 отшлифовывают до наруж-. ного размера, соответствующего диамет-,. ру шлифовального круга 8. Опорную поверхность позиционеров 19 можно выполнить еще точнее в случае, если фиксацию с помощью фиксирующих винтов .

35 осуществляют только после жестко" го соединения позиционеров 19 с нажимными болтами 22. ъ

Для центрирования шлифовального круга 8 предусмотрены четыре установочных механизма, собранных из установочного винта 25 нажимного болта

22 и поэиционера 19 (показан только один такой механизм). По два таких механизма расположено диаметрально друг относительно друга в осевых

1О плоскостях ЕА . Осевые плоскости, в которых расположены упомянутые механизмы, проходят вертикально друг относительно друга.

Дополнительно к установочным механизмам,,служащим для центрирования шлифовального круга, предусмотрены блокирующие системы. Предпочтительно использовать двенадцать блокирующих систем с установочными механиэ20 мами, идентичными указанным. Эти блокирующие системы приводятся в действие после завершения процесса центрирования шлифовального круга, чтобы обеспечить дополнительное под25 пирание шлифовального круга в радиальном направлении. Блокирующие системы установлены таким образом, что позиционеры распределены равномерно по окружности на одинаковом

Зо угловом расстоянии.

При смене шлифовального круга 8 поступают следующим образом.

Сперва снимают перекрывающее кольцо 29, .а затем ослабляют уста35 новочные винты 25. После ослабления. зажимных винтов l4 шлифовальный круг

8 можно снять с фланца 5. Затем насаживают на фланец новый шлифовальный круг, который с помощью эажим40 ных винтов 14 слегка прижимают к плоской поверхности 7. Центрирование осуществляют с помощью стрелочного индикатора, который можно ввести -в контакт либо с покрытием поверхнос45 ти 9 иэ КНБ, либо с измерительным наконечником (не показан). Для этого четыре смещенных друг относительно друга на угол 90 установочных ме.ханизма приводят поочередно в дейст$0 вие до тех пор, пока радиальное биение при вращении не находится ниже границы допуска. После этого приводят в действие идентично выполненные установочные механизмы блокирующих сис55 тем в целях равномерного подпирания шлифовального круга в радиальном направлении. Сразу после этого затяги" вают зажимные винты 14 и насаживают

174 перекрывающее кольцо 29, а .также . перекрывающее кольцо, предусмотренное для зажимных винтов 14.

Возможны и другие варианты выпол- нения зажимного приспособления. Так, например, опорная поверхность 12 шлифовального круга может иметь иную форму, чем цилиндрическую. Можно предусмотреть многоугольные опорные поверхности, прилегающие с геометрическим замыканием к соразмерным наружным поверхностям позиционеров 19.

В случае выполнения поэиционеров в виде многоугольников необходимость в использовании фиксирующих винтов

35 отпадает.

С помощью указанного зажимного приспособления можно закрепить и шлифовальные круги, которые, в отли" чие от изображенного шлифовального круга, подходящего прежде всего для шлифования с врезанием, имеют иной контур.

На фиг.4 - 6 .показан другой вариант выполнения устройства шлифовального круга с улучшенным позицио" нированием аЬраэивных поверхностей. ..-., На шпинделе 40 шлифовального кру,Гй закреплен фланец 41, в расположенном -радиально участке которого .выпол:нено кольцевое углубление 42 для создания радиального заплечика 43, В этой области предусмотрена плоская поверхность 44 для прилегания.к неи плоской поверхности 45 шлифовального круга 46, насаженного на фланец 41,.

Шлифовальный круг 46 выполнен .так же, как в описанном примере, в виде относительно суженного в радиальном направлении кольцевого шлифовального круга с покрытием 47 иэ КНБ, образующим его режущую поверхность.

Для соединения шлифовального круга или,,соответственно, кольцевого шлифовального круга 46 с фланцем 41 без возможности вращения и перемещения в осевом направлении служит зажимное приспособление с большим числом зажимных винтов 48, проходящих в осевом направлении и предпочтительно распо-. ложенных по окружности на одинаковом расстоянии друг относительно друга.

Для стержня этих винтов предусмотрено в радиальном заплечике 43 реэьбовое отверстие 49, а в шлифовальном круге 46 - отверстие 50. Для головки

51 этих винтов предусмотрен кольцевой

1604 8 паз или опорный заплечик 52, к которому прилегает промежуточное кольцо

53.

В радиальном направлении кольцевой шлифовальный круг 46 опирается на: фланец 41 через четыре позиционера

54, расположенных на угловом расстоянии 90 друг относительно друга. По этой причине размеры кольцевого углубления 42 выбирают достаточно боль" шими, Для позиционеров 54, имеющих . согласно фиг.6 T-образное сечение, предусмотрены во фланце 41 затылованные пазы (канавки) 55, заканчивающиеся на поверхности 56. Дно 57 канавки проходит так, что оно образует с осью

58 шлифовального круга заданный угол наклона, Ю Перемычка 59 колодачного позицио" нера 54 снабжена,-на стороне, противоположной поверхности скольжения 60, поверхностью прилегания 61, которую можно ввести в контакт с цилиндри25 ческой опорной поверхностью 62 шлифовального круга 46. Для обеспече" ния плоскостного контакта позиционеров 54 с опорной поверхностью. 62 поверхность прилегания 61 каждого позиЗО ционера 54 образована участком боковой поверхности 62 цилиндра, который в основном равен цилиндру 63 (фиг,4), образующему поверхность 62 шлифовального круга, или который совпадает с этим цилиндРом. Ось цилиндра проходит по отношению к поверхности скольжения 60 под углом наклона .

В позиционере 54, в плоскости сим4 метрии 64 которого находится ось 58, . выполнены два радиально смещенных друг относительно друга отверстия.ступенчатое сквозное отверстие 65 и радиально вне перемычки 59 резьбовое

4 отверстие 66. Оба отверстия проходят параллельно по отношению к поверхности скольжения 60 своими осями, находящимися в плоскости симметрии 64.

Ступенчатое скозное отверстие 65 я, служит для размещения в нем установочного винта 67, головка 68 которого прилегает к буртику 69 отверстия 65 и стержень 70 которого проходит,через отверстие 65 с зазором, причем часть 71 стержня 70, снабженная реэь бой, входит в отверстие, 72 фланца 41, .снабженное соответствующей резьбой..

Таким образом, установочный винт 67 образует вместе с пазом 55 и позицио30

10

iS

17416 нером 54 ус1ановочныи механизм для . правки шлифовального круга 46 на фланце 41, закрепленном в станке.

Реэьбовое .отверстие 66 служит для размещения в нем соответствующего

5 винта 73, который может .прижиматься к поверхности 56 после завершения желаемой правки шлифовального круга

46 с помощью устаноаочных механизмов..

Таким образом, винты 73 служат взамен дополнительных позиционеров, предусмотренных в описанном примере.

Правка шлифовального круга 46 осуществляется указанным образом.

Для защиты рабочих поверхностей устройства шлифовального круга от вдифовальной стружки и/или охлаждающеte вещества предусмотрена перекрываюЩая плита 74, с помощью которой мож- 2р йо экранировать и тем самым защищать

Ьт воздействия окружающей среды всю торцовую сторону фланца 41, а также фгубления для размещения в них голо,Мк. 51 винтов. 25

Спаривание опорной поверхности 62 с поверхностью позиционера 54 можно

Варьировать таким образом, чтобы ббеспечить, например, линейный контакт.

Формула изобретения

1. Шлифовальный круг для. скоростного шлифования, установленный на шпинделе и выполненный в виде фланца и закрепленного на нем в осевом направлении посредством установленных с зазором зажимных элементов в виде винтов абразивного кольца из боразо" на или алмаза, расположенного концентрично относительно цилиндрической поверхности фланца и цилиндрической опорной поверхности и опирающегося на внутренний торец фланца, о т л ич а.ю шийся тем, что, с целью увеличения стойкости, круг снабжен расположенными между цилиндрической опорной поверхностью и внутренней. цилиндрической поверхностью абраэиво ного кольца под углом 90 относительно друг друга позиционерами, установленными концентрично относительно цилиндричеСкой поверхности фланца с возможностью центрирования абразив" ного кольца, посредством установочных узлов, расположенных с торцовой стороны фланца.

04 10

2, Шлифовальный круг по п.l, о тл и ч а ю шийся тем, что между опорной поверхностью. абразивного кольца и наружной поверхностью флан" ца образован зазор размером 0,20,3 мм.

3. Влифовальный круг по пп.1 - 2, о т л и ч а е шийся тем, что поверхность поэиционеров прилегает к опорной поверхности абразивного кольца. !

4. Шлифовальный круг по пп,i - 3, о т л и ч а ю щ и и с.я тем, что зажимные элементы расположены равно. мерно по окружности абразивного кольца и .утоплены относительно его торцовой поверхности, при этом круг снабжен установленной со стороны расположения зажимных, элементов перекрывающей пластиной.

5. Шлифовальный круг по пп. 1 - 4, о т л и ч à ю шийся тем, что каждый из установочных узлов выполнен в виде расположенного параллельно оси круга установочного винта, кинематически связанного с позиционером.

6. Шлифовальный круг по пп. 1

5, отличающийся тем, что каждый из позиционеров выполнен с радиально расположенным элементом с клиновой поверхностью.

7. Шлифовальный круг по пп, 1 - 6, отличающийся тем, что позиционеры расположены в углублениях, предусмотренных во фланце.

8. Шлифовальный круг по пп.1 отличающийся тем, что установочные винты размещены в коль" цевом пазу, предусмотренном на торце фланца.

9. Шлифовальный круг .по пп.l - 8, о т л и ч а ю щ и " c я тем, что он снабжен кольцевой пластиной, установленной со стороны расположения коль" цевого паза из условия его перекрытия .

10. Шлифовальный круг по пп.l

9, отличающийсятем, что он снабжен дополнительными позиционерами.

ll. Шлифовальный круг по пп.l

10, отличающийся тем, что на цилиндрической поверхности фланца и на обращенной к нему внутренней поверхности абразивного кольца в зоне, примыкающей к их наружным торцам, выполнены кольцевые канавки.

11

17

12. Шлифовальный круг по пп.1 F отличающийся тем, что абразивное кольцо смещено в осевом направлении из условия расположения его наружного торца над серединой кольцевой канавки фланца.

13. Шлифовальный .круг по .пп, 1. 12, отличающийся тем, что внутренняя цилиндрическая поверхность фланца выполнена конусной, вершина конуса обращена .к внутреннему торцу фланца, а, на противоположном торце .его предусмотрена острая Кольцевая, кромка, ограничивающая кольцевую канавку.

14. ШлифовальHblH круг по пп.1

13, отличающийся тем, что сопряженные друг с другом участки каждого иэ позиционеров и установочных винтов скошены под углом 45 . о I

15. Шлифовальный круг по пп.114, отличающийся тем, что он снабжен фиксирующими винтами, установленными во фланце и предназначенными для фиксации поэиционероа.

16. Шлифовальный круг no nn.1

° 1, отличающийся тем, что угол конуса поверхности фланца равен

1.7. Шлифовальный круг по пп. 1

16, отличающийся тем, что каждый из позиционеров выполнен в виде колодки Т"образного сечения, а на фланце выполнены пазы, в каждый

12

41604 из которых установлена укаэанная колодка.

18. Шлифовальный круг по пп.1

17, отличающийся тем, что дно каждого паза наклонено относительно оси круга.

19. Шлифовальный круг по пп. 1

18, отличающийся тем, что сопрягаемая с абразивным кольцом поверхность поэиционера выполнена ци« линдрической с радиусом,.равным радиусу сопряженной с ним поверхности абразивного кольца.

20. Шлифовальный круг no nn. 1

19, о т л и ч а.ю щ и H с. я тем, что ось каждого иэ фиксирующих винтов наклонена относительно оси круга."

2 I. Шлифовальный-круг по пп. 1" 2O 20, отличающийся тем,. что в каждом из позиционеров дополнитель" но выполнено резьбовое отверстие к круг снабжен упорными винтами, установленными в укаэанных отверстиях и

2$ предназначенными для взаимодействия с опорной поверхностью фланца, пред. усмотренной в круге.

22. Шлифовальный круг по пп. 1

21, о т л и .ч а ю шийся тем, что

Зя перекрывающая пластина установлена из условия перекрытия зажимных элементов и позиционеров.

Приоритет по приз" на кам:

З 22.10.86 по пп. 1 - f6;

14.10.87 по пп. 17 - 22.

1741604

1742604

Pb 5

Редактор И.Циткина

Фиг t

Составитель В.Воробьев

Техред И.Иоргентал Корректор Э.Лончакова

Ф ° Ф е ае ев еевеюеюееевв

Тираж Подписное комитета по иэобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

Москва, Ж-35, Рауиская наб., д. 4/5

3аказ 20Ц4

ВНИИПИ Государственного

113035, Ю ФО

Проивводственно-издательский комбинат "Патент", г.узиород, ул. Гагарина, 101