Шлифовальный круг

 

Использование: выполнение операций круглого, наружного, внутреннего и плоского шлифования. Сущность изобретения: шлифовальный круг содержит соосные участки для чернового и чистового шлифования, причем чистовой участок расположен между черновыми. Участки имеют различные твердости и высоты, при этом отношение высот чистового и чернового участков обратно пропорционально отношению их твердости и больше или равно двум. 2 ил., 2 табл.

Изобретение относится к абразивным инструментам, в частности к шлифовальным кругам для выполнения операций круглого наружного, внутреннего и плоского шлифования. Известен шлифовальный круг, содержащий соосные участки повышенной прочности, расположенные вокруг посадочного отверстия и позволяющие осуществлять процесс высокоскоростного шлифования. Однако такой круг недостаточно универсален так как имеет постоянные характеристики рабочей части, зависящие от свойств обрабатываемого материала и требований к качеству шлифуемой поверхности, что значительно увеличивает номенклатуру применяемого инструмента. Наиболее близким по технологической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является шлифовальный круг состоящий по высоте из двух соосно установленных участков для чернового шлифования и расположенного между ними участка для чистового шлифования. Причем черновые участки имеют более высокую зернистость, но меньшую концентрацию абразивных зерен, чем чистовой участок. Остальные характеристики, в том числе и твердость, на всех участках одинаковы. Обладая повышенной универсальностью и режущей способностью в сравнении с кругами, имеющими постоянные характеристики рабочей части, указанный круг имеет недостаточную износостойкость, поскольку сочетание повышенной зернистости при меньшей концентрации абразивных частиц на черновых участках с одной стороны и одинаковой твердости на черновых и чистовом участке с другой, приводит к тому, что в момент касания детали кругом происходит вырывание крупных зерен на черновых участках, а затем и разрушение всей рабочей поверхности круга. При этом на обрабатываемых поверхностях повышается высота микронеровностей, появляются прижоги и микротрещины. Произвольная высота участков не позволяет оптимизировать эксплуатационные характеристики круга. Целью изобретения является повышение износостойкости круга и качества обработки. Поставленная цель достигается тем, что в шлифовальном круге, содержащем соосные участки для чернового и чистового участков, твердость черновых участков выше твердости чистового и определена неравенством Н₁/Н₂ ≥ 2, где Н₁ и Н₂ - соответственно твердости черновых и чистового участков, а высота чистового участка больше высоты чернового участка и определена неравенством В₂/В₁ ≥ 2, где В₂ и В₁ - соответственно высоты чистового и черновых участков. При этом все остальные характеристики черновых и чистового участков (зернистость, концентрация, связка, структура и т.д.) одинаковы и соответствуют обрабатываемому материалу. Повышенная твердость черновых участков круга, т.е. увеличенная способность связки сопротивляться выкрашиванию абразивных зерен с рабочей поверхности, позволяет повысить устойчивость режущих кромок круга к воздействию внешних нагрузок, т. е. износостойкость. Наличие в круге протяженного участка для чистовой обработки (B₂/B₁ ≥ 2) обеспечивает возможность снижения шероховатости поверхности обрабатываемой детали и позволяет исключить прижоги поверхности, возникающие в результате воздействия на нее чернового участка с повышенной твердостью. Уменьшение высоты чистового участка (или соответственно увеличение высоты черновых участков) увеличивает теплонапряженность процесса шлифования и ухудшает показатели качества. Получение шлифовального круга с необходимыми характеристиками достигается соответствующей технологией его изготовления, устанавливающей соотношение шлифовального материала и связки, давление прессования, температуру и длительность термической обработки. Для того, чтобы получить инструмент с участками различной твердости, но с одинаковыми прочими характеристиками, изменяют количество вводимой в тот или иной участок связки, увеличивая ее для повышения твердости и уменьшая для снижения твердости. На фиг. 1 и 2 изображены варианты исполнения предлагаемого круга, где 1 - участок (участки) повышенной твердости; 2 - участок пониженной твердости; В - высота круга; В₁ - высота участка с повышенной твердостью Н₁; В₂ - высота участка с пониженной твердостью Н₂. Проведены сравнительные испытания кругов прямого профиля ПП 250 х 30 х 70 мм, выполненных в соответствии с ГОСТ 2424-60, с известным (прототип). Круги по известному и предлагаемому техническим решениям имеют по три соосных участка, причем участок для чистового шлифования расположен между двумя участками для чернового шлифования. Характеристики испытанных кругов приведены в табл. 1. Испытания проводились на круглошлифовальном станке мод.3А160. Обрабатывались цилиндрические образцы из стали 9х2МФ НS > 90 pазмерами (диаметр х длина 50х200 мм. Исходная микротвердость Н_μ100 = 750. Режимы шлифования: Скорость вращения круга, м/с 35 Продольная подача, м/мин 0,5 Поперечная подача, мм/дв.ход 0,025 Правка производилась алмазозаменителем "Славутич". В качестве охлаждения использовался 1,5% раствор в воде СОЖ ЛР-1. В ходе испытаний оценивались следующие показатели: 1. Стойкость круга, лин.метры Определялась длиной шлифования до правки круга. 2. Шероховатость поверхности, R_а, мкм. 3. Микротвердость поверхностного слоя Н_μ100, наличие прижогов и микротрещин. Для измерения шероховатости использовался профилометр мод. "Суртроник-2" фирмы "Тейлор-Хобсон" (Англия). Микротвердость определялась прибором ПМТ-5 по методу "косого среза"; наличие прижогов и микротрещин - при помощи компаратора с увеличением до 24 раз. Для повышения достоверности результатов каждый из экспериментов повторялся не менее 3 раз. Результаты испытаний приведены в табл. 2. Анализ результатов испытаний показывает следующее: 1. Круг по предлагаемому изобретению в различных вариантах исполнения превосходит круг по известному техническому решению по показателю износостойкости в 1,3÷1,7 раза. 2. При оптимальном сочетании геометрических параметров и твердости чистовых и черновых участков Н₁/Н₂ = 2÷3 и В₂/В₁ = 2÷3 (круги 3б,в) повышается качество поверхности до R_а = 1,20 мкм, при этом микротвердость поверхностного слоя практически не меняется, прижоги и микротрещины отсутствуют. 3. При повышении твердости черновых участков (Н₁/Н₂ > 3), так же, как и при увеличении их высоты (В₂/В₁ < 2) качество поверхности и поверхностного слоя ухудшается (круги 3г,ж,з,и,к,м,н) хотя изменение шероховатости остается в пределах одного класса, а микротвердость снижается не более чем на 20 ед. H_μ .

Формула изобретения

ШЛИФОВАЛЬНЫЙ КРУГ, выполненный в виде соосно расположенных участков чернового шлифования и размещенного между ними участка чистового шлифования, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости круга и качества шлифования, соотношение твердостей чистового и черновых участков и соотношение высот этих участков определяется из условия H₁/H₂ ≥ 2 и B₂/B₂ ≥ 2,
где H₁ и H₂ - твердость участков чернового и чистового шлифования соответственно;
B₁ и B₂ - высота участков чернового и чистового шлифования соответственно.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 14-2002

Извещение опубликовано: 20.05.2002        

---