Устройство для шлифования

 

Изобретение может быть использовано на машиностроительных предприятиях для абразивной обработки заготовок. Устройство представляет собой два шлифовальных круга, имеющих корпуса, установленные на одной планшайбе. Корпуса выполнены из магнитострикционного материала соответственно с отрицательной и положительной магнитострикцией. На них соответственно нанесены крупнозернистый и мелкозернистый абразивные слои с непрерывной рабочей поверхностью. Для осуществления последовательной черновой и чистовой обработки магнитная система увеличивает диаметр одного корпуса и уменьшает другой, в результате чего обеспечивается непрерывный процесс резания и повышается качество обработки. 2 ил.

Изобретение относится к инструментам для обработки металлов и может быть использовано на предприятиях металлообрабатывающей промышленности для эффективной окончательной обработки заготовок абразивными кругами.

Известны устройства для шлифования, представляющие собой шлифовальные круги с расположенными по окружности чередующими секторами различной зернистости (см. а.с. N 595149, МКИ В 24 D 5/14. Шлифовальный крут /Ханукаев И.Н. ; а. с. N 608645; МКИ В 24 D 5/14. Шлифовальный инструмент /Аканович В.А. и др. ). В результате применения этих кругов улучшается качество обработанных заготовок или деталей. Однако в этом случае невозможно управление последовательностью участия в резании элементов с различной зернистостью.

Известен также шлифовальный круг, выполненный в виде корпуса с группами абразивонесущих элементов, установленных с чередованием их абразивной способности, и механизма синхронного радиального перемещения одной из групп этих элементов, причем абразивонесущие элементы, связанные с механизмом перемещения, выполнены эластичными, а круг снабжен вставками в виде упругих металлических пластин с выступами в средней части (размещенных с возможностью взаимодействия с механизмом перемещения, при этом края пластин шарнирно связаны с корпусом (см. а.с. СССР N 1553366, МКИ B 24 D 5/06. Шлифовальный круг / Кальченко В.И. Атрощенко А.Ф.). Описанный шлифовальный круг позволяет улучшить качество деталей и повысить производительность обработки путем проведения чистового шлифования и доводки последовательно одним и тем же кругом за один установ заготовки. К недостаткам этого инструмента следует отнести сложность его изготовления, а также трудности балансировки круга в сборе.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранное в качестве прототипа устройство для шлифования, представляющее собой комбинированный шлифовальный круг, включающий участки с крупнозернистыми абразивными слоями, закрепленными на корпусе круга, выполненного из материала, обладающего отрицательной магнитострикцией. В корпусе выполнены секторные вырезки, в которых установлены введенные в устройство вставки из материала, обладающего положительной магнитострикцией, несущие мелкозернистый абразивный слой (а.с. СССР N 1255414, МКИ B 24 D 5/06. Устройство для шлифования /Худобин Л.В. и др.).

У прототипа и заявляемого изобретения имеются следующие сходные существенные признаки: в обоих случаях крупнозернистый абразивный слой закреплен на корпусе, выполненном из материала, обладающего отрицательной магнитострикцией, а мелкозернистый абразивный слой закреплен на элементе, обладающем положительной магнитострикцией.

Недостатком прототипа является прерывистость рабочей поверхности круга, которая на завершающем этапе окончательного шлифования мелкозернистыми абразивными слоями приводит к ухудшению качественных показателей поверхности детали (возрастает волнистость и шероховатость).

Технический результат изобретения - повышение качества обработанных устройством для шлифования деталей за счет обеспечения непрерывности процесса резания.

Для достижения поставленного в заявляемом изобретении "Устройство для шлифования" технического результата крупнозернистый и мелкозернистый абразивные слои имеют непрерывную рабочую поверхность, причем крупнозернистый абразивный слой нанесен на корпус круга, обладающего отрицательной магнитострикцией, а мелкозернистый абразивный слой нанесен на корпус круга, обладающего положительной магнитострикцией. Оба круга установлены на одну планшайбу. Для реализации завершающих этапов рабочего цикла - чистового (тонкого) и окончательного шлифования (отделочной обработки) при намагничивании корпус шлифовального круга с крупнозернистым абразивным слоем уменьшает свои размеры в радиальном направлении, а корпус шлифовального круга с мелкозернистым абразивным слоем увеличивает свои размеры в радиальном направлении.

Между отличительными признаками и техническим результатом изобретения существует следующая причинно-следственная связь: крупнозернистые и мелкозернистые слои имеют непрерывную рабочую поверхность; тем самым на этапе окончательного шлифования устраняется прерывистость процесса резания, снижаются вибрации в технологической системе, повышается качество обработанных деталей.

По имеющимся у авторов сведениям совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения, неизвестна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

По мнению авторов, сущность заявляемого изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, так как из него не выявляется вышеуказанное влияние на получаемый технический результат - новое свойство объекта - совокупности признаков, которые отличают от прототипа заявляемое изобретение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "Изобретательский уровень".

Совокупность признаков, характеризующих сущность изобретения в принципе, может быть многократно использована при абразивной обработке заготовок с получением технического результата, заключающегося в повышении точности обработанных деталей, уменьшении шероховатости обработанных поверхностей, обуславливающего повышение качества обработанных комбинированным кругом деталей, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "Промышленная применимость".

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, на которых изображены: на фиг. 1 - общий вид устройства для шлифования, совмещенный с местным разрезом: на фиг. 2 - общий вид устройства при круглом наружном шлифовании заготовки мелкозернистым слоем с продольной подачей (V_к и V_д - соответственно окружные скорости кругов и заготовки; S_t - поперечная (радиальная) подача шлифовального круга; S₀ - продольная подача заготовки).

Устройство состоит из двух шлифовальных кругов 1 и 2 (фиг. 1), закрепленных на общей планшайбе, которая установлена на шпинделе 4. Шлифовальный круг 1 состоит из корпуса, выполненного из магнитострикционного материала, обладающего отрицательной магнитострикцией (например, из никеля), на периферии которого нанесен крупнозернистый абразивный слой 5. Корпус шлифовального круга 2, с нанесенным на его периферию мелкозернистым абразивным слоем 6, выполнен из магнитострикционного материала, обладающего положительной магнитострикцией (например, из пермендюра К 65). Магнитная система, служащая для намагничивания корпусов шлифовальных кругов 1 и 2, крепится неподвижно на шлифовальной бабке 7 и состоит из сердечника 8, выполненного из ферромагнитного материала, и намагничивающей катушки 9, изолированной от сердечника прокладкой 10.

Устройство работает следующим образом.

При съеме основной части припуска (припуска на чистовую обработку) шлифование осуществляется кругом 1 с крупнозернистым абразивным слоем 5 (фиг. 1) на режимах, соответствующих чистовому (тонкому) шлифованию. При этом рабочая поверхность шлифовального круга 2 с мелкозернистым слоем находится на некотором расстоянии от рабочей поверхности круга 1 и не касается обрабатываемой поверхности заготовки. После снятия основной части припуски вручную или по сигналу контролирующего размер шлифуемой поверхности устройства включается магнитная система, состоящая из сердечника и намагничивающей катушки 9, в результате чего диаметр корпуса шлифовального круга 1 из магнитострикционного материала с отрицательной магнитострикцией уменьшается, в то же время диаметр корпуса шлифовального круга 2, изготовленного из магнитострикционного материала с положительной магнитострикцией, увеличивается. В результате оставшаяся часть припуска заготовки 11 (фиг, 2) удаляется мелкозернистым слоем 6 с режимами, соответствующими завершающему этапу окончательного шлифования (отделочному шлифованию). Величина перемещения рабочих поверхностей кругов зависит от марки магнитострикционного материала и числа ампер-витков намагничивающей катушки. Например, при изготовлении корпуса круга 1 из никеля, а корпуса круга 2 из пермендюра К65, расстояние между рабочими поверхностями кругов ⊘ 300 мм Δ R (фиг. 2) может составить (0,008-0,012) мм. После окончания цикла шлифования магнитная система выключается, корпуса кругов 1 и 2 принимают первоначальные размеры.

Радиальная подача S_t шлифовального круга с мелкозернистым слоем может осуществляться либо от привода поперечных подач шлифовального станка, либо (микроподача) за счет изменения тока в намагничивающей катушке 9.

Использование устройства, состоящего из двух шлифовальных кругов с крупнозернистым и мелкозернистым абразивными слоями, позволяет устранить прерывистость процесса резания на этапе окончательной обработки, снизить вибрации в технологической системе и повысить качество обработанных деталей.

Формула изобретения

Устройство для шлифования, содержащее планшайбу, корпус, выполненный из материала с отрицательной магнитострикцией, крупнозернистый абразивный слой, нанесенный на периферийную поверхность корпуса, и мелкозернистый абразивный слой, отличающееся тем, что оно снабжено вторым корпусом, выполненным из материала с положительной магнитострикцией, а мелкозернистый абразивный слой нанесен на периферийную поверхность последнего, при этом оба корпуса установлены на планшайбе, а крупнозернистый и мелкозернистый абразивный слои имеют непрерывную рабочую поверхность.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2