Способ очистки эльборового шлифовального круга



 

B24B537 - Станки, устройства или способы для шлифования или полирования (шлифование зубчатых колес B23F, винтовой резьбы B23G 1/36, путем электроэрозионной обработки B23H; путем пескоструйной обработки B24C, инструменты для шлифования, полирования и заточки B24D; полирующие составы C09G 1/00; абразивные материалы C09K 3/14; электролитическое травление или полирование C25F 3/00, устройства для шлифования уложенных рельсовых путей E01B 31/17); правка шлифующих поверхностей или придание им требуемого вида; подача шлифовальных, полировальных или притирочных материалов

Владельцы патента RU 2490112:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано на операциях эльборового шлифования заготовок из вязких, пластичных и адгезионно-активных материалов. К рабочей поверхности засаленного шлифовального круга прижимают инструмент для очистки в виде абразивного бруска. Абразивные зерна бруска удаляют налипы металла обрабатываемой заготовки с зерен круга, расположенных на различном расстоянии от условной наружной поверхности круга. Силу прижима бруска к кругу определяют по математической формуле с учетом размера осей эллипса, описанного около граней абразивного зерна шлифовального круга. В результате увеличивается производительность бездефектного шлифования путем форсирования режима обработки и увеличения периода стойкости шлифовального круга из эльбора, а также сокращается количество правок при обеспечении заданного качества шлифованных деталей. 1 табл.

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к обработке шлифованием, и может быть использовано при эльборовом шлифовании заготовок из материалов, обладающих высокой пластичностью, вязкостью и адгезионной активностью по отношению к шлифовальному кругу.

Известен способ очистки шлифовальных кругов, заключающийся в воздействии на рабочую поверхность вращающегося шлифовального круга эластичным инструментом, в качестве которого используют эластомер (а.с. 1775282 СССР, МКИ3 В24В 53/007. Способ чистки абразивных инструментов И.И.Кузнецов, №4847739/08; заявл. 03.05.90; опубл. 15.11.92, БИ №42).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится низкая эффективность удаления налипов металла с зерен шлифовального круга и большой размерный износ инструмента для очистки.

Известен способ очистки шлифовальных кругов, заключающийся в прижиме к рабочей поверхности вращающегося шлифовального круга абразивного бруска на эластичной связке (Патент 2185273 RU, МКИ В24В 53/007. Способ очистки шлифовальных кругов / Л.В. Худобин, А.Н. Унянин, Д.В. Тартас. №2000114938/02; заявл. 09.06.00, опубл. 20.07.02, БИ №20).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа очистки, относится невысокая эффективность удаления налипов металла с зерен круга.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности признаков является выбранный в качестве прототипа способ очистки шлифовального круга (Патент 2266189 RU, МКИ В24В 53/007. Способ очистки шлифовального круга / Л.В. Худобин, А.Н. Унянин. №2004116060/02; заявл. 25.05.04, опубл. 20.12.05, БИ №35), заключающийся в прижиме к рабочей поверхности вращающегося шлифовального круга абразивного бруска на эластичной связке, причем сила прижима определяется по математической зависимости.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа очистки, принятого за прототип, относится ограничение области применения способа очисткой шлифовальных кругов из традиционных абразивов (электрокорунда, карбида кремния), следовательно, невозможность применения способа при эльборовом шлифовании.

Сущность изобретения заключается в следующем. В период между правками круга при шлифовании заготовок из пластичных, вязких и адгезионно активных материалов его режущая способность нестабильна и постепенно снижается, что приводит к необходимости соответствующего снижения производительности бездефектного шлифования или (и) к ухудшению качества шлифованных деталей. Одним из путей повышения эффективности шлифования заготовок является очистка рабочей поверхности шлифовального круга. Очистка, осуществляемая несколько раз между правками круга, приводит к стабилизации режущей способности круга между правками, благодаря чему обеспечивается возможность увеличения производительности обработки и периода стойкости круга. Последнее, приводит к сокращению числа правок и экономии кругов, а также к улучшению качества шлифованных деталей.

Технический результат - увеличение производительности бездефектного шлифования путем форсирования режима обработки и (или) увеличения периода стойкости эльборового шлифовального круга и сокращения тем самым числа правок при обеспечении заданного качества шлифованных деталей.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что, как и в известном способе очистки, к рабочей поверхности вращающегося эльборового шлифовального круга периодически прижимается абразивный брусок, особенность при этом заключается в том, что сила прижима бруска к кругу определяется по математической зависимости

Q = τ s K з K y a н a 1 4 b 2 ( b 2 h и ) 2 z р H ,

где τs - напряжение сдвига при диспергировании зерном бруска налипа на зерне круга, Па;

ан - высота налипа, м;

Kз - коэффициент засаливания, равный отношению размера налипа к размеру площадки затупления на зерне эльборового круга;

zp - количество работающих зерен на единичной площадке рабочего слоя эльборового круга, 1/м2;

a, b - размеры осей эллипса, описанного около граней абразивного зерна круга, м;

Н - высота рабочей поверхности шлифовального круга, м;

hи - линейный износ абразивного зерна, м;

Ky - коэффициент, определяемый по формуле

K y = cos ( β + ϕ s ) sin β sin ϕ s ,

где β - угол сдвига при диспергировании материала налипа, град.;

φs - угол внутреннего трения, град.

Если сила, с которой брусок прижимают к кругу, окажется ниже значения, определяемого по вышеприведенной зависимости, то диспергирование материала налипов будет осуществляться недостаточно эффективно. Большая сила приведет к интенсивному изнашиванию и затуплению зерен круга и бруска, что снизит эффективность процесса шлифования.

Схематизируя взаимодействующие при очистке объекты, было принято, что контуры зерен из эльбора описываются эллипсоидами вращения, а абразивные зерна бруска из традиционного абразивного материала (электрокорунда) представили в виде усеченных пирамид с площадками затупления. Подобное представление широко используется при моделировании абразивных инструментов и процесса шлифования. Зерна бруска диспергируют налипы, образовавшиеся на площадках затупления зерен круга, расположенных на некотором расстоянии от вершины наиболее выступающего зерна. Приняли допущение, что физико-механические свойства материала налипа не отличаются от соответствующих свойств материала шлифуемой заготовки.

Для расчета силы прижима Q бруска к кругу в процессе очистки определили площадь налипов металла, удаляемых всеми режущими зернами бруска в плоскости, параллельной оси круга, предположив, что налипы образовались на площадках затупления зерен круга.

Площадь налипов в рассматриваемой плоскости

Fнн·Lн,

где ан - высота налипа, м;

Lн - суммарный размер налипов в плоскости, параллельной оси круга, м:

L н = y z р H ,

где zp - количество работающих зерен на единичной площадке рабочего слоя эльборового круга, 1/м2;

Н - высота круга, м;

y - размер площадки затупления на зерне эльборового круга, м.

Площадь f поперечного сечения эллипса, описанного около граней абразивного зерна круга:

f = π a 2 4 ( 1 4 b 2 ( b 2 h и ) 2 ) ,

где a, b - размеры осей эллипса, описанного около граней A3 круга, м;

hи - линейный износ АЗ, м.

Так как поперечным сечением двухосного эллипса является круг, то справедливо следующее выражение:

f = π y 2 4 ,

4 Отсюда размер площадки затупления y:

y = a 1 4 b 2 ( b 2 h и ) 2 .

Сила прижима бруска к кругу определится по зависимости:

Q=τs·Kз·Ky·Fн,

где τs - напряжение сдвига при диспергировании зерном бруска налипа на зерне круга, Па;

Fн - площадь налипов в плоскости, параллельной оси круга, м2;

Kз - коэффициент засаливания, равный отношению размера налипа к размеру площадки затупления зерна круга;

Ky - коэффициент.

Подставив в последнюю зависимость выражение для расчета Fн, получим выражение:

Q = τ s K з K y a н a 1 4 b 2 ( b 2 h и ) 2 z р H .

Расчет силы Q выполнили для очистки круга зернистости 125/100 с площадкой затупления размером н=0,053 мм бруском из электрокорунда зернистостью М10 (материал налипа сталь 12Х18Н10Т). Число работающих зерен, в зависимости от режима шлифования составило: zp=1,3…5,1 1/мм2. Высота круга и бруска для очистки Н=10·10-3 м. Напряжения сдвига при микрорезании налипов, τs=133 МПа. ан=2 мкм=2·10-6 м.

Среднее расчетное значение силы прижима для данных условий составляет Q=0,48 Н.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата.

При достижении определенной степени засаливания и затупления рабочей поверхности эльборового шлифовального круга, вращающегося с рабочей скоростью, к ней подводят и прижимают инструмент для очистки, выполненный в виде абразивного бруска. Абразивные зерна бруска удаляют налипы металла обрабатываемой заготовки с абразивных зерен шлифовального круга. За счет упругих свойств связки инструмента очищаются зерна круга, расположенные на удалении от условной наружной поверхности последнего. Использование оптимальной силы прижима бруска к рабочей поверхности круга позволяет осуществлять диспергирование налипов на зернах круга без образования на них площадок затупления. Очистка рабочей поверхности шлифовального круга обеспечивает повышение производительности шлифования при обеспечении заданного качества шлифованных деталей. Повышение производительности шлифования достигается за счет форсирования режима обработки и (или) увеличения периода стойкости шлифовального круга и сокращения тем самым числа правок.

Экспериментальные исследования провели при плоском маятниковом шлифовании заготовок из стали 12Х18Н10Т эльборовым кругом марки ЛО125/100СТ1Б1. Рабочая скорость круга составляла 35 м/с, скорость продольной подачи 10 м/мин, врезная подача 0,005 мм/дв. ход. В зону шлифования подавали 1%-ный раствор кальцинированной соды с расходом 10 дм3/мин. Рабочую поверхность круга очищали брусками из электрокорунда белого 25АМ10 ВМ1К20. Бруски прижимали к шлифовальному кругу 3 раза за период стойкости.

В качестве критерия оценки эффективности процесса шлифования использовали составляющие Py и Pz силы шлифования при обработке заготовок.

Результаты исследований представлены в таблице.

Сила прижима бруска к кругу Q, Н Составляющие силы шлифования, Н
Py Pz
0 28 22
0,3 19 15,5
0,5 17 12
1,5 19 13
3,0 24,5 17

Из полученных результатов следует, что если при очистке круга брусок прижимать к его рабочей поверхности с силой Q=0,5 Н, что близко к рассчитанной, равной Q=0,48 Н, то процесс шлифования характеризуется минимальным значением сил шлифования и, следовательно, меньшими теплонапряженностью и прижогообразованием. Если сила прижима отлична от значения, определенного по зависимости, то эффективность процесса шлифования ниже.

Способ очистки эльборового шлифовального круга, включающий прижим к рабочей поверхности вращающегося круга абразивного бруска, отличающийся тем, что силу прижима бруска к кругу определяют по зависимости:
Q = τ s K з K y a н a 1 4 b 2 ( b 2 h и ) 2 z р H
где τs - напряжение сдвига при диснергировании зерном бруска налипа на зерне круга, Па;
ан - высота налипа, м;
Kз - коэффициент засаливания, равный отношению размера налипа к размеру площадки затупления на зерне круга;
zp - количество работающих зерен на единичной площадке рабочего слоя эльборового круга, 1/м2;
a, b - размеры осей эллипса, описанного около граней абразивного зерна круга, м;
H - высота рабочей поверхности шлифовального круга, м;
hи - линейный износ абразивного зерна, м;
Ky - коэффициент, определяемый по формуле
K y = cos ( β + ϕ s ) sin β sin ϕ s
где β - угол сдвига при диспергировании материала налипа, град;
φs - угол внутреннего трения, град.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обработке поликристаллических алмазных пластин и изделий из них и может быть использовано для производства элементов микроэлектроники, оптики инфракрасного, видимого и рентгеновского диапазонов.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении или ремонте цилиндров ДВС, нагруженных осевыми моментами, в особенности при финишной обработке поверхностей трения гильз цилиндров.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) энергетических реакторов.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в строительной индустрии для высококачественной поверхностной обработки искусственного и природного камня, а также других хрупких и труднообрабатываемых материалов.
Изобретение относится к машиностроению, к конструкции приводных пластинчатых цепей и предназначено для использования преимущественно в качестве гибкого узла незамкнутых контуров силовой передачи вращения между двумя или несколькими валами механизмов и машин.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при шлифовании поверхностей с применением смазочно-охлаждающих жидкостей. .
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к обработке деталей машин резанием. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при шлифовании поверхностей с применением смазочно-охлаждающих жидкостей. .
Изобретение относится к составам текучих композиций, реагирующих на действие магнитного поля резким изменением их реологических свойств, и может найти применение в машиностроении, приборостроении, в частности, для финишной обработки оптических поверхностей в магнитном поле.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при отделочной обработке резанием плоских, цилиндрических и фасонных поверхностей изделий алмазно-абразивными брусками.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к обработке металлов резанием, и может быть использовано при изготовлении износостойкого режущего инструмента из керамики

Изобретение относится к области восстановления деталей и может быть использовано при ремонте цилиндра двухтактного двигателя внутреннего сгорания ПД-10М. Восстановление ведут методом внутреннего шлифования в два этапа на внутришлифовальном станке с последующим хонингованием из условия получения дополнительного ремонтного размера D=74,25 мм. На первом этапе осуществляют черновое шлифование, а на втором - чистовое шлифование. Приведены режимы обработки на упомянутых операциях шлифования и хонингования. В результате обеспечивается правильная геометрия восстанавливаемого цилиндра и сохраняются прочностные свойства его стенок.

Изобретение относится композиционным абразивам и может использоваться для полировки или финишной обработки металлических поверхностей в широком диапазоне. Изделие для обработки поверхности содержит органическую матрицу и связующее. Связующее включает продукт реакции блокированного полиуретанового преполимера и смеси ароматических аминов. Ароматические амины включают полиметиленполианилины, характеризующиеся функциональностью, равной или более 4. Изобретение позволяет осуществить обработку поверхности без загрязнений, увеличивает долговечность продукта и улучшает термическую стойкость.2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 пр.

Изобретение относится к области неразмерной ультразвуковой обработки в жидких средах и может быть использовано для удаления заусенцев с малогабаритных деталей преимущественно из легких сплавов и полимерных материалов, обладающих низким пределом прочности и модулем упругости. Детали погружают в технологическую жидкость, содержащую определенную концентрацию твердых частиц абразива. В объеме жидкости возбуждают ультразвуковые колебания. В качестве твердых частиц абразива используют кристаллы льда, которые непрерывно подают в технологическую жидкость в течение всего процесса обработки. Размеры кристаллов устанавливают равными 0,08-0,18 мм. В результате повышается эффективность и качество удаления заусенцев при исключении очистки деталей от абразива. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.
Изобретение относится к области спортивного инвентаря и может быть использовано при изготовлении и поддержании в рабочем состоянии коньков, в частности при механической заточке их лезвий. Способ включает предварительную заточку закрепленного в фиксирующем приспособлении лезвия инструментом со связанным абразивом и полирование рабочей поверхности лезвия вращающимся полировальником в виде кожаного полировального круга с использованием полировальной пасты. Последнюю равномерно наносят на прогретую рабочую поверхность лезвия. Полировальным кругом равномерно проводят по рабочей поверхности лезвия вдоль нее со скоростью от 1 до 2 см/сек вначале в одну сторону лезвия, а затем в другую. Количество проводок выбирают от двух до восьми в зависимости от материала лезвия. Скорость вращения полировального круга выбирают в пределах от 20 до 30 тыс. об/мин. В результате повышается эффективность заточки за счет упрочнения и улучшения однородности рабочей поверхности лезвия и увеличивается его период стойкости.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при шлифовании порошковых материалов высокой твердости абразивным инструментом на бесцентровых шлифовальных станках. Предварительно для абразивного инструмента определяют силу, приходящуюся на одно абразивное зерно. Устанавливают силу удержания режущих зерен связкой абразивного инструмента исходя из условия, что сила резания, приходящаяся на одно абразивное зерно, не превышает силу удержания режущего зерна связкой инструмента. Определяют максимально допустимую глубину шлифования в зависимости от параметров обрабатываемого высокотвердого порошкового материала, абразивного инструмента и режимов шлифования. Осуществляют обработку изделия напроход на глубину, не превышающую допустимую глубину шлифования. В результате повышаются качество обрабатываемой поверхности и стойкость абразивного инструмента за счет рационального сочетания параметров режима бесцентрового шлифования. 1 ил.
Группа изобретений относится к устройствам, в частности плунжерным парам и насосам-дозаторам на их основе, а также к изготовлению устройств и их частей, в частности к способу обработки цилиндрических поверхностей деталей из кристалла на основе α-модификации оксида алюминия, в частности лейкосапфира. Техническим результатом является увеличение ресурса эксплуатации плунжерных пар в составе насосов-дозаторов, в том числе дольше сохранять точность дозировки дозируемых жидкостей за счет снижения коэффициента трения трущихся поверхностей плунжерных пар. Предложены плунжерная пара и насос-дозатор на ее основе, содержащие, как минимум, одну наружную деталь из кристалла на основе α-модификации оксида алюминия, и, как минимум, одну внутреннюю деталь из кристалла на основе α-модификации оксида алюминия, предпочтительно монокристалла лейкосапфира, с шероховатостью контактирующих рабочих поверхностей Ra2÷5Å. Такая гладкая поверхность достигается предложенным способом обработки цилиндрических поверхностей деталей из кристалла на основе α-модификации оксида алюминия. Способ включает высверливание предварительных заготовок деталей из кристалла на основе α-модификации оксида алюминия при помощи алмазного инструмента, трехступенчатую механическую обработку поверхности алмазным инструментом в присутствии смазочно-охлаждающих жидкостей с последовательным убыванием величины зерна абразива до 125/100 и/или 100/80 мкм, снятие внутреннего напряжения в заготовках методом отжига в муфельной печи, обработку поверхности полумягким или мягким полировальным кругом или притиром с алмазным зерном 5/3 мкм и/или 1/0 мкм на часовом масле, трибохимическое полирование поверхности полировальным составом на основе коллоидного SiO2. 3 н. и 9 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при электрохимической обработке деталей шлифовальными кругами. Способ включает вращение шлифовального круга и поступательное перемещение обрабатываемой заготовки. Шлифовальный круг жестко закрепляют между двумя дисками из токопроводящего материала, которые подключают к отрицательному полюсу источника постоянного электрического тока и устанавливают с зазором относительно поверхности обрабатываемой заготовки, подключенной к положительному источнику постоянного электрического тока. Посредством штуцера осуществляют подачу электролита в упомянутый зазор между дисками и обрабатываемой заготовкой для электрохимического разупрочнения материала на участке обрабатываемой заготовки с последующим его удалением шлифовальным кругом. Улучшается качество обработанной поверхности, снижается удельный расход абразива. 1 ил.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при абразивной обработке деталей из вязких вентильных металлов, преимущественно алюминиевых сплавов. Способ включает предварительное изменение физико-химических свойств поверхностного слоя детали и осуществление ее обработки абразивным инструментом с глубиной резания, превышающей толщину предварительно измененного поверхностного слоя. Изменение физико-химических свойств поверхностного слоя детали осуществляют поляризацией в среде электролита с инициированием электрических разрядов на поверхности детали при напряжении источника тока выше 300В. В результате повышается производительность обработки.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для круглого шлифования длинных тонких круглых стержней методом однопроходного шлифования. Круглый стержень закрепляют в зажимном патроне передней бабки с вращением вокруг центральной оси. Круглый стержень протягивают для шлифования вдоль установленного стационарно вращающегося шлифовального диска. Предусмотрен люнет, находящийся в устойчивом продольном взаиморасположении относительно шлифовального диска. Люнет выполнен с возможностью самостоятельного приближения и самоцентрирования его кулачков, которые постоянно прилегают к области круглого стержня, уже подвергнутой однопроходному шлифованию. В результате обеспечивается шлифование с высокой точностью. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх