Алмазный фасонный прерывистый круг
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. Союз Советских
Социалистических
Республик (1)952564 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено24.10.80 (21) 2997571/25-08
151) М. Кл.
В 24 D 17/00 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий
Опубликовано 2308.82. Бюллетень ¹ 31
Дата опубликования описаиия230882 (53) УДК 621. 922. . 076 (088. 8) B.P. Кангун, М.Я. И (72) Авторы изобретения
Н.С эраилович, . Комиссар и М.A. Перерозин а
Всесоюзный научно-исследовательский и конс руктффаквтехнологический институт природных алмазо (71) Заявитель и инструмента (54) АЛМАЗНЫИ ФАСОНН61Й ПРЕРЫВИСТЫЙ
КРУГ
Изобретение относится к инструментальному производству и к сается конструкций алмазных фасонных прерывистых кругов, преимущественно для обработки различных хругких неметаллических материалов, и в частности кругов для декорирования иэделий иэ художественного стекла и хрус-. таля.
Известна конструкция прерывистого круга, у которого выступы и впадины выполняются переменной протяженности, а отношение протяженности выступа к следующей эа ней впадине постоянно 11) .
Пр таком исполнении несколько снижается температура резания, одна-. ко пременительно к. алмазным инстру ментам для обработки неметаллических материалов, поскольку алмазный инструмент изготавливается с помощью пресс-форм, выполнение выступов с переменной протяженностью резко увеличивает их номенклатуру и усложняет сборку кругов. Кроме того, при обра- 25 ботке неметаллов выполнение. выступов с переменной протяженностью не обеспечивает.достаточного эффекта, поскольку температурный фактор не является решающим при определении его про 30 тяженности. Для этой группы материалов критерием, ограничивающим выбор длины выступа, является вынос продуктов диспергирования из эоны резания.
Недостатком указанных прерывистых кругов применительно к обработке фасонных поверхностей является неравномерный износ и засаливание по профилю. Как правило, прорезка фасонных пазов в деталях из неметаллических материалов производится по сплошным поверхностям, т.е. весь объем материала канавки выбирается инструментом. При этом количество материала, удаляемого различными участкаяи круга неодинаково. Характер неравномерности"съема определяется формой канавки. Так, для кругов формы А2П наиболь ший съем материала приходится на вершину инструмента, а наименьший — на участки, прилегающие к торцу. Для кругов формы А6П, применяемых для закругления кромок листового стекла, наоборот, наибольший съем приходится на участки, прилегающие к торцам круга, а наименьший — на середину.
В результате неравномерности снимаемого материала круг засаливается также неравномерно, что вынуждает
952564 чистить абразивным инструментом наиболее нагруженные участки инструмента, а это, в свою очередь, приводит к неравномерному износу инструмента.
Целью изобретения является повышение производительности обработки и снижение расхода алмазов.
Поставленная цель достигается тем, что впадины по ширине рабочей части выполнены переменной протяженности, образующей выступы переменной )р протяженности, форма которых в каждом сечении определяется по формуме
Р ) X) 1 q+(u,, ) р, ; г фу" ь
Яи / (макс длина выступа в заданном сечении, уравнение профиля рабочей 20 поверхности круга; максимальный радиус круга, глубина резания, максимальная длина выступа; производная функции к(Х); значение )((X) в точке Х соответствующей максимальной длине выступа, значение производной „(Х) в той же точке Х1
B (x) где У(х) 1 мокс
Ь
R. (õ7
Р1
К1
9„ g мсяс
При этом для упрощения изготовления технологической оснастки (пуансо 35 нов ) криволинейные участки заменяются несколькими прямолинейными или радиусными максимально приближенными к криволинейным.
На фиг. 1 и 2 изображен сегмент 4р круга формы А2П, на фиг. 3 и 4 — сегмент круга А5П; на фиг. 5 и 6 — сегмент круга А6П, на фиг. 7 — сегмент круга формы А2П с несимметричным расположением боковых сторон, вид свер- 45 ху, пунктирной линией показана на видах сверху обычная конструкция сегментов.
Равномерная нагрузка на инструмент достигается в том случае, если обеспечивается постоянство сьема материала на елиницу рабочей поверхности.
Исходя из этого, получена указанная формула для круга, имеющего произвольную форму рабочей поверхности. Значение максимальной длины выступа (.
>5 выбирается исходя из особенностей обрабатываемого материала. Так, для обработки хрупких неметаллических материалов она определяется исходя из рациональных условий транспортировки шлама из зоны резания. Теоретические и экспериментальные исследования показали, что при обработке стекла, хрусталя максимальная длина выступа должна находиться в преде- 65 лах 4-6 мм кругов ф 100-150 мм и
5 — 15 мм для кругов ф 200-300 мм.
Значение величины впадины определяется из особенностей обрабатываемых материалов в соответствии с известными результатами. При обработке стекла, хрусталя рациональные значения протяженности впадины для кругов Р 100-150 мм находятся в интервале 2 — 4 мм, а для кругов ф 200300 — 4 — б мм. При обработке более прочных материалов типа керамик протя. женность паза может быть несколько увеличена и может составлять для кругов ф 100-150 мм 3 — 5 мм, а для кругов ф 200-300 мм - 5 — 7 мм.
Методика определения геометричесКих размеров выступа (сегмента) фасонных кругов с прерывистой режущей поверхностью состоит в следующем. Определяются размеры инструмента в соответствии с принятым оборудованием, а затем задаются размерами впа„-,и :ы и максимальной длины выступа ((). Уравнение профиля круга известно, исходя из геометрических размеров обрабатываемой детали задается и по указанной формуле определяются значения протяженности выступа в отдельных сечениях по ширине круга. В зависимости от сложности профнля круг разбивается по ширине на б — 20 сечений, для каждого из них Определяется протяженность рабочего участка, а затем полученные точки соединяют плавной кривой. Для упрощения изготовления пуансонов, которые формируют рабочие боковые поверхности, криволинейные участки заменяют либо рядом прямолинейных, либо радиусом, обеспечивающим максимальное приближение к расчетному значению протяженности. Расчетная протяженность может выполняться за счет симметричного относительно горизонтальной . оси расположения рабочей поверхности (фиг. 1 — б } и несимметричного (фиг. 7 ) . В этом случае один пуансон может быть плоским. На практике наибольшее распространение имеют фасонные круги форм А2П, А5П и А6П.
Уравнения профиля этих кругов просты и поэтому расчетные уравнения принимают простой вид.
Приведем для этих случаев частные уравнения для определения протяженности выступа по ширине.
Круг А2П имеет уравнение профиля к(")=Кмис-)(,производная которого
t7 (Õ) = -1, Максимальная протяженность выступа достигается на вершине профиля, т.е. Х=О, поэтому в этой точке
R„= R = k ° R = Ro = — 1. Тогда расК1= О = ЮС КС четная формула принимает вид
-Х мокс / (в = мокс
952564 где х — значение расстояния от рассчитываемого сечения до вершины круга.
Круг АбП имеет уравнение профиля
R(XpxII „-/Кзи, производная которогоК (xl=
Иаксимапьная протякенность5 вйступа достигается на торцах круга при х = — - . В з;сой точке к1 Я мокс - ° Rs = Rn(.)- —, . 1 огда расчетная формула принимает вид мокс- /(- < „, "» (o„-=,.ж "
10 -Х, -К (15
Круг А5П имеет уравнение профиля
R(x) =1(, - Г+4 Гх ха, где 1" — радиус закругления.
Производная этого уравнения R(X)= 20
X — Максимапьнан протянен—
r -x ность выступа достигается н точке
X=0, поэтому R„= R „„ R< — Q.
Расчетная формула принимает вид
25 мокс + " -х, г,ге t-r+xpr к:Ч -x
Для ряда профилей, в частности 30 для А2П, на торцах круга, а для АбП в середине круга расчетная протяженность выступа равна нулю. При этом не обеспечивается достаточная механическая прочность выступов. Поэто-35 му эти сечения следует выполнять протяженностью — — — от (, и участ4 ки шириной 2 — 3 мм от таких сечений соединять с расчетной кривой плавным переходом. 40
Крепление сегментов к корйусу круга может осуществляться любыми известными методами (механически, пайкой, заливкой и т. и.) Круги предлагаемой конструкции обеспечива.от сни- 45 жение расхода алмазов при изготовлении на 15 — 20Ъ.
Во ВНИИАЛМАЗе были проведены расчеты профиля выступа кругов A2tl Ф
250 мм с максимальной длиной профиля Ь = 5 мм для обработки пазов в хрустальных изделиях глубиной
4 мм. Протяженность впадины составля ла приблизительно 4 мм;, круг имел
80 сегментов. Сегменты выполнялись плоскими с постоянной протяженностью
55 (для сравнительных испытаний) и с переменной протяженностью в соответствии с расчетом по частной формуле.
Последние. на торцах имели протяженность 1, 2 — 1, 4 мм. Круги изго- 60 товлялись на связке N1 и имели зернистость АСВ63/50, причем на изготовление сегментов по предлагаемой конструкции ушло на 24% меньше алмазов.
Эксперименты проводились при обработке хрусталя на проход с частотой
n = 2800 об/мин при постоянном усилии прижима 5 кгс. Фиксировали падение производительности и удельный расход алмазов. Установлено, что пред лагаемые круги обеспечивают общий съем стекла для принятого уровня производительности 320-340 г, в то время как круги с постоянной протяженностью выступа обеспечили съем
240 — 260 г, при этом расход алмазов сократился на 15 — 20%, а продолжительность чистки — на 10 — 15t.
Применение кругов формы А2П и
АбП с прерывистой режущей поверхностью обеспечивает зкономический эффект не менее 150 тыс. руб.
Формула изобретения
Алмазный фасонный прерывистый круг, впадины которого образуют выступы одинаковой формы, о т л ич а ю шийся тем, что, е целью повышения производительности обработки и снижения расхода алмазов, впадины по ширине рабочей части выполнены переменной протяженности и образуют выступы переменной протяженности, форма которых определяется в каждом сечении по формуле
p(x) з дкЗ к тгт,,,т„ т ук - к . З З ь (ГЬ яа где 9(Х) = макс длина выступа в заданном сеЯ чении; к(Х) — уравнение профиля круга;
R (x) — производная функция 1<(><); значение R(X1 в точке Хл соответствующей максимальной длине выступа; э;начение производной Йл(Х) в л той же точке Х
Р.л
Рл= <> макс
К >p Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР <р 580108, кл. В 24 D 17/00, 1976. 952564 ФиаХ Фиа! Фиа2 Фиаб Фиа 3 Фиг.7 Составитель В. Воробьев Редактор И. Николайчук. Техред M.Tenep Корректор М. Шароши Заказ 6162/23 Тираж 886 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
