Эластичный абразивный круг

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскня

Социалистических

Республик

<н963844 (61) Дополнительное к авт. свид-ву Р 774935 (22) Заявлено 25. 03. 81 (21) 3265645/25-08

Р М g э

В 24 0 13/00 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

С С С P. но делам изобретений н открытий

Опубликовано 07. 10.82, Бюллетень ¹ 37

Дата опубликования описания 07. 10. 82

f $3) УДК 621. 922. . 079 (088. 8 ) Ъ Б.И, Никулкин, В.М. Рогачев и В.И. Муцянко (72) Авторы изобретения

Северо-Западный заочный политехнический инстит7Т (71) Заявитель (54) ЭЛАСТИЧНЫЙ АБРАЗИВНЫЙ КРУГ

Изобретение относится к изготов-. лению абразивного инструмента.

По основному авт. св.. Р 774935 известен эластичный абразивный круг, содержащий корпус и несущую абра-. зивное покрытие эластичную основу с несквозными отверстиями переменного сечения, глубиной, равной 1/3-1,6, высоты круга на тбрцовых поверхностях, расположенными равномерно с окружным шагом в 1,5-3 раза меньшим

1 чем отношение максимально допустимой условиями прочности окружной скорости круга к частоте свободных изгибных колебаний круга на шпинделе, что позволяет повысить виброустойчивость процесса обработки за счет подавления автоколебаний, возникающих при шлифовании с частотой, близкой к низшей частоте свободных колебаний элементов упругой систеСПид 513.

Недостатком этого круга является малая эксплуатационная стабильность при использовании его на станках с различной степенью изношенности, осо бенно на станках, отличающихся по конструкции и параметрам упругой системы, а следовательно обладающих разными жесткостью и частотами свободных колебаний элементов упругой системы, а также при обработке деталей с неодинаковыми массой и жесткостью. Ограниченная область устойчивости, в которой имеет место эффективное подавление автоколебаний, а следовательно, и ограниченная область использования известного круга, объясняется тем, что возникающие в процессе шлифования параметрические колебания недостаточны по интенсивности и форме для подавления asтоколебаний с частотами в диапазоне, превышающем в 1,5 раза низшую частоту свободных изгибных колебаний шлифовального круга на шпинделе.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей шлифования за счет расширения области виб-. роустойчивости обработки и, тем самым, повышение стабильности эксплуатационного качества инструмента.

Эта цель достигается тем, что в .эластичной основе между периодически расположенными отверстиями с ок,ружным шагом 8= — - — где ч — максич

К мально допустимая условиями прочности окружная скорость круга; Р— частота свободных изгибных колебаний

963844 учитывая, что получим

+ — И о 1-и(и ) (4) Ю 51+1 Ь1+л и

Ю1„ 1 %1 ° и

45 Ча Ч fz %zygo "н 4- 4

60 круга на шпинделе, К - 1,5-3 - коэффициент обратной пропорциональности, выполнены дополнительные отверстия внутри периодически повторяющегося шага В с переменным угловым шагом Q, изменяющимся с постоянным соотношением шага смежных отверстий, равным - — = — (1 q.,) где

Ч I ф И

>й) и - натуральные числа.

Радиальное смещение ДЯ дополнительных отверстий от центра круга, пло

1цадь сечения и глубина отверстий Й могут изменяться в окружном направле-. нии по зависимости

На фиг. 1 изображен абразивный круг; на фиг. 2 - разрез A-A фиг.1; 20 на фиг. 3 - венец абразивного круга; на фиг. 4 - разрез Б-Б фиг. 3.

Эластичный абразивный круг содержит корпус 1 из твердого материала, например текстолита, и несущую аб- 25 разивное покрытие 2,эластичную осно« ву 3, например из резины с модулем упругости 10-90 кг/см . В эластичной основе выполнено М периодически повторяющихся отверстий переменного се- 30 чения, например конусных, с окружнймшагом,меньшим в 1,5-3 раза отношения максимально допустимой .Условиями прочности круга, окружной скорости Ч к частоте Р свободных изгиб- З ных колебаний круга на шпинделе. Окружному шагу 8 соответствует постоян2r(, ный угловой шаг Чд--- — . Внутри этого углового гага дополнительно вы- 4 полнены 2 -отверстий с переменным угловым шагом ф1, изменяющимся у смежных отверстий на величину где 1 = 1,2, °, -, + 1;

Ф>п — натуральные числа.

Величина каждого углового шага Р,ф,9z+ q может быть определена следующим образом.

Из (1) очевидно, что при Z дополнительных отверстиях соотношения уг.-1 ловых шагов

55 откуда .следуют равенства

1" =,1 %, а=1""з". и 4 =И а, 2= 1 +, М Ф = Ч, Чд=И юТь," ..Ч2, e(w 7,q» И Фу „(g ) Из (1 ) и (2 ) найдем, что

Угловой шаг ; -того дополнительного отверстия определяется выражением и z-(+q щ-и ч; - to() „ и ж м

Таким образом, по формулам (3 ) (4 ) и (5 ) может быть количественно определена величина любого углового шага дополнительного смежного отверс. тия.

Например, при Ми= 3 и и = 4 в эластичной основе выполнено шесть конусных отверстий с угловым шаroM 9 = 60 . Внутри этого углового шага выполнены дополнительные отверс- тия, расположенные согласно зависимости (1) с переменным угловым шаroM (см. фиг.1) y„= 25 19; = 19 43 и 14о53

Отверстия, расположенные с постоянным угловым шагом, смещены от периферии круга на постоянную ве(личину в диапазоне 3-6 мм. Радиальное смещение ЬК (см. фиг. 3) дополнительных отверстий выполнено пере менным и изменяется в окружном направлении на величину ЬК, связанную для смежных отверстий зависимостью Д„. И1

При этом b, R может изменяДК1„И ться в диапазоне от 2 до 10 мм.

Глубина 4 отверстий выполнена на

1/3-1/6 высоты круга и выбирается близкой к величине осевой подачи круга, например равна 1/3-1/6 высоты круга на оборот детали при круглом шлифовании. Глубина дополнительных отверстий может быть переменной и изменяться в окружном йаправлении у смежных отверстий с соответ.ствием +"= .. Например, у круга высотой Н = 32 мм, 41„+ 1 = 10,7; и.1= 8 и Ь1 = 6 мм.

Внутри углового шага ц между отверстиями с одинаковой площадью 5 сечения по торцам круга дополнитель ные отверстия могут быть выполнены с площадью сечения, изменяющейся в окружном направлении по зависимос963844 ти %Ь". " . Например, выполнены кои; нусные отверстия с диаметром по торцам круга Д; — 1 = 20,-8» = 15,5 и

d<+< = 10,8 мм.

Предлагаемое изобретение обеспечивает выполнение эластичной части круга с постоянным модулем упругости в средней части периферии круга и периодически изменяемой по амплитуде контактной жесткостью, например, до двух раз, в окружном направлении у торцов круга, а также переменной модуляцией контактной жесткости эластичной основы у смежных отверстий. В направлении оси круга ампли- 15

"туда модуляции контактной жесткости уменьшается до нуля в средней части круга. Изменение переменного углового шага Ч, между дополнитель-. (ными смежными отверстиями по зависи- 20, Lt1++4 и мости „. = — обеспечивает возможИ ность модуляций контактной жесткос-. ти эластичной основы 3 круга при обработке на нескольких гармониках. 25

При этом амплитуда модуляции каждой из гармоник может быть обеспечена желаемой величины либо за счет изменения радиального смещения hR от верстий с одинаковой площадью их сечения, либо за счет и зме нени я площади сечения 5 отверстий, либо путем изменения их глубины 9 на постоянную часть, связанную зависимос35

Ы1 «51+1+4+< М

В момент контакта обрабатываемого материала с участком круга, не имеющим в эластичной основе отверстий, происходят малая контактная деформация, интенсивный съем материала и повышение силы обработки, Во время контакта обрабатываемого материала 45 с участком круга с отверстием и пониженной жесткостью эластичной основы происходит отжим кромки пери-! ферии режущей поверхности и снижение интенсивности съема материала и 50 .уменьшение силы обработки.

При шлнфовании круга с окружной рабочей скоростью Чр, которая в

1,5 раза меньше скорости М, допуска. емой условиями прочности инструмен- 55 та, возникают переменные силы и параметрические колебания периферии участков круга с частотой te= и

6 с широким набором кратных частот

Г„.(и ., (= 1,2,3,... ), обусловленных 60 переменным угловым шагом Ч„ допол,:нительных отверстий в эластичной основе. ч

В связи с тем, что 5p, пара:метрические колебания на первой 65 гармонике, возникающие с частотой

Чо ц>=,. которая больше частоты Р сво2 ,бодных изгибных колебаний, подавляют автоколебания на первой гармонике, возникающие по мере затупления инструмента, за счет чего повышается устойчивость.

Существенное расширение области устойчивости и подавление автоколебаний при шлифовании эластичным кругом предложенной конструкции имеет место, когда = ч и частота Ш <5- р

1 параметрических колебаний на первой гармонике превышает до 1,5 раза частоту свободных изгибных колебаний круга на шпинделе. Последующее уменьшение шага С и повышение частоты щ параметрических колебаний на первой гармонике приводит к несущест-— венному расширению области устойчивости процесса обработки.

Выполнение дополнительных отверстий с переменным угловым шагом Ч1, 1 изменяемям по зависимости -ф-.-=—

1 между отверстиями с постоянным угловым шагом о, обусловливает параметрические колебания с широким набором кратных частот }" te. За счет этого, с одной стороны, уменьшается уровень параметрических колебаний на любой указанной частоте У„ Ю, а с другой стороны расширяется в несколько раз диапазон частот свободных

Изгибных колебаний, в котором наступает подавление автоколебаний на первой и последующих гармониках и повышается виброустойчивость при шлифовании деталей разных масс на станках разных конструкций, обладающих различными амплитудно-фазовыми частотныьж характеристиками элементов упругой системы станка, причем управление амплитудами параметрических колебаний с частотами ;tu по любому желаемому закону обеспечивается за счет радиального смещения

ЬК дополнительных отверстий с одинаковой площадью сечения или изменением глубины Ь отверстий, а та кже изменением площади 5 их сечения на постоянную часть, равную соотношению натуральных чисел лJи.

В отличие от известного эластич,ного шлифовального круга параметрические многочастотные колебания малой амплитуды, возникающие при обработке предложенным инструментом, повышают устойчивость за счет подавления автоколебаний в широком диапазоне частот на первой и последующих гармониках и расширяют технологические возможности обработки при одновременном улучшении качества обработацной поверхности и стойкости инструмента. Повышение эксплуата9б3844

Формула изобретения

1. Эластичный абразивный круг по авт. св. 9 774935, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения технологических воэможностей инструмента, в нем дополнительно выполнены несквозные отверстия с пере: менным угловым шагом Я, связанным для смежных отверстий зависимостью

25 ционного качества и расширение технологических возможностей обработки кругом предложенной конструкции подтверждается также его эксплуатационными испытаниями. В процессе шлифования предложенным инструментом не наблюдаются автоколебания при шлифовании деталей разной жесткости, уменьшается уровень параметрических колебаний, обусловленных переменностью контактной жесткости, и снижа- 10 ется шероховатость обработанной поверхности. Повышение режимов в 1,7 раза при обработке деталей разной жесткости не снижает стойкости абразивной ленты на круге. 15

9 +4 М +, где н и ю — натуральные и числа.

2. Круг по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что радиальное смещение дополнительных отверстий от центра круга выполнено переменным и изменяется в сйсружном направлении на величину 6R связанную для смежных отверстий зависимостью ьЦ «и ч-

3. Круг по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что площадь 5 сечения допрлнительных отверстий по торцам круга и их глубинаи выполнены переменными и изменяются в окружном направлении на величину, связанную для смежных отверстий зави- . симостью в+М Ь +4 N и

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

iV 774935, кл. В 24 Р 13/00, 1978.

963844

1 г

Составитель Л. Сергеева

Редактор Б. Федотов Техред A.À÷ Корректор Г. Решетник

Ю

Заказ 321/4 Тираж 886 Подписное

ЭНИИПИ 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