Шлифовальный инструмент

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<,11986771

«К .. (61) Дополнительное к авт. свмд-ву Р 631327 (22) Заявлено 280931 (21) 3342025/25-08 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Опубликовано 0701ВЗ- Бюллетень М1 ($g) М К т 3

В 24 0 17/OD

Государственный комитет

СССР по делам нэобретений и открытий (53) УДК 621.922..079(088.8) Дата опубликования описания 0701В3 (72) Авторы изобретения

В.P . Бахвалов и Е.A. Паненко (71) заявители (54) ШЛИФОВАЛЬНЫЙ ИНСТРУ 4ЕНТ

Изобретение относится к станкостроению и касается инструмента и оборудования для абразивно-алмазной обработки.

Известен шлифовальный инструмент, выполненный в виде оправки с комплектом абраэивоносных колец, сопряженных друг с другом скошенными торцами, образованными коническими поверхностями, при этом на одной из торцовых поверхностей каждого из сопрягаемых колец выполнен наружный конус, а на другой — внутренний. При этом оси конусов расположены в одной плоскости, проходящей через ось кольца, и отстоят на равном расстоянии от оси вращения инструмента (1).

Известный инструмент имеет высокую точность профиля, обеспеченную путем взаимного центрирования абразивных колец. При этом на наружной цилиндрической поверхности инструмента имеются замкнутые кольцевые линии, образованные пересечением скошенных конусных торцов колец и наружной поверхности колец, в параллельных плоскостях, не перпендикулярных оси вращения колец инструмента.

Однако в процессе работы рабочая поверхность колец изнашивается неравномерно. Наибольший износ происходит вблизи торцов колец эа счет более интенсивного выравнивания .абразивных зерен абраэивосодержаце-: го покрытия. При этом на рабочей наружной цилиндрической поверхности инструмента по кольцевым линиям в местах сопряжений колец образуются кольцевые канавки, расположенные в параллельных плоскостях, не перпендикулярных оси вращения инструмента.

Наличие на рабочей поверхности инструмента подобных канавок, расположенных под углом к направлению шлифования, приводит к возникновению при шлифовании осевых, циклических, знакопеременных нагрузок, величина и знак которых одинаковы и изменяются за период одного оборота инструмента.

Эти нагрузки, приложенные к торцам колец, расположенных в зоне обработки и участвующих в процессе шлифования, воздействуя на шпиндель станка, жестко соединенный с шлифовальным инструментом, приводят к повышенному износу подвижных сопрягаемых поверхностей шпиндельного узла, потере им точности, возникновению виб

986771 раций, усталостному трещинообразо- ванию и .разрушению металла шпинделя, т.е. к снижению долговечности шпиндельного узла станка.

Целью изобретения является ловышения стойкосТи инструмента путем исключения осевых ци лических: 5 нагрузок.

Цель достигается благодаря тому, .что в известном шлифовальном инструменте, выполненном в виде оправки с

:комплектом абразивных колец, сопряженных друг с другом скошенными торцами, образованными коническими поверхностями, оси которых отстоят на равном расстоянии от оси колец, причем на одной из торцовых поверхностей каждого из сопрягаемых колец выполнен наружный конус, а на другой внутренний, оси конусов расположены в плоскостях, проходящих через центр кольца, при этом двугранный угол 20 между этими плоскостями составляет от " до 180

Количество колец, участвующих в процессе шлифования, выражается уравнением и

180О 25 рО где pJo — двугранный угол между плоскостями (проходящими через центр кольца), в которых расположены оси конусов; — любое целое число, включая единицу.

Благодаря тому, что оси конусов отстоят на равной расстоянии от оси кольца, достигается точность центрирования колец друг относительно дру га, т.е. достигается высокая точность (прямолинейность образующей) рабочей поверхности инструмента. Благодаря же тому, что оси конусов расположены в разных плоскостях, 40 проходящих через ось кольца, замкнутые кольцевые линии сопрягаеиых колец, а следовательно, и замкнутые кольцевые канавки на наружной цилиндрической поверхности инструмента располагаются в плоскостях, не перпендикулярных к оси вращения инструмента и не параллельных между собой.

Непараллельность плоскостей, в которых расположены кольцевые канавки (непараллельность скошенных торцов колец) приводит к тому, что в каждый момент шлифования углы между направлением шлифования .(вектор скорости абразивных зерен инструмента) и входными кромками кольцевых канавок отличаются по величине и знаку. Так как именно угол между направлением шлифования и входной кромкой кольцевой канавки определяет величину, знак и направление осевой силы, воз- бо действующей на каждое кольцо, то подбором этого угла в сочетании с ко". личеством колец, участвующих в процессе шлифования без поперечной подачи, можно достичь того, что осевые Я усилия, воздействующие на кольца, будут уравновешены в объеме инструмента. При этом шпиндель станка не будет испытывать осевых, циклических, знакопеременных нагрузок, за счет чего увеличится его долговечность и долговечность шпиндельного узла в целом.

В случае, если двугранный угол между плоскостями (проходящими через ось кольца), в которых расположены оси конусов, равен 180, осевые циклические, энакопеременные нагрузки, воздействующие на инструмент, уравновешиваются в объеме одного кольца (так как они равны по величине и противоположны по знаку), и воздействие осевых знакопеременных нагрузок на шпиндельный узел исключается независимо от того, какое количество колец участвует в процессе шлифования без поперечной пода4и.

На фиг. 1 показан инструмент, общий вид; на фиг. 2 — вид,кольца с торца и взаимное расположение осей колец и конусов в плоскостй, перпендикулярной оси инструмента на фиг. 3 — сечение А-A на фиг. 2.

На корпусе 1 установлен упорный

2 и нажимной 3 фланцы, между которыми расположены абразивоносные кольца 4. Упорный фланец расположен в корпусе с возможностью поворота при помощи шпицевого соединения. Закрепление колец 4 производится гайкой 5.

На фиг. 2 показано образование скошенных торцов при помощи конусов с основанием 0 ис углом при вершине

2Ч, оси которых расположены на расстоянии е от оси вращения колец.

Угол т — угол наклона линии пересечения конуса и наружной цилиндрической поверхности d колец к плоскости, перпендикулярной оси 00 вращения колец.. При выполнении торцов колец, образованных конической поверхностью, скошенность торцов !у) образуется только в случае,.если ось конуса смещена относительно кольца, т.е. е ф О, а непараллельность плоскостей, в которых лежат замкнутые кольцевые линии пересечения конуса и наружной цилиндрической поверхности инструмента, образуется только в случае, если оси конусов расположены в разных проскостях, проходящих через ось кольца, т.е. угол р ф О.

Скошенные торцы удобно изготавливать на токарном станке точением.

При этом деталь (кольцо) вращается при изготовлении наружного конуса вокруг оси О О, а при изготовлении внутреннего конуса - вокруг оси

О О .

Инструмент работает. следующим образом.

986 771

При вращении шлифовальный инструмент абразивной поверхностью цилинд-< рических колец срезает слой обрабатываемого материала, который подается ,в зону резания механизмом подачи станка. 5

В процессе работы инструмента абразивная поверхность изнашивается.

При этои наибольший износ абразивного покрытия происходит у торцов колец по линиям пересечения конусних поверх-1О ностей скошенных торцов с наружной

° цилиндрической поверхностью инструмента. В связи с этим на рабочей цилиндрической поверхности инструмента возникают кольцевые канавки, расположенные в непараллельных плоскостях. В случае смещения плоскостей, в которых расположены оси конусов, на 180О, углы (gt между направлением резания и направлением соседних .1О канавок будут равны,по величине, но противоположны по знаку. При этом на разноименные торцы каждого кольца, будут действовать циклические осевые усилия, равные по величине, но проти- 5 воположные йо знаку, т.е. осевые нагрузки будут уравновешиваться в объеме каждого (одного) кольца и не будут действовать на шпиндель станка, который не будет испытывать ооевых, циклических, знакопеременных нагрузок. В результате долговечность шпиндельного узла повышается.

В случае, если плоский угол будет отличаться от 180О, осевые нагрузки, воздействующие на каждое кольцо со стороны кольцевых канавок (т.е. торцов колец), будут отличаться по величине и знаку. При этом осевые циклические нагрузки не будут урав4 новешиваться в объеме каждого отдель ного кольца.

Для того, чтобы осевые циклические нагрузки. полностью уравновесить в объеме инструмента, необходимо, чтобы в процессе шлифования участвовало определенное количество колец, определяемое уравнением1

180 и — ° k о где n — количество колец, участвующих в процессе шлифования;

- любое целое число, включая единицу.

Угол р нецелесообразно выполнять менее Зо °

Предлагаемое устройство по сравнению с инструментом известной конструкции обеспечивает повышение долговечности шпиндельного узла станка на 15-20%. Экономия от использования изобретения будет складываться за счет уменьшения простоев оборудования, связанных с профилактикой и ремонтом шпиндельного узла станка.

Формула изобретения

Шлифовальный инструмент по авт. св. 9 631327, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения стойкости инструмента путем устранения осевых циклических нагрузок, оси конусов расположены в плоскостях, проходящих через центр кольца и образующих между собой угол в диапазоне от 3 до 180

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 631327, кл. В 24 О 17/00, 20.07.76..

986771

Составитель Ю. Петухов

Редактор Н. Багирова Техред Ж.Кастелевич

Корректор М. ароии

Заказ 10406/24 Тирах< 793

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауиская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4