АБРАЗИВНЫЙ РЕМЕНЬ

Полезная модель относится к гибкому абразивному режущему инструменту и может быть использована в процессе механической обработки наружных поверхностей тел вращения при любом направлении относительного движения обрабатываемой детали, например, для обработки бандажа или ролика цементной печи, совместно со специальным шлифовальным станком.
Известна лента с абразивным покрытием [Пат. 2116186 РФ, МПК6 B24D 13/00, B24D 11/00, B24D 11/02. Лента с абразивным покрытием/ Бенедикт, Гарольд В. (US), Зимний, Диана Д. (US), Бэнжи, Донна В. (US); заявитель и патентообладатель Минесота Майнинг энд Мэнюфекчуринг Компани (US). - №94017857/02; заявл. 30.10.1992; опубл. 27.07.1998], состоящая из армированной основы с нанесенным на нее абразивным слоем, выполненной из отвержденного органического полимерного связующего материала, а в качестве армирующего материала она содержит волокнистый материал, при этом органический полимерный связующий материал и волокнистый армирующий материал в совокупности составляют гибкую композицию в виде бесконечной бесшовной ленты с параллельными боковыми кромками по всей ее длине, причем волокнистый армирующий материал состоит из множества различных несоединенных слоев и не выступает за пределы внутренней и внешней поверхностей ленты. Данная лента не обладает достаточной стойкостью для обработки поверхности бандажа цементной печи и не имеет поверхностей, способных предотвратить ее соскальзывание под действием поперечных сил.
Известен абразивный инструмент [Пат. 532517 SU, МПК2 B24D 11/00. Абразивный инструмент / Воронин А.А., Шевелев В.Г., Плюшкина Н.И. - №2186369/08; заявл. 22.08.1975; опубл. 25.10.1976, бюл. №39], выбранный в качестве прототипа, выполненный в виде абразивных элементов, закрепленных на бесконечной основе из синтетического материала посредством соединительного слоя.
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: абразивный ремень, выполненный в виде абразивных элементов, закрепленных на бесконечной основе из синтетического материала.
Недостатками прототипа являются недостаточная надежность абразивного инструмента и недостаточная производительность при шлифовании крупногабаритных поверхностей вращения.
Это связано с тем, что в прототипе абразивные бруски имеют длину равную ширине ленты и не обладают какой-либо податливостью, основа имеет плоскую внутреннюю поверхность, а ресурс абразивного слоя недостаточен для шлифования протяженных поверхностей со съемом значительного припуска.
Указанный недостаток связан с тем, что известный абразивный инструмент имеет недостаточный для снятия большого припуска с протяженных поверхностей ресурс абразивного слоя, не обладает достаточной гибкостью в поперечном направлении, и его конструкция не исключает возможности поперечного смещения (сползания), что приводит к необходимости частой смены инструмента и невозможности обеспечения стабильности технологических параметров в процессе обработки.
Сущность полезной модели заключается в том, что абразивный ремень, выполнен в виде абразивных элементов, закрепленных на бесконечной основе из синтетического материала посредством соединительного слоя, а бесконечная основа выполнена армированной и снабжена на внутренней поверхности прерывистым в продольном направлении направляющим элементом в виде центрального пояска, боковых поясков или поликлиновой поверхности, а многослойные абразивные элементы размещены равномерно вдоль наружной поверхности поперечными рядами, причем в соседних рядах абразивные элементы установлены в шахматном порядке и количество абразивных элементов в первом ряду - не менее пяти.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель является повышение производительности обработки и надежности абразивного ремня.
Поставленная задача решается за счет технического эффекта, выражающегося в обеспечении гибкости абразивного ремня в продольном и поперечном направлениях за счет прерывистого расположения абразивных элементов в поперечных рядах, в исключении смещения в поперечном направлении абразивного ремня во время рабочего цикла при любом взаимном расположении векторов скорости резания и подачи за счет направляющего элемента на внутренней поверхности бесконечной синтетической основы и в увеличении толщины абразивного слоя, разделенного на отдельные слои.
Решение поставленной задачи конструктивно обеспечивается тем, что бесконечная основа выполнена армированной и снабжена на внутренней поверхности прерывистым в продольном направлении направляющим элементом в виде центрального пояска, боковых поясков или поликлиновой поверхности, а многослойные абразивные элементы размещены равномерно вдоль наружной поверхности поперечными рядами, причем в соседних рядах абразивные элементы установлены в шахматном порядке и количество абразивных элементов в первом ряду - не менее пяти.
Наличие направляющего элемента в виде поясков или поликлиновой поверхности, обеспечивающих сопряжение абразивного ремня с ведущим шкивом, позволяет работать при любом взаимном направлении векторов скорости и подачи без соскальзывания, обеспечивая стабильность процесса резания. Прерывистость направляющего элемента в продольном направлении снижает «усталость» материала при многократных перегибах, сохраняя противосдвиговую способность, что в совокупности приводит к повышению надежности абразивного ремня.
Размещение абразивных элементов на бесконечной основе поперечными рядами вдоль ремня позволяет ему сохранять гибкость как в продольном так и в поперечном направлениях, повышая его циклическую износостойкость. Расположение абразивных элементов в соседних рядах в шахматном порядке обеспечивает надежность абразивного инструмента. Кроме того, при значительной глубине резания наличие разделительных канавок (зазоров) между соседними поперечными рядами способствует удалению стружки и отходов абразива из зоны резания, что в совокупности обеспечивает повышение производительности обработки, в частности крупногабаритной детали.
Утолщенные многослойные абразивные (режущие) элементы, расположенные на бесконечной основе, обладают эффектом самозатачивания, заключающимся в том, что после снижения абразивной способности изношенных зерен, они отрываются от абразивных элементов послойно. После этого новый слой абразива включается в работу, что дает возможность обеспечить стабильность технологических параметров процесса резания, сократить затраты времени на смену инструмента в процессе работы и, соответственно, обеспечить повышение производительности обработки крупногабаритной детали и надежности абразивного ремня.
Полезная модель поясняется графическим материалом.
На фиг. 1 изображен абразивный ремень, общий вид; на фиг. 2 - вид сверху; на фиг. 3 - изображен увеличенный вид на многослойные абразивные элементы абразивного ремня; на фиг. 4 изображен поперечный разрез абразивного ремня с направляющим элементов в виде поликлиновой поверхности; на фиг. 5 изображен поперечный разрез абразивного ремня с направляющим элементов в виде центрального пояска; на фиг. 6 изображен поперечный разрез абразивного ремня с направляющим элементов в виде боковых поясков; на фиг. 7 изображена схема прилегания разрезных абразивных элементов к цилиндрической обрабатываемой поверхности в процессе ее шлифовальной обработки.
Абразивный ремень выполнен в виде бесконечной армированной синтетической основы 1. Армирование производится синтетическим волокном для увеличения прочности на растяжение и жесткости основы абразивного ремня. На наружной поверхности основы 1 размещен соединительный слой 2, служащий для установки многослойных абразивных элементов 3. Абразивные элементы 3 изготавливают многослойными для придания эффекта самозатачивания, заключающегося в том, что после снижения абразивной способности изношенных зерен, они отрываются от абразивных элементов послойно. После этого новый слой абразива включается в работу, что дает возможность обеспечить стабильность технологических параметров процесса резания, сократить затраты времени на смену инструмента в процессе работы и, соответственно, получить повышенную производительность обработки крупногабаритной детали. Соединительный слой 2 связан с основой 1 одним из известных способов, например приклеиванием, приваркой, вулканизацией, с использованием заклепок или крючковых липучек. Многослойные абразивные элементы 3 (см. фиг. 2) размещены равномерно вдоль наружной поверхности поперечными рядами. Размещение многослойных абразивных элементов 3 на бесконечной основе 1 поперечными рядами вдоль абразивного ремня позволяет ему сохранять гибкость, как в продольном, так и в поперечном направлениях, повышая его циклическую износостойкость. Количество многослойных абразивных элементов 3 в ряду всегда должно быть равно простому числу. Минимальное число многослойных абразивных элементов 3 в ряду не должно быть меньше пяти. Так, например, в первом ряду их может быть пять, во втором семь, в третьем снова пять и т.п. Максимальное число элементов в ряду ограничивается шириной абразивного ремня и условиями прочности многослойных абразивных элементов 3. Расположение абразивных элементов 3 в соседних рядах в шахматном порядке обеспечивает надежность абразивного ремня. Кроме того, при значительной глубине резания наличие разделительных канавок (зазоров) между соседними поперечными рядами способствует удалению стружки и отходов абразива из зоны резания, что в совокупности обеспечивает повышение производительности обработки, например, крупногабаритной детали.
На внутренней поверхности синтетической бесконечной основы 1 размещен прерывистый в продольном направлении направляющий элемент 4, который может быть выполнен в виде поликлиновой поверхности (фиг. 3), центрального пояска (фиг. 4) или боковых поясков (фиг. 5). Такое исполнение направляющих элементов позволяет работать при любом взаимном направлении векторов скорости резания и подачи обрабатываемой поверхности 7 без соскальзывания абразивного ремня с ведущего 5 и натяжного 6 шкивов, обеспечивая стабильность процесса резания и, как следствие, повышает производительность шлифования.
Абразивный ремень монтируется и работает следующим образом.
Абразивный ремень устанавливается на ведущий шкив 5 (см. фиг. 1 и фиг. 7) шлифовального станка и натягивается с помощью натяжного шкива 6 (см. фиг. 1). При этом бесконечная основа 1 абразивного ремня должна иметь достаточное натяжение, чтобы не проскальзывать относительно ведущего шкива 5 при расчетных силах резания. Для обеспечения высокой жесткости абразивного ремня и прочности на растяжение бесконечная основа 1 изготавливается армированной, что также повышает надежность абразивного ремня.
Направляющий элемент 4 абразивного ремня при монтаже должен совпасть с направляющими элементами ведущего 5 и натяжного 6 шкивов шлифовального станка. Такое исполнение направляющих элементов позволяет работать при любом взаимном направлении векторов скорости резания и подачи без соскальзывания, обеспечивая стабильность процесса резания и, как следствие, повышает производительность шлифования.
В процессе работы абразивный ремень с помощью механизмов шлифовального станка приводится в движение и подводится к обрабатываемой поверхности 7 (см. фиг. 7) крупногабаритной детали своей рабочей поверхностью, состоящей из абразивных элементов 3, соединенных с основой посредством соединительного слоя 2, и врезается в обрабатываемую поверхность детали.
Основным направлением движения резания для данного абразивного ремня должно быть движение параллельно оси вращения крупногабаритной детали. При этом деталь должна непрерывно вращаться, обеспечивая движение поперечной подачи. Допускается изменение направления вектора скорости главного движения относительно оси вращения обрабатываемой детали для достижения лучших технологических показателей.
Изношенный абразив и стружка удаляются частично в стороны, а частично в канавки между многослойными абразивными элементами 3, а позже удаляются за счет сил инерции при прохождении мест контакта со шкивами 5 и 6 станка.
Изгиб абразивного ремня происходит преимущественно в зонах расположения канавок между абразивными элементами 3, тогда как сами многослойные абразивные элементы 3 практически не деформируются.
Также абразивный ремень обладает гибкостью в поперечном направлении за счет прерывистого расположения абразивных элементов 3 в поперечных рядах (фиг. 6). Это необходимо для повышения площади соприкосновения абразивного ремня с обрабатываемой поверхностью 7 и таким образом увеличения производительности работы.