АБРАЗИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ

Устройство относится к абразивным инструментам для шлифования, фрезерования и сверления.
Известна фреза, содержащая хвостовик и рабочую часть с радиусным закруглением в нижней части, причем рабочая часть имеет коническую форму, на которой выполнены режущие элементы, (см. Алексеев Г.А. и др. Конструирование инструмента. - М.:
Машиностроение, 1979, с.174-175, фиг.136 б).
В результате анализа конструкции фрезы необходимо отметить, что она не позволяет осуществлять обработку широкого спектра криволинейных поверхностей, то есть ее технологические возможности весьма ограничены. При переточке инструмент изменяет свои размеры и, кроме того, форму, что снижает точность и качество обработки и приводит к необходимости корректировать технологический процесс обработки. Известен инструмент для обработки криволинейных поверхностей, содержащий хвостовик и рабочую часть с режущими элементами. Рабочая часть выполнена криволинейной формы в виде тела вращения, причем криволинейная поверхность выполнена с переменной кривизной (SU1271680).
Наиболее близким аналогом является инструмент для обработки криволинейных поверхностей (RU2118251), который содержит хвостовик и рабочую часть с режущими элементами. Рабочая часть выполнена в виде тела вращения с профилированной образующей. Образующая содержит четыре сопряженных между собой участка с разными законами формирования профиля. На первом и третьем участках образующая выполнена в виде части окружности. На втором - в виде кривой переменной кривизны. На четвертом, расположенном со стороны хвостовика инструмента, образующая выполнена в виде прямой, расположенной под углом к оси вращения инструмента. Выбор определенных соотношений размеров рабочей части инструмента и нанесение различных по размеру абразивных зерен на отдельных участках позволяют расширить технологические возможности применения инструмента.
Недостатками известных решений является быстрая изнашиваемость абразивного покрытия и не достаточно эффективная интенсивность обработки.
Целью данной полезной модели является устранение недостатков известных решений.
Техническим результатом данной полезной модели является повышение износостойкости инструмента и повышение эффективности обработки им различных покрытий.
Указанный технический результат достигается за счет того, что абразивный инструмент для шлифования, в том числе алмазный, состоящий из держателя (хвостовика) и рабочей части, которая состоит из металлического внутреннего основания и абразивного зерна, расположенного на поверхности или по всему объему, отличающийся тем, что ось вращения рабочей части инструмента смещена относительно оси вращения держателя (хвостовика) на величину от 0,1 мм до значения, составляющего не более 10% (от диаметра головки рабочей части инструмента. В качестве абразивного зерна может быть использован алмаз (алмазное зерно).
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 показано конструктивное устройство инструмента (а - вид сбоку, 6 - вид с торца), где 1 -держатель (хвостовик), 2 - ось вращения держателя (хвостовика), 3 -рабочая часть, 4 - ось вращения рабочей части.
Сущность устройства
Вращающийся абразивный инструмент состоит из двух вращающихся частей: держателя (1) (хвостовик, оправка), который изготавливается из стали или другого прочного материала и имеет ось вращения, совпадающую с осью вращения патрона машины для обработки (дрели, станка и т.п.); рабочей части (3), которая состоит из металлического внутреннего основания и покрывающего его абразивного зерна на различную толщину (например, от 1 до 500 слоев алмаза).
Обычно, как и в известных решениях, рабочая часть инструмента (2) имеет ось вращения (4), которая совпадает с осью вращения (3) оси держателя (1).
Это способствует быстрой изнашиваемости абразивного покрытия, связанного в том, что поверхность инструмента забивается отходами шлифования, что затрудняет сам процесс и препятствует поступлению туда СОЖ, и недостаточно эффективной интенсивности обработки.
В ходе исследований бракованного инструмента выяснилось, что обработка некоторым инструментом, в котором ось вращения (4) рабочей части (2) не совпадает с осью вращения оси (3) держателя (1), гораздо эффективнее, чем обработка обычным инструментом, где оси совпадают.
Были проведены дополнительные испытания, в ходе которых исследовались характеристики инструментов с не совпадающими осями (3, 4) в зависимости от величины отклонения h осей друг от друга.
Дополнительные исследования показали, что в инструментах, в которых отклонение осей h (3, 4), составляло величину от 0,1 мм (в зависимости от типа и назначения инструмента при разных диаметрах головки рабочей части инструмента), до 10% от диаметра рабочей части наблюдается эффект повышенной эффективности обработки покрытий и повышается износостойкость инструмента. Поскольку головки рабочей части могут представлять собой как абразивные цилиндры небольшого диаметра, так и абразивные шлифовальные круги большого диаметра (вплоть до 185 мм) верхние пределы величины h исследовались исходя из процентного соотношения величины h к диаметру головки рабочей части.
Исследование шлифовальных инструментов различного диаметра и форм головок показало, что эффект повышенной эффективности обработки покрытий и износостойкости инструмента наблюдается при величине h не более 10% от диаметра головки рабочей части инструмента.
Большее отклонение осей (3, 4) - величины h (более 10% от диаметра головки рабочей части инструмента) инструмента снижает эффективность обработки инструментом от его повышенной вибрации.
Теоретическое обоснование указанного эффекта выражается в следующем.
Небольшая вибрация шлифовального инструмента от смещения осей (3, 4) формирует «эффект отбойного молотка», аналогичный тому, как действует сверло перфоратора при сверлении отверстий в бетоне, только не с изменяемой частотой и энергией удара, а с изменяемой частотой и энергией трения. Благодаря чему обработка поверхностей шлифовальным инструментом происходит быстрее, чем обработка обычным шлифовальным инструментом, в которых не наблюдается смещение осей (3, 4). Сравнить эффекты обработки обычным инструментом и заявленным можно по степени эффективности сверления отверстий в бетоне перфоратором и обычной дрелью. Это же сравнение можно применить при оценке износостойкости инструмента. Благодаря более быстрой обработки поверхностей только за счет изменяемой частоты и энергии трения абразива о поверхность, общее время износостойкости шлифовального инструмента повышается.