УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПРАВКИ ШЛИФОВАЛЬНОГО КРУГА

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к правке шлифовальных кругов, предназначенной для восстановления режущей способности шлифовальных кругов и придания им заданной геометрической формы.
Известно устройство для автоматической правки шлифовального круга,  содержащее держатель, закрепленный в держателе алмазный карандаш и средство подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону правки, связанный со средством подачи СОЖ стакан, расположенный между торцом держателя и карандашом [1].
Недостатком данного устройства является низкая производительность.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели решением, взятым за прототип, является устройство для правки шлифовального круга, содержащее держатель, закрепленный в держателе  винтом  алмазный карандаш, средство подачи смазочно-охлаждающей жидкости с трубопроводом  и стакан, связанный с трубопроводом [2].
Недостатком данного устройства также является низкая производительность.
Техническим результатом полезной модели является повышение производительности устройства.
Технический результат достигается тем, что устройство для правки шлифовального круга содержит держатель и закрепленный в держателе   алмазный карандаш, два линейных модуля шарико-винтовой передачи (ШВП), два шаговых двигателя, драйверы управления шаговыми двигателями,  микроконтроллер  управления драйверами шаговых  двигателей, при этом линейные модули ШВП связаны с шаговыми двигателями, соединенными с драйверами управления шаговыми двигателями, подключенными к микроконтроллеру  управления драйверами шаговых  двигателей.
Отличительной особенностью предлагаемого технического решения является то, что в устройство  для правки шлифовального круга введены два линейных модуля ШВП, два шаговых двигателя, драйверы управления шаговыми двигателями,  микроконтроллер  управления драйверами шаговых  двигателей, при этом линейные модули ШВП связаны с шаговыми двигателями, соединенными с драйверами управления шаговыми двигателями, подключенными к микроконтроллеру  управления драйверами шаговых  двигателей.
Сущность полезной модели поясняется чертежами: на фиг.1 показан общий вид устройства, на фиг.2 и 3 - схемы правки шлифовального круга.
Предлагаемая полезная модель содержит линейные модули ШВП 1,  шаговые двигатели 2, держатель алмазного карандаша 3 и закрепленный в держателе 3 алмазный карандаш 4 , драйверы 5  управления шаговыми двигателями, микроконтроллер 6 управления драйверами шаговых  двигателей.
Устройство работает с помощью платы управления с микроконтроллером 6  управления драйверами 5 шаговых  двигателей 2. В специальное программное обеспечение загружается управляющая программа. На микроконтроллер 6 через USB порт приходят команды с компьютера, он их обрабатывает и посылает сигнал на драйвер 5 управления шаговым двигателем 2. С помощью шагового двигателя 2 осуществляется перемещение алмазного карандаша  4, закрепленного в держателе 3, по линейным модулям ШВП 1 в заданном направлении, за счет чего осуществляется правка шлифовального круга и придание ему необходимой формы.
Внутреннее шлифование глубоких отверстий выполняют с продольной подачей.
Податливость технологической системы, в первую очередь системы круга, при работе может достигать десятков микрометров. Изменение взаимного расположения круга и заготовки и отклонение их осей от направления продольного перемещения существенно искажают зону контакта круга с заготовкой, и может привести к дефектам на заготовке, появлению нецилиндричности. Наличие перебега круга может вызвать локальный зарез, который может привести к существенному увеличению теплонапряженности процесса в момент реверса. При шлифовании с продольной подачей при малой жесткости технологической системы целесообразно работать коническими кругами, что доказывается последующими рассуждениями.
Для наглядности принято, что круг является легко прирабатываемым, его стойкость составляет несколько заготовок.
На фиг.2 -  положение приведенной цилиндрической поверхности легко прирабатываемого круга относительно заготовки.
а
R
.
, а
а
z
Круг после правки имеет цилиндрическую форму (фиг.2, ). Исходная шероховатость обрабатываемой поверхности -  В момент устойчивого врезания в заготовку (одиночные искры из под всей зоны контакта) нагрузка на круг по образующей распределена близко к равномерной (фиг.2, фиг.3, ).
Фигура 3 -  нагруженность круга по образующей в центре отверстия.
б,
б
При работе, по мере увеличения натяга в технологической системе  (фиг.2,  фиг.3, ) круг поворачивается относительно своего исходного состояния, трапецидальность распределения нагрузки смещается в сторону внутренней кромки круга. Логично предположить, что круг практически не изгибается от действующих на него сил. Его ось прямолинейна и перпендикулярна  торцу оправки, в которую опирается круг. Предельный угол разворота торца оправки с учетом приработки круга составляет  при этом
,
R
z
где - угол наклона образующей круга, возникающий при его приработки, радиан; - высота микронеровностей шлифуемой поверхности; - высота круга.
б,
б
В этот момент (фиг.2,  фиг.3, ) нагрузка по образующей круга распределена по треугольнику, с максимум на внутренней кромке круга. Дальнейшее увеличение нагрузки нецелесообразно, в противном случае консольная часть круга будет отходить от заготовки, и не будет участвовать в снятии припуска.
г,
г
При выхаживании натяг в технологической системе уменьшается, круг продолжает более  интенсивнее изнашиваться по внутренней кромке, приобретая большую конусообразность. При врезании во вторую заготовку (фиг.2,  фиг.3, ) большая нагрузка будет вероятнее всего приходиться на коническую часть конусообразного конуса. Перебег круга при шлифовании первой детали вероятнее всего будет большим в глубине отверстия, т.к. усредненная эпюра нагружения круга будет трапецией с максимумом нагрузки на внутренней кромке круга.
При последующем шлифовании второй и последующей заготовок усредненная эпюра нагружений будет выравниваться. Круг будет приобретать большую конусообразность.
R
z
Нетрудно заметить, что  по мере приработки разница в радиусах круга по торцам не должна превышать высоты шероховатости обрабатываемой поверхности . В противном случае во время цикла, какой – то из краев круга не будет участвовать в съеме припуска. Это ограничение предполагает весьма не эффективное использование круга цилиндрической формы. Его эффективность повышается при приработке. По-видимому, поэтому для внутреннего шлифования рекомендуются более мягкие круги. Кроме того, установилось мнение, что геометрическая точность при внутреннем шлифовании с продольной подачей достигается только длительным выхаживанием.
Предлагаемая полезная модель позволяет повысить производительность устройства.
Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР № 1548023 от 29.06.1988.
2. Патент РФ № 2100183 от 26.04.1996.