ШЛИФОВАЛЬНЫЙ КРУГ

Предлагаемая полезная модель относится к инструменту для металлообработки, а именно к конструкциям шлифовальных кругов для обработки ответственных металлических изделий, например, коренных и шатунных шеек коленчатых валов и других аналогичных изделий.
Известна конструкция шлифовальных кругов, содержащих абразивный материал в виде электрокорундов (нормального, белого, хромотитанистого) и карбида кремния (черного, зеленого), и которая широко используется в машиностроении от обдирочных до чистовых работ. (Абразивные материалы и инструменты. Каталог-справочник, НИИ информации по машиностроению, М., 1981 стр.14-17).
Недостатком известной конструкции шлифовальных кругов является невысокая прочность кромки круга (кромкостойкость).
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по совокупности признаков и достигаемому результату является шлифовальный круг, содержащий смесь из двух видов абразивных материалов, один из которых обладает большей твердостью, но меньшей прочностью (А.В.Гордеев, В.П.Бабиков, В.В.Иотов "Использование прогрессивного абразивного и алмазного инструмента в автомобилестроении". Обзорная информация, филиал НИИНАвтопрома, Тольятти, 1985, стр.6, 7, 45, 46).
В качестве абразивных материалов в известном шлифовальном круге используют один из указанных выше электрокорундов и карбид кремния, твердость зерен которого в 1,6-1,8 раза выше твердости зерен электрокорундов. Шлифовальные круги изготовляются на бакелитовой связке.
Использование шлифовальных кругов из смеси указанных абразивных материалов позволяет увеличить кромкостойкость, производительность и работоспособность круга по сравнению с кругом, содержащим только один из компонентов.
Однако, известные круги имеют существенные недостатки:
- используются только при черновой обработке изделия;
- бакелитовая связка в процессе резания вызывает прижоги обрабатываемой поверхности.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является возможность использования шлифовального круга для чистовой обработки ответственных металлический изделий, при которой необходима высокая прочность кромки, точность обрабатываемого изделия. высокое качество обрабатываемых поверхностей и, кроме этого, увеличение работоспособности шлифовального круга и производительности труда.
Указанная задача решается следующим образом:
Шлифовальный круг, содержащий два вида абразивных материалов, один из которых обладает большей твердостью, но меньшей прочностью, автор предлагает выполнить трехслойным так, что средний слой содержит абразивный материал меньшей твердости, а наружные слои - смесь обоих абразивных материалов, разница которых в твердости не превышает 10-20%. В качестве абразивных материалов используют электрокорунды нормальный и белый в пропорции 1:1, зернистостью 40-16 с керамической связкой или электрокорунд нормальный и хромотитанистый в пропорции 1:0,5 с той же зернистостью и связкой. Толщину наружных слоев круга выполнить равной 0,1-0,3 высоты круга.
Предлагаемый шлифовальный круг обладает повышенной кромкостойкостью, т.к. внешние его слои выполнены из смеси абразивных материалов, состав которых увеличивает прочность круга и, к тому же, с более прочной керамической связкой, что позволяет уменьшить прижоги обрабатываемой поверхности, улучшает работоспособность шлифовального круга, обеспечивает высокое качество обработанных поверхностей изделия и повышает производительность труда.
При проведении поиска по источникам патентной и научно-технической информации не было обнаружено решения, содержащего совокупность предлагаемых признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного решения критерию "новизна".
Промышленная применимость предлагаемого решения видна из описания.
На фиг.1 изображен общий вид предлагаемого круга.
Шлифовальный круг содержит два вида абразивных материалов разной твердости, скрепленных керамической связкой. В качестве одного абразивного материала с меньшей твердостью используется электрокорунд нормальный (микротвердость - 18,9-19,6 Гпа). В качестве второго абразивного материала используется также один из электрокорундов, но более твердый: белый (микротвердость - 19,3-20,9 Гпа) или хромотитанистый (микротвердость - 19,6-22,6 Гпа). Круг выполнен трехслойным. Средний 1 слой содержит абразивный материал с меньшей твердостью - электрокорунд нормальный, (намного дешевле), выбирается с целью рационального использования ресурсов.
Наружные 2 слои круга содержат смесь электрокорундов нормального и белого в пропорции 1:1 или нормального и хромотитанистого в пропорции 1:0,5. Толщина h наружных 2 слоев шлифовального круга составляет 0,1-0,3 его высоты Н.
В процессе шлифования наиболее нагруженным являются торцовые части шлифовального круга, поскольку именно они удаляют основной припуск. Поэтому, именно они должны иметь хорошую кромкостойкость, что определяет частоту правки круга, а следовательно, его стойкость и производительность труда.
Предлагаемый шлифовальный круг работает следующим образом:
Круг диаметром D устанавливают отверстием диаметром d на шпинделе станка (на рис. не показан), а обрабатываемое изделие на столе шлифовального станка (на рис. не показан). Шлифовальному кругу сообщают два движения - вращение вокруг оси и периодическое перемещение в глубину обрабатываемого изделия (поперечная подача), определяющее глубину резания. Обрабатываемому изделию сообщают также два движения - вращение вокруг оси и возвратно-поступательное перемещение вдоль оси (продольная подача) для удаления припуска. В результате указанных движений рабочая поверхность шлифовального круга вступает в контакт с обрабатываемой поверхностью изделия, и абразивными зернами, содержащимися на ней, осуществляет процесс резания. Под действием возникающей в процессе резания нагрузки и температуры абразивные зерна наружного 2 слоя постепенно изнашиваются и в первую очередь менее твердые зерна электрокорунда нормального. Это выражается в затуплении режущих
микрокромок зерен и их округлении. Возрастают силы резания и под их действием затупившиеся абразивные зерна должны вырываться из круга, нарушая его форму. Однако, в предлагаемом шлифовальном круге этого не происходит. Зерна более твердого, но менее прочного электрокорунда белого (или хромотитанистого) разрушаются первыми и, измельчаясь в работе, оказывают абразивное воздействие на менее твердые зерна электрокорунда нормального. Это способствует образованию новых режущих микрокромок и их самозатачиванию. В результате этого, зерна не вырываются из связки и продолжают работать, кромкостойкость круга повышается, и он не требует частой правки для восстановления своей исходной формы и режущей способности.
В таблице приведены примеры обработки изделий шлифовальным кругами с различными смесями абразивных материалов. Из таблицы видно, что предлагаемые шлифовальные круги (№2 и №4) обеспечивают наилучшие результаты по кромкостойкости, бесприжоговости и производительности обработки, характеризующих работоспособность круга.
№п/п
Абразивная смесь на керамической связке
Пропорция
Показатели работоспособности круга
Кромкостойкость
Бесприжоговость
Производительность
1
Электрокорунд нормальный и карбид кремния
1:1
Высокая
Неудовлетворительная
Низкая
2
Электрокорунды нормальный и белый
1:1
Повышенная
Хорошая
Повышенная
3
Электрокорунды нормальный и хромотитанический
1:1
Повышенная
Удовлетворительная
Повышенная
4
Электрокорунды нормальный и хромотитанически
1:0,5
Повышенная
Хорошая
Повышенная
Таким образом, предлагаемая конструкция шлифовального круга позволяет повысить качество обработки изделий за счет устранения явлений прижогов обработанной поверхности, повысить кромкостойкость круга за счет рационального выбора абразивных материалов и пропорций состава, повысить производительность труда за счет уменьшения числа правок шлифовального круга.