Шлифовальный круг

Полезная модель относится к области шлифования, а именно к производству инструмента из абразивных материалов, в частности к шлифовальным кругам. Шлифовальный круг предназначен для высокопроизводительного глубинного шлифования поверхностей ответственных деталей, в том числе из труднообрабатываемых материалов (закаленных конструкционных и инструментальных сталей, жаропрочных никелевых сплавов и т.д.).
Из уровня техники известен шлифовальный круг с тремя концентричными абразивными слоями с различными значениями зернистости, образующими неразъемное соединение [Патент JP 2016-150414, опубл. 22.08.2016].
Недостатком данного круга, в том числе технической проблемой, является то, что различия в зернистости абразивных слоев, делает круг непригодным для шлифования профиля зубчатых колес, так как зоны с различной зернистостью создают предпосылки к неравномерной шероховатости впадин, а также неоднородному состоянию поверхностного слоя при обработке с большой разновысотностью профиля инструмента.
Техническим результатом предлагаемой модели является обеспечение заданной шероховатости обработанных поверхностей, а также увеличение ресурса работы шлифовального круга, повышение размерной точности обработки, при отсутствии дефектов.
Поставленный технический результат достигается тем, что в шлифовальном круге, состоящем из трех концентричных абразивных слоев, образующих неразъемное соединение, абразивные слои состоят из зерен электрокорунда и смеси выгорающих и невыгорающих порообразователей на керамической связке, при этом слои имеют различные номера структуры.
Отличие в номерах структуры абразивных слоев круга обеспечивает оптимальные условия резания для каждого участка зоны обработки (лучшие стружкообразование, подвод СОЖ, унос продуктов резания) и, соответственно, меньшие тепловые нагрузки и меньшее количество дефектов шлифовочного характера при максимально возможной производительности съема материала кругом в целом.
Шлифовальный круг поясняется чертежами:
Фиг. 1 - схематично иллюстрирует продольный разрез шлифовального круга в соответствии с полезной моделью
Фиг. 2 - схематично иллюстрирует продольный разрез шлифовального круга для обработки конических зубчатых колес с круговым зубом в соответствии с вариантом осуществления полезной модели
Фиг. 3 - схематично иллюстрирует продольный разрез шлифовального круга, которому придан двусторонний профиль для обработки конических зубчатых колес с круговым зубом в соответствии с вариантом осуществления полезной модели.
Шлифовальный круг состоит из комбинации абразивных слоев, расположенных последовательно от центра к периферии (фиг. 1). Каждый из абразивных слоев 1, 2, 3 состоит из зерен электрокорунда и смеси выгорающих и невыгорающих порообразователей на керамической связке, при этом слои отличаются между собой номерами структуры. Применяемые частицы электрокорунда могут быть различных марок и модификаций, при этом все слои круга должны состоять из частиц материала одной марки и одинаковой зернистости. Выгорающий порообразователь может быть представлен молотыми фруктовыми косточками. Невыгорающий порообразователь может быть представлен полыми корундовыми, стеклянными или силикатными микросферами.
Для повышения разрывной скорости спекаемых кругов полезной модели, во избежание внутренних напряжений составы сырой абразивной массы рабочих слоев должны назначаться исходя из условий соблюдения химической совместимости, хорошей адгезии, близких значений ТКЛР спеченных слоев. Для оптимизации работы круга абразивные слои слои назначают с близкой между ними режущей способностью.
Вариант осуществления шлифовального круга, в соответствии с полезной моделью (фиг. 2), оптимизирован для обработки конических зубчатых колес с круговым зубом. Круг состоит из абразивных слоев 1, 2, и 3. Слой 2 обладает толщиной, охватывающей радиусы 4 скруглений профиля круга (фиг. 3). При этом слой 2 обладает меньшим номером структуры, чем у слоев 1 и 3. Рабочий слой 2 с меньшим номером структуры, при одинаковом объемном содержании связки, обладает большей твердостью, что приводит к повышенной размерной стойкости инструмента, вследствие отсутствия интенсивного выкрашивания на радиусах 4. В свою очередь, выкрашивание радиусов 4 перестает быть ограничивающим фактором при назначении режимов обработки при шлифовании высокопористым инструментом.
Шлифовальный круг работает следующим образом.
В процессе абразивной обработки слои шлифовального круга с большим номером структуры, за счет малого количества зерен и больших по размерам и по количеству пор, обеспечивают производительный съем материала и малую термодинамическую напряженность в зоне контакта круга и обрабатываемой заготовки с отсутствием дефектов. В свою очередь абразивные слои с несколько меньшим номером структуры, за счет большего количества зерен, способны повысить размерную стойкость критичных участков профиля шлифовального круга. Одинаковая зернистость всех слоев круга обеспечивает равномерную шероховатость обрабатываемых поверхностей. Использование в составе абразивных слоев комбинации зерен электрокорунда и смеси выгорающих и невыгорающих порообразователей на керамической связке позволяет шлифовать труднообрабатываемые материалы, которые применяются в ответственных конических зубчатых колесах, такие как закаленные легированные стали.
Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, отраженная в формуле полезной модели, обеспечивает получение заявленного технического результата -обеспечение заданной шероховатости обработанных поверхностей, а также увеличение ресурса работы шлифовального круга, повышение размерной точности обработки, при отсутствии дефектов.