ШЛИФОВАЛЬНЫЙ КРУГ

Полезная модель относится к области механической обработки и может быть использована в конструкциях виброустойчивых сборных шлифовальных кругов, применяемых при торцовом шлифовании в адаптивных технологических системах, в особенности при абразивной обработке хрупких, металлических и неметаллических материалов (термически и деформационно-упрочненных металлических конструкционных материалов, а также неорганического стекла, керамики, полупроводниковых материалов и других).
Известен сборный шлифовальный круг, оснащенный однокаскадным виброгасителем, на монолитный корпус которого через упругий элемент, выполненный в виде эластичной кольцевой прокладки, установлены шлифовальные сегменты, которые образуют прерывистый режущий слой [1].
Недостатком конструкции известного шлифовального круга является то, что эластичная прокладка, являясь элементом крепления сегментной рабочей части инструмента, в процессе шлифования контактирует с обрабатываемой поверхностью. Результатом этого является дополнительный нагрев и термоизоляция зоны шлифования, вызывающая локальный перегрев контактирующих поверхностей обрабатываемой заготовки и инструмента. Заполнение материалом эластичной прокладки пространства между шлифовальными сегментами ухудшает условия охлаждения и смазки в зоне шлифования и затрудняет выход из нее продуктов обработки. При этом колебательное поведение механической системы такого инструмента определяется жесткостью упругого элемента. Чем она меньше, тем меньше значение резонансной частоты, тем ниже значения скоростей шлифования, при которых наступает резонансное состояние инструмента, характеризуемое его катастрофическим взаимодействием с поверхностью заготовки. Кроме того, в шлифовальном круге такой конструкции материал эластичной прокладки может иметь лишь ограниченную эластичность также и потому, что должен обладать необходимой жесткостью и прочностью для закрепления шлифовальных сегментов. Указанные особенности однокаскадной виброгасящей системы являются причиной конструктивного завышения жесткости упругого элемента, снижения эффективности амортизации и снижения качества поверхности. Ограничения по скорости шлифования являются причиной снижения производительности обработки.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому решению является сборный шлифовальный круг, металлический корпус которого имеет тарельчатую форму и является упругим элементом. К корпусу через массивное кольцо, присоединена плоская металлическая пружина с закрепленными на ней шлифовальными сегментами, которые образуют прерывистый режущий слой. 2,3].
Используемый в данном случае, упругий подвес шлифовальных сегментов выполнен по схеме двухкаскадного виброгасителя, имеющего в составе своей конструкции два упругих элемента и промежуточную массу. Такой виброгаситель
может быть настроен путем подбора соотношения жесткостей упругих элементов и массы кольца на безрезонансный режим работы инструмента, используемого при высоких скоростях шлифования.
К недостаткам такого инструмента следует отнести низкую способность к перенастройке колебательного поведения его виброгасящей системы, из-за отсутствия в конструкции силового элемента, изменяющего упругие свойства одного из упругих элементов, например, при изменении геометрических параметров инструмента в результате износа его рабочей части, изменении температурных и силовых параметров процесса шлифования, при изменениях свойств смазывающе-охлаждающего технологического средства и других эксплуатационных изменениях технологический системы непосредственно в процессе обработки.
Цель заявленной полезной модели - повышение качества шлифуемой поверхности.
Предложенный шлифовальный круг состоит из металлического корпуса тарельчатой формы, со встроенным силовым элементом, в данном случае электромагнитным, присоединенной к корпусу, через массивное ферромагнитное кольцо, плоской металлической пружины с закрепленными на ней шлифовальными сегментами, которые образуют прерывистый режущий слой.
Согласно заявленному решению шлифовальный круг, оснащенный двухкаскадным виброгасителем, отличается тем, что к одному из упругих элементов присоеденен силовой электромагнитный элемент, что дает упругому элементу способность изменять свою упругую характеристику.
Это позволяет обеспечивать точную настройку виброгасящей системы инструмента непосредственно в процессе шлифования и эффективно гасить возникающие колебания. Это позволяет также при смене технологических условий (параметров режима шлифования, марки обрабатываемого материала, СОЖ и других) изменять в определенных пределах параметры настройки виброгасителя. Указанные возможности предложенного шлифовального круга позволяют повысить качество обработки.
Сущность полезной модели поясняется чертежом. На фиг.1 показан предпочтительный вариант реализации заявленного шлифовального круга.
Шлифовальный круг состоит из: металлического корпуса тарельчатой формы 1 со встроенным электромагнитным силовым элементом 6, присоединенной к корпусу через массивное ферромагнитное кольцо 5 плоской металлической пружины 2, закрепленными на ней шлифовальными сегментами 3. Изготовление деталей шлифовального круга и их соединение не требует использования сложных технологических процессов. Для случая заявленной полезной модели составные части шлифовального круга закреплены резьбовыми крепежными элементами 4, а шлифовальные сегменты 3 припаяны к плоской пружине 2.
Обеспечение безрезонансного режима работы инструмента, осуществляется путем регулировки в процессе обработки суммарной жесткости металлического корпуса тарельчатой формы 1, за счет изменения силы взаимодействия между электромагнитным силовым элементом 6 и массивным ферромагнитным кольцом 5,
которое происходит в результате изменения напряжения электротока, подаваемого на обмотку электромагнитного силового элемента 6.
Заявленный шлифовальный круг предназначен для обработки плоских поверхностей. Шлифовальный круг через монтажное отверстие в корпусе закрепляется на шпинделе станка. Удаление припуска с обрабатываемой поверхности осуществляется в результате контакта шлифовальных сегментов с обрабатываемой поверхностью при вращении и при продольной или круговой подаче заготовки в направлении перпендикулярном оси вращения шлифовального круга при приложении к нему постоянной или плавно изменяющейся статической нагрузки в направлении оси вращения.
Шлифовальный круг особенно эффективно может использоваться при проведении предварительного шлифования хрупких материалов различной номенклатуры в технологических условиях, при которых обеспечивается постоянный контакт всей рабочей поверхности круга с поверхностью обрабатываемой заготовки или группы заготовок.
Источники информации:
1. Перерозин М.А. Справочник по алмазной обработке стекла. - М.: Машиностроение, 1987. Стр. 49-50, рис.2.12.
2. Прогрессивные технологии в машино- и приборо- строении. Сб. статей Всероссийской научно-технической конференции. - Н. Новгород-Арзамас: НГТУ - Аф НГТУ. - 2002. - С.77-81, рис.1.
3. Известия ТулГУ. Сер. Инструментальные и метрологические системы. Вып 1. Труды международной юбилейной научно-технической конференции. ч.2. - Тула: Изд-во ТулГУ. - 2005. Стр.63-65, рис.3.