Шлифовальный круг

Полезная модель относится к области механической обработки и может быть использована в конструкциях виброустойчивых сборных шлифовальных кругов. Предложен шлифовальный круг, содержащий корпус тарельчатой формы с закрепленными на нем по окружности шлифовальными сегментами, образующими прерывистый режущий слой, массивное ферромагнитное кольцо, силовой электромагнитный элемент и тарельчатую пружину, причем, массивное ферромагнитное кольцо и расположенная на нем тарельчатая пружина присоединены к корпусу тарельчатой формы с помощью направляющих болтов через винтовые демпфирующие пружины, число которых может быть от трех и более, а по центру корпуса тарельчатой формы выполнено крепежное отверстие для шпинделя станка. Силовой электромагнитный элемент может быть закреплен на внутренней плоскости тарельчатой пружины или на верхней плоскости массивного ферромагнитного кольца, или на его нижней плоскости, или на поверхности корпуса тарельчатой формы. Технический результат - повышение качества шлифуемой поверхности за счет гашения колебаний, возникающих при смене технологических условий. 1 с, 4 з.п. ф-лы, 5 илл.

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 шлифовальный круг, состоящий из металлического корпуса тарельчатой формы со встроенным силовым электромагнитным элементом, который присоединен к корпусу через массивное ферромагнитное кольцо с закрепленными на нем шлифовальными сегментами, которые образуют прерывистый режущий слой [1].

Недостатком конструкции известного шлифовального круга является то, что он может применяться только на предварительных операциях, так как недостаточно гасит вибрации, возникающие в процессе обработки, что, в свою очередь, ведет к ухудшению качества поверхности. Кроме этого, конструкция шлифовального круга имеет низкий коэффициент демпфирования в виду того, что упругие элементы выполнены из металла, поэтому интервал варьирования жесткостью мал и ограничен ходом пружины и нелинейностью ее упругих характеристик. Так же данный круг обладает одной степенью свободы, что не позволяет проводить интенсивную обработку из-за резонансных явлений, протекающих на высоких скоростях резания. Это обусловлено наличием однорезонансной частоты и, следовательно, невозможностью работать в межрезонансной зоне.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому решению является сборный двухкаскадный шлифовальный круг, который состоит из металлического корпуса тарельчатой формы со встроенным силовым электромагнитным элементом и присоединенной к корпусу через массивное ферромагнитное кольцо плоской металлической пружины с закрепленными на ней шлифовальными сегментами, которые образуют прерывистый режущий слой [2].

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, и силой взаимодействия между магнитом и промежуточной массой на безрезонансный режим работы инструмента, используемого при высоких скоростях шлифования.

К недостаткам такого инструмента следует отнести ограничения в использовании только на черновых операциях и невозможность его использования при чистовой обработке. Это связано со значительными колебательными процессами, возникающими в зоне резания, снижающими качество обработанной поверхности, особенно при смене технологических условий. Данные процессы возникают, так как шлифовальные сегменты крепятся к шпинделю станка через два упругих элемента, которые при определенных режимах, а именно, на скоростях, соответствующих резонансному состоянию, являются возбудителями вибраций.

Задачей полезной модели является улучшение конструкции шлифовального круга для повышения качества шлифуемой поверхности.

Технический результат - повышение качества шлифуемой поверхности за счет гашения колебаний, возникающих при смене технологических условий.

Этот технический результат достигается тем, что в шлифовальном круге, состоящем из корпуса тарельчатой формы с закрепленными на нем шлифовальными сегментами, образующими прерывистый режущий слой, массивного ферромагнитного кольца, силового электромагнитного элемента и тарельчатой пружины, массивное ферромагнитное кольцо и расположенная на нем тарельчатая пружина присоединены к корпусу тарельчатой формы с помощью направляющих болтов через винтовые демпфирующие пружины, число которых может быть от трех и более, и крепежное отверстие для шпинделя станка, силовой электромагнитный элемент может быть закреплен на внутренней плоскости тарельчатой пружины или на верхней плоскости массивного ферромагнитного кольца, или на нижней плоскости массивного ферромагнитного кольца, или на поверхности корпуса тарельчатой формы.

Такая конструкция шлифовального круга позволяет в процессе работы свободно перемещаться массивному ферромагнитному кольцу и силовому электромагнитному элементу в вертикальном направлении, эффективно гася поперечные колебания корпуса тарельчатой формы с закрепленными шлифовальными сегментами. Так же конструкция круга позволяет исключить влияние второго упругого элемента на его колебательное поведение путем прижима силового электромагнитного элемента к массивному ферромагнитному кольцу. Имеется возможность свободного перемещения в вертикальном направлении массивного ферромагнитного кольца с закрепленной тарельчатой пружиной, возможность исключить влияние одного из упругих элементов на колебательное поведение шлифовального круга. Это позволяет более эффективно гасить возникающие колебания и при смене технологических условий (параметров режима шлифования, марки обрабатываемого материала, СОЖ и других) изменять число каскадов виброгасителя. Указанные возможности предложенного шлифовального круга позволяют повысить качество обработки, а также использовать его на стадиях черновой и чистовой обработки.

Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг.1-5 показаны предпочтительные варианты реализации заявленного шлифовального круга.

Шлифовальный круг состоит из металлического корпуса 1 тарельчатой формы с присоединенным через винтовые демпфирующие пружины 2 (от трех и более) массивным ферромагнитным кольцом 3, которое свободно перемещается по направляющим 4 в вертикальном направлении. На верх массивного ферромагнитного кольца 3, с помощью винтового соединения 5, присоединена тарельчатая пружина 6 с закрепленным силовым электромагнитным элементом 7 (фиг.1), который может также крепиться на верхней плоскости массивного ферромагнитного кольца 3 (фиг.3), на нижней плоскости массивного ферромагнитного кольца 3 (фиг.4) и на поверхности корпуса 1 тарельчатой формы (фиг.5). Шлифовальный круг через монтажное отверстие в корпусе 1 тарельчатой формы закрепляется на шпинделе станка 8 с помощью резьбового крепежного соединения 9 и 10, а шлифовальные сегменты 11 припаяны к тарельчатому корпусу 1.

Заявленный шлифовальный круг предназначен для обработки плоских поверхностей. 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 вращении. Шлифовальный круг особенно эффективно может использоваться при проведении предварительного и окончательного шлифования хрупких материалов различной номенклатуры в технологических условиях, при которых обеспечивается постоянный контакт всей рабочей поверхности шлифовального 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. Патент на полезную модель 53961, 10.06.2006.

1. Шлифовальный круг, содержащий корпус тарельчатой формы с закрепленными на нем по окружности шлифовальными сегментами, образующими прерывистый режущий слой, массивное ферромагнитное кольцо, силовой электромагнитный элемент и тарельчатую пружину, отличающийся тем, что массивное ферромагнитное кольцо и расположенная на нем тарельчатая пружина присоединены к корпусу тарельчатой формы с помощью направляющих болтов через винтовые демпфирующие пружины, число которых может быть от трех и более, а по центру корпуса тарельчатой формы выполнено крепежное отверстие для шпинделя станка.

2. Шлифовальный круг по п.1, отличающийся тем, что силовой электромагнитный элемент закреплен на внутренней плоскости тарельчатой пружины.

3. Шлифовальный круг по п.1, отличающийся тем, что силовой электромагнитный элемент закреплен на верхней плоскости массивного ферромагнитного кольца.

4. Шлифовальный круг по п.1, отличающийся тем, что силовой электромагнитный элемент закреплен на нижней плоскости массивного ферромагнитного кольца.

5. Шлифовальный круг по п.1, отличающийся тем, что силовой электромагнитный элемент закреплен на поверхности корпуса тарельчатой формы.