Абразивный инструмент

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 1077771 в В 24 050 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Воронежский политехнический институт(54) (57) 1. АБРАЗИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ,содержащий корпус, на котором установлены абразивные вставки с различной зернистостью абразива, опирающиеся на корпус через эластичные элементы различной жесткости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и качества обработки и увеличения износостойкости инструмента, на эластичных элементах с меньшей жесткостью установлены вставки, содержащие абразив с большей зернистостью, и наоборот.2. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что эластичные элементы выполнены в форме трапецеидальных брусков разной высоты. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ1077771 1Изобретение относится к инструментальному производству и касается изготовленияалмазно-абразивных кругов, применяемыхдля обработки как неметаллических хрупких материалов (стекол, ферритов, керамики), так и металлов, и может быть применено при обработке криволинейных поверхностей, например экранов кинескопов,Наиболее близким к предлагаемому потехническому решению является шлифовальный круг, имеюший абразивные элементы,установленные на пружины, при этом зернистость элементов и жесткость пружинуменьшаются от периферии к центру 1.Недостатком этого инструмента являются эксплуатационные неудобства, выражающиеся в необходимости регулировки и 5балансировки подвижных элементов, Крометого, инструмент имеет недостаточную стойкость, он нетехнологичен в изготовлении, аполучаемые точность и качество обработкиневысокие.Цель изобретения - повышение точнос 20ти и качества обработки, увеличение износостойкости инструмента.Цель достигается тем, что в абразивноминструменте, содержащем корпус, на котором установлены абразивные вставки с 25различной зернистостью абразива, опирающиеся на корпус через эластичные элементы различной жесткости, на эластичныхэлементах с меньшей жесткостью установлены вставки, соодержашие абразив сбольшей зернистостью, и наоборот. 30Кроме того, эластичные элементы выполнены в форме трапецеидальных брусковразной высоты,На фиг. 1 схематически показан предлагаемый инструмент, продольный разрез;на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг, 3 --абразивная вставка; на фиг, 4 - основаниеупругих разновысотных элементов, часть развертки, вид сбоку.Инструмент имеет корпус 1, в кольцевом пазе которого установлено эластичное 40основание 2 из элементов 3 и 4, например,имеющих различную жесткость (модуль упругости Е), а именно: для элемента 3низкую Е,; а для элемента 4 - высокую ЕК корпусу 1 винтами 5 закреплен сепаратор6, в ячейках которого помещены вставки 7 45и 8 например, имеющие разную зернистость д, а именно: для вставки 7 - наибольшую дд, а для вставки позиции 8 - .наименьшую д,;. Абразивная вставка состоит из Т-образного металлического корпуса 9с уступами и абразивного слоя 10.50Изменение жесткости звена элементавставки достигается поразному, Во-первых,за счет разновысотности (разницы объемов)элементов основания, если упругие элементы выполнены из материала с одинаковыммодулем упругости, Во-вторых, за счет использования материала с разными модулями упругости. 2Для обеспечения равномерности нагрузки на обрабатываемую поверхность детали необходимо по крайней мере последовательное чередование жесткости звеньев вставка-элемент. С позиций обеспечения работоспособности звена, облегчения деформирования упругих элементов и стремления иметь наибольшее число абразивных вставок на рабочей поверхности инструмента, рациональной формой упругих элементов является брус, который отделен от соседнего бруса клинообразным пазом, т. е. это трапецеидальный брус. Эффективно также чередование звеньев по жесткости в продольном и поперечном направлениях к плоскости резания, т. е, в шахматном порядке. В этом случае рациональная форма упругих элементов - усеченная пирамида (или конус).Для создания различной жесткости при условии изготовления основания из одного материала трапецеидальные брусы (пирамиды или конуса) должны быть разные по объему, что достигается за счет их разновысотности. Один из вариантов основания из эластичных элементов при радиальном расположении абразивных вставок в инструменте представлен на фиг, 4. Первоначальный (до сборки инструмента) размер высоких элементов, на которые устанавливают вставки с меньшей зернистостью Ь, а низких элементов (для вставок с большей зернистостью абразива) Ь. При сборке круга сепаратор перемещает вставки до положения 0-0, высота всех элементов становится одинаковой, равной й. В звеньях вставка - элемент создается предварительный натяг.Баланс нагрузки достигается также за счет одинакового соотношения режуших поверхностей вставок различной зернистости, учитывается их соотношение к общей рабочей поверхности инструмента,При вращении алмазно-абразивного инструмента в звеньях (элемент-вставка) возникают колебания. Так как жесткость в звеньях неодинакова, то характеристики колебаний - разные. Наибольшую амплитуду и меньшую частоту колебаний имеют звенья, установленные на более эластичные элементы. Поэтому обрабатываемая ими поверхность подвергается более хаотичному срезу, сколу. За счет высокочастотных колебаний с малой амплитудой звенья с большей жесткостью и с меньшей зернистостью обеспечивают работу на этих участках в режиме микрорезания. Таким образом, в процессе шлифования обрабатываемая поверхность подвергается резанию и как бы выхаживанию.В конце цикла обработки снижается давление на инструмент, которое создается при первоначальном контакте обрабатываемой поверхности с инструментом. Поэтому снижается общая жесткость звеньев ининструмента 0,8 мг/г, для предлагаемого шли фовального круга он в 2,0-2,5 раза ниже.Результаты сравнительных . испытаний 35 40 струмента, что создает условие для выхаживания обрабатываемой поверхности,Пример. Алмазный инструмент, изготовленный со вставками, имеющими угол в 7, обращенный к центру инструмента от плоскости резания, применяют при шлифовании криволинейных поверхностей с некруговым контуром - экранов кинескопов. Режущий слой вставок изготовляют из алмазов марки АСВ с концентрацией 50/, зернистость: большая 125/100, меньшая 60/40 мкм. Упругое основание - резина. Инструмент имеет по 15 вставок разной зернистости размером 35 х 10 мм, его диаметр составляет 350 мм. Различная жесткость достигается за счет разновысотности эластичных элементов.На типовом оборудовании получают снижение величины параметров микронеровностей. Так, по отношению к обработке известным стандартным инструментом, зернистость 100/80 мкм, обеспечивающим шероховатость по Кв диапазоне 1,6 - 1,2 мкм, применение предлагаемого инструмента при шлифовании экранов позволяет получить микрогеометрию не выше 1,1-0,85 мкм, т, е. шероховатость снижается на 40-45/. При этом погрешности формы (отклонение от сферичности) снижаются на 20-25/ю по отношению к погрешности изделия после обработки стандартным инструментом. Наряду с этим повышается износостойкость инструмента. Расход алмазов у базового по шероховатости поверхности экранов кинескопов при обработке различными инструментами приведены в табл. 1. Эксперимент показывает, что в производственных условиях рационально применять эластичное основание, изготавливаемое из листовой резины средней (мягкой) твердости, толщиной "0-45 мм. Необходимое свойство - теплостойкость; в зависи-. мости от СОЖ возможно потребуется применение маслобензостойкой резины. Ее относительное удлинение при разрыве не менее 275/, предел прочности 40-45 кГ/см, ГОСТ 7338-65. 5 О 5 20 25 4Относительное сжатие элементов большей высоты составляет до 30-40 й, а именно: (Ь-Ь) =4-6 мм. Относительное сжатие меньших элементов упругого основания составляет 1 О/ т. е. Ь,-6=2-3 мм. При этом площадь опоры под алмазно-абразивные вставки составляет 400 мм, резина средней твердости.Примеры сравнительных испытаний круга-прототипа, кругов промежуточной конструкции и предлагаемого инструмента, представлены в табл. 2, а именно: 1 - круг- прототип; 2 - с элементами разной зернистости, но одинаковой упругости; 3 - разной зернистости, но у большей зернистости - большая упругость, у меньшей зернистости - меньшая упругость; 4 - предлагаемый инструмент. Давление на инструмент - в диапазоне 300-350 кГ.Эффективность инструмента рассматривают через параметры, определяющие цель изобретения: качество (параметры шероховатости К, К мкм); точность (отклонение от сферы на определенной длине ьсфер., мм); стойкость Т, ч; удельный расход алмазов сошлифованного стекла экранов кинескопов мг/г; , мг/г.Данные, указывающие на взаимосвязь качества поверхности с сочетанием зернистостей при различном относительном сжа.тии представленны в табл. 3, Первые значения зернистости для элементов с большей высотой, первые значения сжатия - также для больших по высоте упругих оснований, вторые значения - для меньших элементов Кд и К, мкм.К достоинствам инструмента относятся упрощение его конструкции и технологичность в изготовлении. Нетрудоемка также замена абразивных вставок и эластичного основания. Таким образом, применение в инструменте сочетаний повышенной жесткости основания с мелкой зернистостью абразива и низкой жесткости с крупной зернистостью абразива в совокупности с конструктивными особенностями эластичных элементов позволяют повысить точность и качество обработки, а также износостойкость инструмента, т. е. увеличить эффективность процесса обработки и использования инструмента.,г 89 60 125-40 80 1 Сочетаниязернистос вставок 100/80-100/ 100/80-40/2 Предлагаемый инструме еличина сжатия,Ъ араметры шероховатост аблица. Балс Госта ук Тсхред Тираж ВНИИПИ Государст по делам изоб 113035, Москва, Ж -филиал ППП сПатентэ, рдеии И. Вере737венного комитетретеиий и от35, Раушскаяг. Ужгород, у Редактор А. ХимчЗаказ 839/10 оваКорректор И.Подписноеа СССРрытийнаб., д. 4/5Проектная, 4