Абразивный чашечный круг

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСН 19) (1) ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ИЗОБРЕТЕНИЯ СА К АВТОРСКОМУ ТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследский и конструкторско-технолинститут природных алмазов имента(56) Бакуль и др, Основы алмабразивной обработки. Киев:думка, 1979, с. 148-149. ия потерьебаний в ерез карпу коническог ователь гически инструыполняют торцовой этом средиосевом сечформулой ович,сно =1)/(г) - танген угла наклона линии корпу радиуса корп среднеи лини ое значение тукова г -Э ЫЙ ЧАШние оя, вботке ЕЧНЫЙ КРУГносится кастности к ас использовабаний, накладизобретения отсчитывтекущее емое п перемени са, равн к средне ус корпу ей повер - ширина област ы корпуормали е длине отрез линии;а, отсчиности порежущей ар уж ем а емый едней лимки.2 ил. ныи рад на раб нии; Ь колЦель ние производительност(54) АБРАЗИВН (57) Изобрет иашиностроен разивной обр ультразвуков емых на круг ляется повьпп 151) 4 В 06 В 1/О обработки за счет уменьшэнергии ультразвуковыхпроцессе их прохождениячашечного круга, Площадсечения боковой стенкиубывающей в направленииповерхности круга, прилиния боковой стенки внии корпуса описывается тельнои к средне текущее значение.2 пои можно ЬГ;ХЬ-у (дг; оизводная г = г, геометриче 1а угла наклона ка" й линии, проведенабсциссой г.али, проведенной к ой же точке, опреу(г), имеющая приский смысл тангенсательной к среднной в этой точкеУравнение нормсредней линии в эделяется как- у(г,)- (К- т) ( 1Изобретение относится к области абразивной обработки с использованием ультразвуковых колебаний, накладываемых на круг,Целью изобретения является повышение производительности обработки за счет уменьшения .потерь энергии ультразвуковых колебаний в процессе их прохождения через корпус круга. 10Указанная цель достигается тем, что наружная и внутренняя поверхности круга образованы вращением вокруг оси круга отрезка нормали к средней линии боковой стенки корпуса с площадью конического сечения, .убывающей при возрастании радиуса. Средняя линия корпуса представляет собой кривую, описываемую уравнениемпрК 20 (г)ф где у(г) - тангенс угла наклонакасательной к среднелинии корпуса;г - текущее значение радиуса, отсчитываемое посредней линии;Ь(г) . - текущее (переменное)значение толщины корпуса, равное длине отрез 1 ка нормали к среднейлинии корпуса;Ь - ширина режущей кромки;- наружный радиус корпуса, отсчитываемый нарабочей поверхности посредней линии.На фиг.1 показан абразивный ч ный круг, осевое сечение; на фиг расчетная схема для определения терь энергии.Круг состоит из корпуса конической формы, имеющего донную 1 и боковую 2 части, и алмазного, слоя 3. Корпус круга образован вращением нормали 4 к средней линии 5 вокруг оси б вращения круга при ее перемещении вдоль этой средней линии. Начальная точка средней линии определяется радиусом К расстояния от оси вращения кругаодо точки, в которой средняя линия 5 донной части 1 переходит в среднюю линию боковой части 2 круга. Конечная точка средней линии определяется радиусом К расстояния от оси вращения круга до точки выхода средней линии на .рабочую поверхность круга. Текущее значение радиуса г корпуса круга определяется расстоянием от оси вращения до средней линии боковой части круга, Толщина корпуса определяется по нормали 4, проведенной к средней линии боковой части корпуса и имеет переменное значение, уменьшающееся от донной части круга к рабочей поверхности. Производная у(г) имеет геометрический смысл тангенса угла К наклона касательной к средней линии боковой части круга по отношению к горизонтали.Вывод уравнения средней линии приведен ниже.Потери энергии ЬЕ, на кольцевом участке длиной 61, (фиг.2), отсчитываемой по средней лнии 5, пропорциональны этой длине, умноженной на соответствующую среднюю площадь сечения Я, на этом участке: ЬЕ, = 1 сБ,Ь 1де Ккоэффициент пропорциональности, определяемый дисаипативными характеристиками материала корпуса.На участке длиной Ь 1 (фиг,2) потери энергии ЬЕ = 1 сБ Ь 1 . Суммарные потери энергии ЬЕ по всей длине составят Уравнение средней линии зв виде у(т) где г - абсциссвольной точки средней линии;ордината этой точки, Длину элного участка Ь 1, средней линопределить как-Ь(г, ) =1 Поскольку координа лежат на нормали,ряют уравнению (1),равенства (2) опре е для Кы точкито они уС учетомеляют ыр фвлеттогожег,К = г2(г; Ц бразом опр адиуса наруж а Ь (г;)Аналогичнымыражение для еляетс ой порхности п г; уса тся той о- но(г азовантреэканного коПри невыпол при убывании т конических сеч ами(К+Зб Например, при ки по линейно т Ь(г) г Кто выражеуммар нойльтразвукениях.Для полнергии ср где Ь - толщина, участке боковой чаной точке среднейимеет место для крловие (7) выполня начальном (в началь ак этомы АТ, ус- следующем енки наи кругаинни),гов форся при еский смыс е имеет и нимальн к потерь 4ет опресуммарку подынт от прое оотношени а тро днюю линию след словия минимума энергии. Поскол делять из ных потерь тегральное изводной у К Х впс(г), то необходзменения, обеспе мо наит ивающий нии этого соотношений невыпо щадь с он ее ияпотерь. В резуль метода вариационк рассматриваемой ледующий закон изм минимум величин тате применения ного исчисления задаче найден с Я(г)явля етс о гЬ(г нно убывающей значения радиуса г,частности, удовй закон убывания монот кущего (7), в сл едующн уса 55 ункциеи тУсловиюетворяеттенки кор н(6у где УК - текущие значения координат нормали.Расстояние от точки на средней линии г у(г,) до соответствующей точки на внутренней поверхности корпуса круга с координатами К , У, , отЬ 1,ф считываемое по нормали, равно половине толщины корпуса в этой точке: Площадь сечения корпточке г; у(г ) определяещадь усеченйого конуса, обго вращением вокруг оси удлиной Ь(г; ), радиусы усечнуса К, К 2; определяются+ К,) Ь(г; ) = 2%В(г; ),Выражение для суммарныхэнергии ины пути распространени ых волн в различных сегде Ь - ширина режущей кромки;гК - наружный радиус корпуса,отсчитываемый на рабочейповерхности по средней линии.Выражение (6), определяющее уравнение средней линии корпуса, связанос законом изменения толщины корпусаЬ(г). Эта толщина должна убывать привозрастании радиуса, причем скоростьее убывания должна быть такой, чтобы соответствующая площадь конических сечений также убывала; Б(г)2гп (г)В противном случае происходит возрастание диссипации энергии по мерепрохождения ультразвуковых волн вдольфронта их распространения, так какудельная плотность энергии, приходящаяся на единицу площади поверхности,уменьшается.Из условия убывания площади конических сечений следует, что г) = 2 Ь(г) + Ь (г)г Поэтому скорость убывания толщины должна удовлетворять неравенству Ь (г) с -- -Ь ),1(г ении условия (7) даж лщины стенки площадь ний может возрастать бывании толщины стен закону г - Ко ЬрЬ о ОМф К- Кзпо1421423 основе укаэанных соотношений (8) и(9) с параметрами корпуса К=30 мм,мм К 48 мм Ь 6 мм,Работа кругами, параметры которьм определены из укаэанных соотношений, осуществляется следующим об-.разом. Круги устанавливают на торцеконцентратора и вместе с магнитострикционным преобразователем, установленным внутри шпинделя, приводятво вращение. Шпиндель устанавливаютна станине заточного станка.При заточке резцов под действием 15 ультразвуковых колебаний происходитдиспергирование режущих зерен, при.водящее к появлению новых режущихграней у зерен, при этом облегчается вынос шлама из эоны резания, что 20 интенсифицирует съем материалаИспытания кругов новой формы призаточке твердосплавных пластин показали, что производительность обработки повышается в 1,7 раза.25 формула изобретения а Ь(г)- - -Ъ; г,(9) Вследствие этого средняя линия 30 будет обращена выпуклостью вверх.Такое конструктивное решение не будет обеспечивать передачи энергии в направлении, нормальном плоскости обработки, и, кроме того, вследствие возрастания площади поверхности в направлении, перпендикулярном направ.- лению распространения волн, будут иметь место существенные потери энергии. Поэтому исполнение круга не обе спечивает поставленной задачи.Аналогичными недостатками обладает круг с поетоянной площадью кониУ ческих сечений, соответствующий убыванию толщины боковой стенки поФКо гиперболическому закону Ь(г) = - Ь 35 1 ЬЬКу (г)и. ювиее 45 где У Из уравнения (6) следует, что средняя линия будет являться прямой. 50При убывании площади конических сечений и выполнении средней линии по закону, отличному от (6), потери энергии будут увеличиваться, посколь-, ку любой закон, отличный от (6),даст большее значение суммарных потерь энергии определяемых выражением (5).Во ВНИИЛМАЗе изготавливали круги чашечной формы, рассчитанные йа Ь(г)(Ь --- -) Ьр ф о з 1 п Ос где а- -- - --К - В, Уравнение для тангенса угла касательной к средней линии боковой Стенки корпуса такого круга определяется в виде При возрастании площади конического сечения с увеличением радиуса, как показывает анализ уравнения (6), вторая производная будет отрицательнойЬЬоКУ ( ) = -- -. - т ---- х2 Ь (г)г -р К 2 уа х Ь (г)г + Ь(г)О. Абразивный чашечный круг, содержащий корпус с криволинейными боковыми стенками и алмазоносным слоем, расположенным на торцовой поверхности боковой стенки, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повы шения производительности обработки при наложении на круг ультразвуковых колебаний, площадь конического сечения боковой стоки выполняют убывающей в направлении торцовой поверхности круга, при этом средняя линия боковой стенки в осевом сечении корпуса описывается формулой тангенс угла наклона касательной к средней линии корпуса;текущее значение радиуса корпуса, отсчитываемое по средней линии;текущее переменное зна- чение толщины корпуса, равное длине отрезка нормали к средней линии;наружный радиус корпуса, отсчитываемый на рабочей поверхности по средней линии;ширина режущей кромки.1421423Составитель В.Дрожалова Редактор А,Ворович Техред М,Дидык Корректор С,Шекмар Заказ 4364/8ПодписноеТираж 443 ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открьгтий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4