SU1077771A1

SU1077771A1 - Abrasive tool

Info

Publication number: SU1077771A1
Application number: SU823449141A
Authority: SU
Inventors: Виталий Николаевич Старов; Глеб Сергеевич Фролов; Людмила Александровна Федотова; Юрий Андреевич Дубовых
Original assignee: Воронежский Политехнический Институт
Priority date: 1982-06-08
Filing date: 1982-06-08
Publication date: 1984-03-07

Abstract

1. АБРАЗИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ, содержащий корпус, на котором установлены абразивные вставки с различной зернистостью абразива, опирающиес на корпус через эластичные элементы, различной жесткости, отличающийс тем, что, с целью повыщени точности и качества обработки и увеличени износостойкости инструмента, на эластичных элементах с меньшей жесткостью установлены вставки, содержащие абразив с больщей зернистостью, и наоборот. 2. Инструмент по п. 1, отличающийс тем, что эластичные элементы выполнены в форме трапецеидальных брусков разной высоты .1. ABRASIVE TOOL, comprising a housing on which abrasive inserts with different abrasive grit are mounted, supported on the housing through elastic elements of different rigidity, characterized in that, in order to improve the accuracy and quality of processing and increase tool durability, on elastic elements with less stiffness installed inserts containing abrasive with greater grain, and vice versa. 2. A tool according to claim 1, characterized in that the elastic elements are made in the form of trapezoidal bars of different heights.

Description

Изобретение относитс к инструментальному производству и касаетс изготовлени алмазно-абразивных кругов, примен емых дл 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 по техническому решению вл етс шлифовальный круг, имеющий абразивные элементы, установленные на пружины, цри этом зернистость элементов и жесткость пружин уменьшаютс от периферии к центру 1. Недостатком этого инструмента вл ютс эксплуатационные неудобства, выражаюшиес в необходимости регулировки и балансировки подвижных элементов. Кроме того, инструмент имеет недостаточную стойкость , он нетехнологичен в изготовлении, а получаемые точность и качество обработки невысокие. Цель изобретени - повышение точности и качества обработки, увеличение износостойкости инструмента. Цель достигаетс тем, что в абразивном инструменте, содержащем корпус, на котором установлены абразивные вставки с различной зернистостью абразива, опирающиес на корпус через эластичные элементы различной жесткости, на эластичных элементах с меньшей жесткостью установлены вставки, соодержащие абразив с большей зернистостью, и наоборот. Кроме того, эластичные элементы выполнены в форме трапецеидальных брусков разной высоты. На фиг. 1 схематически показан предлагаемый инструмент, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - абразивна вставка; на фиг. 4 - основание упругих разновысотных элементов, часть развертки , вид сбоку. Инструмент имеет корпус 1, в кольцевом пазе которого установлено эластичное основание 2 из элементов 3 и 4, например, имеющих различную жесткость (модуль упругости Е), а именно: дл элемента 3 - низкую Еда/л, а дл элемента 4 - высокую Е„ К корпусу 1 винтами 5 закреплен сепаратор 6, в чейках которого помещены вставки 7 и 8 например, имеющие разную зернистость d, а именно: дл вставки 7 - наибольшую djnax 3 дл вставки позиции 8 :- наименьшую dmin. Абразивна вставка состоит из Т-образного металлического корпуса 9 с уступами и абразивного сло 10. Изменение жесткости звена элементавставки достигаетс поразному. Во-первых, за счет разновысотности (разницы объемов) эле.ментов основани , если упругие элементы выполнены из материала с одинаковым модулем упругости. Во-вторых, за счет использовани материала с разными модул ми упругости. Дл обеспечени равномерности нагрузки на обрабатываемую поверхность детали необходимо по крайней мере последовательное чередование жесткости звеньев вставка-элемент. С позиций обеспечени работоспособности звена, облегчени деформировани упругих элементов и -стремлени иметь наибольшее число абразивнь1х вставок на рабочей поверхности инструмента , рациональной формой упругих элементов вл етс брус, который отделен от соседнего бруса клинообразным пазом, т. е. это трапецеидальный брус. Эффективно также чередование звеньев по жесткости в продольном и поперечном направлени х к плоскости резани , т. е. в шахматном пор дке . В этом случае рациональна форма упругих элементов - усеченна пирамида (или конус). Дл создани различной жесткости при условии изготовлени основани из одного материала трапецеидальные брусы (пирамиды или конуса) должны быть разные по объему, что достигаетс за счет их разновысотности . Один из вариантов основани 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 h, а низких элементов (дл вставок с большей зернистостью абразива) h. Цри сборке круга сепаратор перемешает вставки до положени О-О, высота всех элементов становитс одинаковой, равной h. В звень х вставка - элемент создаетс предварительный нат г. Баланс нагрузки достигаетс также за счет одинакового соотношени режущих поверхностей вставок различной зернистости, учитываетс их соотношение к общей рабочей поверхности инструмента. При вращении алмазно-абразивного инструмента в звень х (элемент-вставка) возникают колебани . Так как жесткость в звень х неодинакова, то характеристики колебаний - разные. Наибольшую амплитуду и меньшую частоту колебаний имеют звень , установленные на более эластичные элементы. Поэтому обрабатываема ими поверхность подвергаетс более хаотичному срезу, сколу. За счет высокочастотных колебаний с малой амплитудой звень с большей жесткостью и с меньшей зернистостью обеспечивают работу на этих участках в режиме микрорезани . Таким образом, в процессе шлифовани обрабатываема поверхность подвергаетс резанию и как бы выхаживанию. В конце цикла обработки снижаетс давление на инструмент, которое создаетс при первоначальном контакте обрабатываемой поверхности с инструментом. Поэтому снижаетс обща жесткость звеньев инструмента , что создает условие дл выхаживани обрабатываемой поверхности. Пример. Алмазный инструмент, изготовленный со вставками, имеющими угол в 7°, обращенный к центру инструмента от плоскости резани , примен ют при шлифовании криволинейных поверхностей с некруговым контуром - экранов кинескопов. Режущий слой вставок изготовл ют из алмазов марки АСВ с концентрацией , зернистость: больща 125/100, меньща 60/40 мкм. Упругое основание - peaHHa-. Инструмент Имеет по 15 вставок разной зернистости размером 35x10 мм, его диаметр составл ет 350 мм. Различна жесткость дocтигaetc 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 диапазоне 1,6-1,2 мкм, применение предлагаемого инструмента при шлифовании экранов позвол ет получить микрогеометрию не выше 1,1-0,85 мкм, т. е. шероховатость снижаетс на 40-45%. При этом погрешности формы (отклонение от сферичности) снижаютс на 20-25% по отношению к погрешности издели после обработки стандартным инструментом. Нар ду с этим повышаетс износостойкость инструмента. Расход алмазов у базового инструмента 0,8 мг/г, дл предлагаемого шлифовального круга он в 2,0-2,5 раза ниже. Результаты сравнительных . испытаний по шероховатости поверхности экранов кинескопов при обработке различными инструментами приведены в табл. 1. Эксперимент показывает, что в производственных услови х рационально примен ть эластичное основание, изготавливаемое из листовой резины средней (м гкой) твердости, толщиной 20-45 мм. Необходимое свойство - теплостойкость; в зависит мости от СОЖ возможно потребуетс применение маслобензостойкой резины. Ее относительное удлинение при разрыве не менее 275%, предел прочности 40-45 кГ/см, ГОСТ 7338-65. Относительное сжатие элементов большей высоты составл ет до 30-40%, а именно: (h2-h) 4-6 мм. Относительное сжатие меньших элементов упругого основани составл ет 10-20%, т. е. h,-h 2-3 мм. При этом площадь опоры под алмазно-абразивММ , резина ные вставки составл ет средней твердости. Примеры сравнительных испытаний круга-прототипа , кругов промежуточной конструкции и предлагаемого инструмента, представлены в табл. 2, а именно: 1 - кругпрототип; 2 - с элементами разной зернистости , но одинаковой упругости; 3 - разной зернистости, но у большей зернистости - больша упругость, у меньшей зернистости- меньша упругость; 4 - предлагаемый инструмент. Давление на инструмент - в диапазоне 300-350 кГ. Эффективность инструмента рассматривают через параметры, определ ющие цель изобретени : качество (параметры шероховатости Re, Rmax. мкм); точность (отклонение от сферы на определенной длине Асфер., мм); стойкость Т, ч; удельный расход алмазов сощлифованного стекла экранов кинескопов мг/г; (, мг/г. Данные, указывающие на взаимосв зь качества поверхности с сочетанием зернистостей при различном относительном сжатии представленны в табл. 3. Первые значени зернистости дл элементов с большей высотой, первые значени сжати - также дл больших по высоте упругих оснований, вторые значени - дл меньших элементов ROL Rmax. мкм. К достоинствам инструмента относ тс упрощение его конструкции и технологичность в изготовлении. Нетрудоемка также замена абразивных вставок и эластичного основани . Таким образом, применение в инструменте сочетаний повышенной жесткости основани с мелкой зернистостью абразива и низкой жесткости с крупной зернистостью абразива в совокупности с конструктивными особенност ми эластичных элементов позвол ют повысить точность и качество обработки, а также износостойкость инструмента, т. е. увеличить эффективность процесса обработки и использовани инструмента.The invention relates to toolmaking and relates to the manufacture of diamond abrasive wheels used to process both non-metallic fragile materials (glass, ferrites, ceramics) and metals, and can be applied when processing curvilinear surfaces, such as kinescope screens. The closest to the proposed technical solution is a grinding wheel having abrasive elements mounted on the springs, whereby the graininess of the elements and the rigidity of the springs decrease from the periphery to the center 1. The disadvantage of this tool is the operational inconvenience expressed in the need to adjust and balance the movable elements . In addition, the tool has insufficient durability, it is low-tech to manufacture, and the resulting accuracy and quality of processing are low. The purpose of the invention is to improve the accuracy and quality of processing, increasing the tool durability. The goal is achieved by the fact that in an abrasive tool comprising a body on which abrasive inserts with different abrasive grit are installed, supported on the body through elastic elements of different rigidity, the inserts containing abrasive with greater grit are installed on elastic elements with lower rigidity and vice versa. In addition, elastic elements are made in the form of trapezoidal bars of different heights. FIG. 1 schematically shows the proposed tool, a longitudinal section; in fig. 2 - the same, top view; in fig. 3 - abrasive insert; in fig. 4 - the basis of the elastic raznovysotnyh elements, part of the sweep, side view. The tool has a body 1, in the annular groove of which an elastic base 2 of elements 3 and 4 is installed, for example, having different stiffness (modulus of elasticity E), namely: for element 3 - low Food / l, and for element 4 - high E „ The casing 5 is secured with screws 5 to a separator 6, in the cells of which inserts 7 and 8 are placed, for example, having different grain sizes d, namely: for insert 7 - the largest djnax 3 for insertion position 8: - the smallest dmin. The abrasive insert consists of a T-shaped metal body 9 with steps and an abrasive layer 10. The change in the rigidity of the element of the attachment is achieved in different ways. First, due to the difference in height (difference in volume) of base elements, if the elastic elements are made of a material with the same modulus of elasticity. Secondly, through the use of material with different elastic moduli. To ensure uniformity of the load on the workpiece surface, at least sequential alternation of the stiffness of the insert-element links is necessary. From the standpoint of ensuring the efficiency of the link, facilitating the deformation of elastic elements and the desire to have the greatest number of abrasive inserts on the working surface of the tool, the rational form of elastic elements is a bar that is separated from the adjacent bar by a wedge-shaped groove, i.e. it is a trapezoidal bar. The alternation of rigidity links in the longitudinal and transverse directions to the cutting plane, i.e., in a checkerboard pattern, is also effective. In this case, the form of elastic elements is rational - a truncated pyramid (or cone). In order to create different stiffness, provided that the base is made of the same material, trapezoidal beams (pyramids or cones) must be different in volume, which is achieved due to their different height. One of the variants of the base of elastic elements with a radial arrangement of abrasive inserts in the tool is shown in FIG. 4. The initial (before the tool assembly) the size of the high elements on which the inserts with the smaller grit h are installed, and the low elements (for the inserts with the larger abrasive grit) h. When assembling a circle, the separator mixes the inserts to the O-O position, the height of all elements becomes the same, equal to h. At the links of the insert-element, a preliminary tension is created. The load balance is also achieved due to the same ratio of cutting surfaces of inserts of different grain sizes, their ratio to the total working surface of the tool is taken into account. When the diamond abrasive tool rotates into links x (insert element), oscillations occur. Since the rigidity in the links x is not the same, the characteristics of the oscillations are different. The greatest amplitude and lower frequency of oscillations are links mounted on more elastic elements. Therefore, the surface they process is subjected to a more chaotic slice, cleavage. Due to the high-frequency oscillations with a small amplitude, the links with greater rigidity and with smaller graininess ensure the operation of these sections in the micro-cutting mode. Thus, during the grinding process, the surface to be machined is subjected to cutting and as if nursing. At the end of the treatment cycle, the pressure on the tool is reduced, which is created upon initial contact of the work surface with the tool. Therefore, the overall stiffness of the tool links is reduced, which creates a condition for the nursing of the treated surface. Example. Diamond tools made with inserts having an angle of 7 °, facing the center of the tool from the cutting plane, are used for grinding curved surfaces with a non-circular contour — kinescope screens. The cutting layer of the inserts is made of DIA grade diamonds with a concentration of grit: more than 125/100 and less than 60/40 microns. Elastic base - peaHHa-. The tool has 15 inserts of different grain sizes of 35x10 mm in size, its diameter is 350 mm. The stiffness is different due to the different height of elastic elements. On standard equipment, a reduction in the value of microroughness is obtained. So, in relation to the processing of a known standard tool, the grain size of 100/80 microns, providing roughness in the range of 1.6-1.2 microns, the use of the proposed tool when grinding screens allows to obtain a microgeometry not higher than 1.1-0.85 microns, i.e., the roughness is reduced by 40-45%. At the same time, the shape errors (deviation from sphericity) are reduced by 20-25% with respect to the product error after processing with a standard tool. Along with this, tool wear resistance is improved. The consumption of diamonds at the base tool is 0.8 mg / g, it is 2.0-2.5 times lower for the proposed grinding wheel. The results are comparative. tests on the surface roughness of kinescope screens when machining with various tools are given in table. 1. The experiment shows that it is rational to use an elastic base made of sheet rubber of medium (soft) hardness, 20–45 mm thick, under production conditions. The required property is heat resistance; Depending on the bridge, it is possible that oil and petrol resistant rubber may be required. Its relative elongation at break is not less than 275%, tensile strength 40-45 kg / cm, GOST 7338-65. The relative compression of elements of greater height is up to 30-40%, namely: (h2-h) 4-6 mm. The relative compression of the smaller elements of the elastic base is 10-20%, i.e. h, -h 2-3 mm. At the same time, the bearing area under diamond abrasive is MM, rubber inserts are of medium hardness. Examples of comparative tests of the circle of the prototype, the circles of the intermediate structure and the proposed tool are presented in table. 2, namely: 1 - circle prototype; 2 - with elements of different graininess, but of the same elasticity; 3 - different granularity, but with greater granularity - greater elasticity, with smaller granularity - less elasticity; 4 - the proposed tool. Pressure on the tool - in the range of 300-350 kg. The efficiency of the tool is considered through the parameters defining the purpose of the invention: quality (parameters of roughness Re, Rmax. Μm); accuracy (deviation from the sphere at a certain length of Asfer., mm); resistance T, h; specific consumption of diamonds from ground glass of kinescope screens mg / g; (, mg / g. Data indicating the interrelation of surface quality with a combination of grains at different relative compression are presented in Table 3. The first grain values for elements with greater height, the first values of compression are also for large elastic bases, - for smaller ROL elements Rmax. µm. The advantages of the tool include simplification of its design and manufacturability. It is also easy to replace abrasive inserts and elastic base. Thus, the use in the tool Combinations of increased base stiffness with fine abrasive grit and low stiffness with large abrasive grit, together with the design features of elastic elements, improve the accuracy and quality of processing, as well as tool durability, i.e., increase the efficiency of processing and using the tool.

ТаблицаTable

Предлагае1«лй инструмент.Offer 1 "ly tool.

Таблица 2table 2

Таблица 3Table 3

Параметры шероховатостиRoughness parameters

Фиг. 2FIG. 2

8eight

Фиг.ЗFig.Z

uн.un.

FV, . ...7П « . Fv ... 7P. "

; 7 V Т V ; 7 V T V

1 у / 1/ 1 y / 1 /

77

/ra/fc накс/ ra / fc nax

мин.min

фиг.FIG.

Claims

1. ABRASIVE TOOL, comprising a housing on which abrasive inserts with different abrasive grit are mounted, resting on the housing through elastic elements of various stiffness, characterized in that, in order to improve the accuracy and quality of processing and increase the wear resistance of the tool, on elastic 'elements with inserts containing an abrasive with a higher grit are installed with less rigidity, and vice versa.

2. The tool on π. 1, characterized in that the elastic elements are made in the form of trapezoidal bars of different heights.

FIG. 1