Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ШЛИФОВАЛЬНОГО КРУГА

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано на операциях шлифования сталей и сплавов, склонных к появлению шлифовочных дефектов - прижогов и трещин.

Известно устройство для крепления шлифовального круга, содержащее опорный и прижимной фланцы, между которыми установлен шлифовальный круг, и компенсирующий узел в виде кольцевого упругого элемента (а.с. СССР №1294586, В24В 45/00, 1985).

Устройство для крепления шлифовального круга не предназначено для операций шлифования сталей и сплавов.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для крепления шлифовального круга, содержащее опорный и прижимной фланцы, между которыми установлен шлифовальный круг, и компенсирующий узел в виде кольцевого упругого элемента (а.с. СССР №772833, В24В 45/00, 1978).

Устройство может быть использовано на операциях шлифования сталей и сплавов, однако приводит к появлению шлифовочных дефектов - прижогов и трещин.

Задачей является уменьшение шлифовочных дефектов - прижогов и трещин.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для крепления шлифовального круга, содержащее опорный и прижимной фланцы, между которыми установлен шлифовальный круг, и компенсирующий узел в виде кольцевого упругого элемента, дополнительно снабжено корпусом, между наружной цилиндрической поверхностью корпуса и внутренней цилиндрической поверхностью опорного фланца расположен компенсирующий узел с зонами переменной радиальной жесткости, а количество зон переменной радиальной жесткости выбирается из условия

n≥1,2 f_собст/f_{шпинделя},

где n - количество зон переменной радиальной жесткости;

f_собст - доминирующая частота изгибных колебаний упругой системы станка, Гц;

f_{шпинделя} - частота вращения шпинделя станка, Гц.

На фиг.1 представлено устройство для крепления шлифовального круга, разрез; на фиг.2 - вариант компенсирующего узла, сечение.

Устройство для крепления шлифовального круга содержит корпус 1, опорный фланец 2, прижимной фланец 3. Между фланцами 2 и 3 установлен шлифовальный круг 4. Гайка 5 предназначена для закрепления шлифовального круга. Между наружной цилиндрической поверхностью корпуса 1 и внутренней цилиндрической поверхностью опорного фланца 3 расположен компенсирующий узел 6. Крышка 7 поджата гайкой 8 с возможностью перемещения в радиальном направлении опорного фланца 2 по скользящей посадке.

Устройство работает следующим образом.

На корпусе 1 устанавливается компенсирующий узел 6 и опорный фланец 2, затем шлифовальный круг 4 и прижимной фланец 3, который фиксируется гайкой 5. На торцы компенсирующего узла 6 и опорного фланца 2 устанавливают крышку 7, которую фиксируют гайкой 8. Устройство готово к работе.

В процессе обработки изменение радиальной жесткости упругого элемента приводит к изменению мгновенной глубины резания во времени. Возникающие при этом незначительные вибрации шлифовального круга приводят к изменению условий работы режущих зерен, более интенсивному самозатачиванию шлифовального круга, улучшению доступа СОЖ в зону резания и т.д. Это приводит к уменьшению средней силы резания в процессе шлифования, т.е. к уменьшению теплонапряженности процесса обработки и к улучшению качества поверхности деталей. Устройство обеспечивает работу сплошного шлифовального круга аналогично прерывистому шлифовальному кругу.

Изменение радиальной жесткости компенсирующего узла определяется динамическими характеристиками упругой системы станка, на котором выполняется шлифование. В частности, при выполнении операций на плоскошлифовальных станках моделей 3Г71, 3Г71М, имеющих доминирующую частоту изгибных колебаний около 100 Гц, динамические характеристики устройства для крепления шлифовального круга, исключающей работу станка в резонансном режиме должны превышать собственную частоту примерно в 1,2 раза. Поэтому при частоте вращения шпинделя станка 3Г71 около 50 Гц конструкция устройства для крепления шлифовального круга должна обеспечивать переменность изменения жесткости, превышающую 60 Гц.

Предложенный на фиг.2 вариант компенсирующего узла обеспечивает изменение жесткости за один оборот шпинделя 8 раз (через 45°), а при частоте вращения шпинделя около 50 Гц, частоту изменения жесткости, а соответственно возмущающей силы резания около 400 Гц, что исключает резонансный режим работы упругой системы станка.

Переменная радиальная жесткость упругого элемента достигается за счет изменения площади осевых сечений в различных радиальных направлениях.

Для исключения резонансных режимов работы упругих систем станков, на которых выполняются операции, количество зон переменной радиальной жесткости выбирается из условия

n≥1,2 f_собст/f_{шпинделя},

где n - количество зон переменной радиальной жесткости;

f_собст - доминирующая частота изгибных колебаний упругой системы станка, Гц;

f_{шпинделя} - частота вращения шпинделя станка, Гц.

Устройство устраняет некоторые недостатки шлифовочных операций - дефекты в виде прижогов и трещин,