MD622Z - Sculă abrazivă - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la tehnologia construcţiei de maşini, în special la prelucrarea pieselor din metal cu forme geometrice greu prelucrabile prin aşchiere.Scula abrazivă este executată în formă de disc şi conţine sectoare abrazive cu granulaţie mare (1) şi granulaţie mică (2), care în pereche sunt divizate de un sector abraziv cu o duritate mai mică (3) decât duritatea sectoarelor abrazive cu granulaţie mare (1) şi mică (2). Sectoarele abrazive sunt unite între ele, spre centrul sculei, printr-un cerc abraziv cu duritate mai mică, iar lungimile arcurilor de circumferinţă ale sectoarelor abrazive cu granulaţie mare (1) şi mică (2) sunt egale şi de două ori mai mari decât lungimea arcului de circumferinţă al sectorului abraziv cu duritate mai mică (3). Sectorul abraziv cu granulaţie mică (2) este executat din micropulbere abrazivă, sectorul abraziv cu granulaţie mare (1) - din granule abrazive, şi sectorul abraziv cu duritate mai mică (3) - din pulbere abrazivă. Duritatea abrazivilor este selectată în funcţie de duritatea materialului piesei prelucrate.

Description

Invenţia se referă la tehnologia construcţiei de maşini, în special la prelucrarea pieselor din metal cu forme geometrice greu prelucrabile prin aşchiere.

Se cunoaşte o sculă abrazivă, care conţine un disc abraziv, suprafaţa de lucru a căruia este formată din sectoare abrazive cu granulaţie mare şi mică. Cu scopul de a spori proprietatea de aşchiere a sculei, sectorul abraziv cu granulaţie mare este fixat rigid pe suprafaţa discului abraziv, iar sectorul abraziv cu granulaţie mică este montat pe garnituri elastice [1].

Dezavantajul acestei scule abrazive constă în complexitatea tehnologică de executare a ei, totodată scula funcţionează dificil la prelucrarea suprafeţelor cu o calitate sporită, îndeosebi a materialelor greu prelucrabile şi care necesită o formă geometrică precisă.

Se cunoaşte, de asemenea, o sculă abrazivă cu densitatea masei abrazive variabilă în fiecare din secţiunile ei transversale, cu creşterea densităţii la micşorarea razei. Cu scopul de a spori calitatea de aşchiere a sculei din contul uzurii uniforme, de-a lungul generatoarei scula este executată în formă de con, cu granulaţia variabilă a masei abrazive, care se micşorează cu micşorarea razei sculei [2].

Dezavantajele acestei soluţii constau în complexitatea tehnologică de executare a ei, eficienţa scăzută la prelucrarea suprafeţelor cu calităţi sporite, îndeosebi a materialelor greu supuse rectificării şi cu forme geometrice precise.

Cea mai apropiată soluţie este scula abrazivă, care conţine un corp, format din trei discuri abrazive, aşezate pe un dorn. Discurile laterale sunt executate pe baza unui liant flexibil. Pe corp este fixat un strat cu proeminenţe aşchietoare, care au o lungime a curbei diferită în fiecare secţiune a discului, dată de o relaţie. Proeminenţele şi adânciturile sculei au o lungime diferită, iar raportul dintre lungimea proeminenţei şi lungimea următoarei adâncituri este constant, proeminenţele şi adânciturile pe diametru sunt simetrice, astfel încât să fie respectată o egalitate [3].

În multe lucrări ştiinţifice accentul este pus pe intensificarea procesului de aşchiere, ceea ce inevitabil duce la sporirea productivităţii, însă apare riscul înrăutăţirii calităţii producţiei obţinute. De aceea, problema trebuie soluţionată în complex, prin depistarea parametrilor de exploatare, care depind de mai mulţi factori.

În industria construcţiei de maşini permanent apar materiale noi de construcţie, care au proprietăţi fizico-mecanice deosebite şi care impun la prelucrarea lor nu numai corecţia regimurilor de prelucrare, dar şi utilizarea unor noi condiţii de prelucrare. La astfel de materiale se referă oţelurile de construcţie puţin aliate cu carbon, crom, nichel şi oţelurile rezistente la temperaturi înalte şi aliajele.

Sporirea eficacităţii procedeelor de rectificare a pieselor din materiale rezistente la temperaturi, micşorarea arsurilor şi rugozităţii suprafeţei obţinute şi simultan sporirea volumului de metal îndepărtat poate fi posibilă datorită realizării unor construcţii şi tehnologii de elaborare a sculelor aşchietoare.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenţia este sporirea productivităţii tehnologice de executare a sculelor abrazive, ameliorarea calităţii suprafeţei prelucrate datorită faptului că se înlătură sectoarele cu dimensiuni neproporţionale cu abrazive cu granulaţie mare şi mică.

Scula abrazivă, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că este executată în formă de disc şi conţine sectoare abrazive cu granulaţie mare şi granulaţie mică, care în pereche sunt divizate de un sector abraziv cu o duritate mai mică decât duritatea sectoarelor abrazive cu granulaţie mare şi mică. Sectoarele abrazive sunt unite între ele, spre centrul sculei, printr-un cerc abraziv cu duritate mai mică, iar lungimile arcurilor de circumferinţă ale sectoarelor abrazive cu granulaţie mare şi mică sunt egale şi de două ori mai mari decât lungimea arcului de circumferinţă al sectorului abraziv cu duritate mai mică. Sectorul abraziv cu granulaţie mică este executat din micropulbere abrazivă, sectorul abraziv cu granulaţie mare - din granule abrazive, şi sectorul abraziv cu duritate mai mică - din pulbere abrazivă. Duritatea abrazivilor este selectată în funcţie de duritatea materialului piesei prelucrate. Sectoarele abrazive sunt amplasate asimetric faţă de axa de simetrie a discului. Sectoarele abrazive sunt amplasate asimetric faţă de axa de simetrie a discului, după o curbă.

Invenţia se explică prin desenele din fig. 1-4, care reprezintă:

fig.1 - scula abrazivă;

fig.2 - o variantă a sculei cu amplasarea sectoarelor abrazive asimetrice;

fig.3 - o altă variantă a sculei abrazive cu amplasarea sectoarelor abrazive în formă de curbă;

fig.4 - histograma intensităţii îndepărtării metalului Y:

1 - oţel 20Х2НМА;

2 - oţel 12Х2НМА;

3 - aliaj ХН62МВКЮ;

4 - aliaj ХН77ТЮР.

Scula abrazivă este executată în formă de disc şi împărţită prin pereţi în sectoare abrazive cu granulaţie mare 1 şi granulaţie mică 2, care în pereche sunt divizate de sectorul abraziv cu o duritate mai mică 3 decât duritatea sectoarelor abrazive cu granulaţie mare 1 şi mică 2, apoi prealabil se presează, se extrag pereţii despărţitori şi, în final, se presează şi se supune tratamentului termic. Sectoarele abrazive sunt unite între ele, spre centrul sculei, printr-un cerc abraziv cu duritate mai mică, iar lungimile arcurilor de circumferinţă ale sectoarelor abrazive cu granulaţie mare 1 şi mică 2 sunt egale şi de două ori mai mari decât lungimea arcului de circumferinţă al sectorului abraziv cu duritate mai mică 3. Sectorul abraziv cu granulaţie mică 2 este executat din micropulbere abrazivă, sectorul abraziv cu granulaţie mare 1 - din granule abrazive, şi sectorul abraziv cu duritate mai mică 3 - din pulbere abrazivă. Duritatea abrazivelor este selectată în funcţie de duritatea materialului piesei prelucrate. Sectoarele abrazive 1, 2 şi 3 pot fi amplasate asimetric faţă de axa de simetrie a discului, sau asimetric după o curbă.

Scula abrazivă funcţionează în modul următor.

Scula se instalează pe axul principal al maşinii de rectificat, aceasta lucrând ca o sculă obişnuită. Specificul distinctiv al ei constă în aceea că la prelucrare sectorul abraziv cu o duritate mai mică 3 se uzează mai rapid, totodată în faţa sectorului abraziv cu granulaţie mare 1 se formează adâncituri, care provoacă microlovituri şi microvibraţii, care au loc la intrarea sectorului cu granule abrazive mari 3 în contact cu piesa prelucrată. Pe baza aceasta se îmbunătăţeşte procesul de aşchiere, se micşorează tensiunile tehnologice remanente, se micşorează îmbâcsirea sculei abrazive, mai ales pentru prelucrarea materialelor greu supuse aşchierii. Aceasta acţionează pozitiv asupra obţinerii unor piese cu forme geometrice precise, deoarece microloviturile şi microvibraţiile au loc mai ales în zona de aşchiere, şi nu între piesă şi sculă în ansamblu. Utilizarea sectorului cu granulaţie mică 2, care urmează după cel cu granulaţie mare 1, ameliorează calitatea suprafeţei prelucrate. Lungimea arcului de circumferinţă al sectorului abraziv cu o duritate mai mică 3 este de două ori mai mică decât lungimile arcurilor de circumferinţă ale sectoarelor abrazive cu granulaţie mare 1 şi mică 2, astfel limitându-se zona de aşchiere în care au loc microloviturile şi microvibraţiile. Sectorul abraziv cu granulaţie mare, executat din granule abrazive, îndepărtează stratul (adaosul) esenţial al materialului, iar sectorul abraziv cu granulaţie mică 2, executat din micropulberi abrazive, realizează simultan prelucrarea fină a stratului exterior al piesei.

Discul abraziv se execută pe liant ceramic. Materialul abraziv - electrocorindon alb 25A (Al2O3) conţine 93…96% Corund. Este posibilă executarea şi din electrocorindon normal 13A, 14A, 15A. Granulaţia sectorului abraziv mare 12, sectorul CM1; sectorul abraziv cu granulaţie mică cu abrazivele M40 CM1, sectorul abraziv cu o duritate mai mică M2. Structura discului abraziv cu o densitate medie a sculei. Se poate de mărit numărul structurii până la 12, însă aceasta va spori costul sculei în ansamblu. Viteza de lucru a sculei abrazive se ia de 30…35 m/s, neechilibrarea discului de rectificare la o viteză de 30 m/s nu depăşeşte 40 g, ce corespunde clasei a treia de neechilibrare după GOST 3060-86.

Masa sculei abrazive se determină din relaţia:

m = ϒaVsVa/100, unde:

ϒa - densitatea materialului abraziv;

Vs - volumul sculei abrazive.

Structura sculei abrazive se caracterizează prin conţinutul de material abraziv într-o unitate de volum, exprimat în procente.

Va+V1+Vp = 100%, unde:

Va - volumul granulelor abrazive;

V1 - volumul liantului;

Vp - volumul porilor.

Parametrul care determină structura este Va. Totodată se cere să se respecte strict raportul dintre volumele sectoarelor discului rectificator, abaterea admisibilă fiind de ± 5%.

Duritatea sectoarelor discurilor abrazive s-a verificat în corespundere cu GOST 18118-79 pe aparatul, acţiunea căruia este bazată pe distrugerea sculei abrazive printr-un jet din nisip de cuarţ.

S-au realizat cercetări de comparare a intensităţii de îndepărtare a metalului Y cu o sculă standardizată în formă de disc din electrocorindon alb 25A cu granulaţie 40 pe liant ceramic şi cu o sculă cu granulaţie diferită, care are sectoare cu valori 15, 25 şi 40.

S-a măsurat Qm (metal îndepărtat) după 10 min de rectificare neîntreruptă a probelor. Cercetările s-au realizat în condiţiile de producere pe maşina unealtă model 3M115. Avansul de pătrundere a constituit 0,01 mm/cursă dublă. În calitate de LUR (lichid ungere răcire) pentru oţel 12X2H4A şi 20XH2MA s-a utilizat Acvol-5, iar pentru ХН62МВКЮ şi ХН77ТЮР - ukrinol-14.

Rezultatele cercetărilor, obţinute ca valori medii după 5 experimente realizate consecutiv, sunt prezentate în formă de histograme în fig. 4. Analiza prezentată în fig. 4 atestă faptul că utilizarea discurilor abrazive cu sectoare abrazive cu granulaţie diferită sporeşte cu cca 15÷20% intensitatea de îndepărtare a metalului Y din contul creşterii îndepărtării metalului Qm ca urmare a micşorării îmbâcsirii discului abraziv din cauza apariţiei microoscilaţiilor.

Astfel, micşorarea de două ori a lungimii de circumferinţă a sectorului abraziv cu duritate mai mică duce la simplificarea construcţiei discului abraziv, la sporirea preciziei de prelucrare, la îmbunătăţirea calităţii indicilor stratului superficial (rugozitatea, tensiunile tehnologice remanente, precizia formei geometrice a piesei) şi la sporirea duratei de funcţionare a discului abraziv între două îndreptări ale discului pe contul micşorării îmbâcsirii sau uzurii lui.

1. SU 1609628 A1 1990.11.30

2. SU 1645124 A1 1991.04.30

3. MD 3532 C1 2008.03.31

Claims (3)

1. Sculă abrazivă, care este executată în formă de disc, ce conţine sectoare abrazive cu granulaţie mare şi granulaţie mică, care în pereche sunt divizate de un sector abraziv cu o duritate mai mică decât duritatea sectoarelor abrazive cu granulaţie mare şi mică, totodată sectoarele abrazive sunt unite între ele, spre centrul sculei, printr-un cerc abraziv cu duritate mai mică, iar lungimile arcurilor de circumferinţă ale sectoarelor abrazive cu granulaţie mare şi mică sunt egale şi de două ori mai mari decât lungimea arcului de circumferinţă al sectorului abraziv cu duritate mai mică; sectorul abraziv cu granulaţie mică este executat din micropulbere abrazivă, sectorul abraziv cu granulaţie mare - din granule abrazive, şi sectorul abraziv cu duritate mai mică - din pulbere abrazivă; duritatea abrazivilor este selectată în funcţie de duritatea materialului piesei prelucrate.

2. Sculă abrazivă, conform revendicării 1, în care sectoarele abrazive sunt amplasate asimetric faţă de axa de simetrie a discului.

3. Sculă abrazivă, conform revendicării 1, în care sectoarele abrazive sunt amplasate asimetric faţă de axa de simetrie a discului, după o curbă.