УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ФЛАНЦЕВ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ АЛМАЗНЫХ КРУГОВ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ИХ УСТАНОВКИ

Одним из основных методов установки алмазных кругов диаметром более 100 мм на шпинделе шлифовального станка является их крепление на переходных фланцах.

Крепление алмазных шлифовальных кругов с помощью стандартных переходных фланцев вызывает погрешность установки (рис.1), обусловленную тем, что посадочные поверхности круга и фланцев выполняются с гарантированным зазором. Погрешность установки проявляется в появлении радиального Rc биения и дисбаланса (неуравновешенности).

Наличие радиального биения может превратить непрерывный контакт поверхности круга в прерывистый. При этом за время полного оборота круга в работе будут участвовать только отдельные участки его рабочей поверхности, что ухудшает качество обработки и снижает съем материала [1].

При дисбалансе круга возникают вибрации, приводящие к снижению качества обработанной поверхности (появляется огранка и волнистость), к усилению износа и преждевременному выходу из строя шпиндельного узла; возрастает опасность разрыва круга.

Для устранения радиального биения шлифовальные круги правят, а для снижения дисбаланса подвергают балансировке, причем в ряде случаев двукратной (до и после правки). Таким образом, устранение погрешности установки сопряжено с увеличением вспомогательного времени и приводит к непроизводительным потерям алмазов, удаляемых с рабочей поверхности круга в процессе правки.

Величина радиального биения предопределяется величиной полей допусков на посадочные размеры шлифовального круга и неподвижного фланца, регламентируемой ГОСТами [2, 3].

Вследствие того, что статистическое распределение размеров при изготовлении цилиндрических поверхностей подчиняется нормальному закону [4], при расчете величины радиального зазора будем использовать середину допусков на посадочные размеры круга и фланца:

Величина неуравновешенной силы Р_Н, Н [5]:

Допускаемая неуравновешенная сила [Р_Н], Н:

Результаты расчета потерь алмазов на операции правки по формуле (1) и неуравновешенности по формулам (5), (6) для алмазных кругов различных типоразмеров приведены в табл.1.

Таблица 1 – Влияние погрешности установки круга на фланцы на величину удаляемых алмазов и неуравновешенность системы "фланцы - шлифовальный круг"

Как видно из таблицы, непроизводительные потери алмазов на операции правки и дисбаланс, вызванные погрешностью установки зависят от геометрических размеров шлифовального круга. Так, для алмазного круга 1А1 500x203x80x6 ГОСТ 16167-90 потери составляют 26,5 карат на одну операцию правки, а неуравновешенная сила может в 5 раз превышать допустимую, что требует выполнения дополнительной балансировки фланцев со шлифовальным кругом в сборе.

Для устранения отмеченных негативных последствий погрешности установки кругов, на основе анализа существующих конструкций [6 - 8], предложена конструкция фланцев (рис.2), обеспечивающая точную установку РПК по радиальному биению без нарушения уравновешенности системы "фланцы-шлифовальный круг".

Шлифовальный круг 4 устанавливается на неподвижный фланец 1 и предварительно (так, чтобы круг не перемещался под действием собственного веса) закрепляется с помощью подвижного фланца 2 затяжкой винтов 3. В соосные отверстия, выполненные в торцах фланцев 1, 2 устанавливаются центрирующие элементы 5 в виде ступенчатых пальцев, причем ступень 6 контактирует с поверхностью отверстия в подвижном фланце, а поверхность ступени 7 – с поверхностью отверстия в неподвижном фланце. Эксцентриковая ступень 8 при повороте центрирующего элемента 5 контактирует с внутренней поверхностью шлифовального круга и перемещает РПК в радиальном направлении. После устранения радиального биения шлифовальный круг окончательно закрепляется винтами 3, а из фланцев удаляются центрирующие элементы, что исключает необходимость последующей балансировки системы "фланцы-шлифовальный круг".

На предложенное решение подана заявка в Госпатент Украины.

Конструкция фланцев обеспечивает экономию алмазов круга 1А1 500x203x80x6 до 15 гривень на одной операции правки.