Інструмент для фінішної обробки

Винахід відноситься до області виробництва шліфувального і полірувального інструменту для обробки плоских поверхонь виробів з алюмосилікатних матеріалів і може бути використаний для фінішної обробки виробів на мостових шлі фувально-полірувальних верстатах, обладнаних планетарними пристроями-ферасами. Використання ферас дозволяє значно підвищити продуктивність обробки за рахунок підвищення швидкості відносного руху інструментів відносно виробу, що оброблюється. Однак складна кінематична схема обробки у випадку застосування ферас робить задачу розробки конструкції інструменту для забезпечення високої продуктивності обробки за високої якості оброблених поверхонь актуальною. Відомий інструмент для фінішної обробки (див. авт. св. №1717326Al М.кл.5 В24D7/00, опубл. 07.03.1992р. Бюл. №9), на якому закріплено робочий шар у вигляді полірувальних елементів однакових розмірів, які розташовані в точках перетину концентричних кіл радіуса R=n×d (d - діаметр полірувального елемента, n - номер кола) з астроїдами, рівняння яких х2/3+у2/3= а2/3 , (х, у - прямокутні координати, a=4×k×d - параметр астроїди, k номер астроїди), причому полірувальні елементи розташовані у точках перетину кіл із парним n з астроїдами з непарним k і кіл із непарним n з астроїдами з парним k. Недоліком такого інструменту слід вважати нерівномірний знос робочого шару, обумовлений різним розподілом зусиль і відносної швидкості, яка діє на різних його ділянках. Відомий також інструмент для фінішної обробки (див. авт. св. №688323, МПК2 В24D5/00, В28D1/00, опубл. 30.09.79р. Бюл. №36), що містить корпус, на якому закріплено робочий шар у вигляді зігнути х лопатей з постійною шириною, виконаних таким чином, що їх середня лінія відносно центру корпуса задовольняє рівнянню mj логарифмічної спіралі r = r0 × e , де r, j - координати, r0 - початкове значення радіус-вектора r при j = 0 , m постійний параметр. Недоліком описаного інструменту є більш інтенсивнй знос периферійної частини робочого шару інструменту при обробці плоских поверхонь виробів з алюмосилікатних матеріалів на шліфувально-полірувальних верстатах, обладнаних ферасами, що є наслідком однакової ширини лопатей робочого шару інструменту по напрямку від його центру до периферії. Відомий також найбільш близький за технічною суттю інструмент для фінішної обробки (див. Патент №51091А М.кл.7 В24D7/00, опубл. 15.11.2002р. Бюл. №11), що має корпус, на якому закріплено робочий шар у вигляді зігнутих лопатей, які мають ширину, яка зростає від центральних зон до периферійних, при цьому профіль m(j- j0 ) mj лопаті робочого шару обмежений двома логарифмічними спіралями r = r0 × e і r = r0 × e (r, j j 0 - кутовий зсув, r - радіус центрального отвору інструменту, m – постійний параметр) та колом координати, 0 j 0 складає 80°...85°. радіуса R=(1,3-1,5)r , а 0 Недоліком такого інструменту слід вважати те, що при обробці виробів на мостових шліфувальнополірувальних верстата х, обладнаних терасами, його робочий шар буде зношуватися нерівномірно. Рівномірність зносу визначається за коефіцієнтом рівномірності, який визначається відношенням мінімального значення інтенсивності зносу робочого шару до максимального згідно формули: Imin Imax де Imin , I max - мінімальне та максимальне значення інтенсивності зносу робочого шару інструменту. Як показали експериментальні дослідження, центральні зони інструменту зношуються більш інтенсивно ніж периферійні, а коефіцієнт рівномірності досягає 0,2. Як наслідок, строк експлуатації інструменту зменшується. Більш того, як результат нерівномірності зносу робочого шару інструменту, площа його контакту з поверхнею виробу зменшується, що призводить до істотного збільшення питомого тиску притискання. Як наслідок підвищення питомого тиску, підвищується температура в зоні обробки. Результатом цього є виникнення дефектів на оброблених поверхнях виробів. В основу винаходу покладено завдання такого удосконалення інструменту для фінішної обробки, при якому за рахунок зміни геометрії лопатей забезпечується однакова інтенсивність зносу робочого шару інструменту на різних його ділянках, а, відповідно - підвищення терміну працездатності інструменту за відсутності дефектів на поверхнях оброблених виробів. Для вирішення цього завдання в інструменті для фінішної обробки, що містить корпус, на якому закріплено робочий шар у вигляді зігнутих лопатей, які мають ширину, яка зростає від центральних зон до периферійних а s = 1 mj профіль лопаті робочого шару з одного боку обмежений логарифмічною спіраллю r = r0 × e (r, j - координати, r0 - радіус центрального отвору іструменту, m - постійний параметр), профіль лопаті робочого шару з др угого боку обмежений параболічною спіраллю r2=2.р.( j - j 0 ) (r, j - координати, j - кутовий зсув, р=D/100, D - діаметр 0 інструмента). При цьому параметр р найкраще брати у діапазоні D/105…D/95. Робочий шар інструменту може виконуватися як суцільним, так і з окремих елементів, закріплених в полімерну матрицю. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляється і технічними результатами, які досягаються при її реалізації, полягає у наступному. Завдяки вибору пропонованої форми лопатей, обмежених різними за формою спіралями з обох боків, згідно винаходу, вперше в умовах фінішної обробки досягається можливість забезпечення рівномірного зносу робочого шару інструменту при обробці виробів на мостових шліфувально-полірувальних верстатах обладнаних ферасами. Завдяки досягненню рівномірності зносу робочого шару інструменту досягається рівномірність розподілення тиску по поверхні виробу, що оброблюється і, як наслідок, підвищується термін працездатності інструменту за відсутності дефектів на оброблених поверхнях виробів. Як показали експериментальні дослідження, рівномірність зносу робочого шару досягається тоді, коли величина параметра р параболічної спіралі змінюється у межах D/105…D/95. При цьому при виході р за пропонований інтервал в менший бік інструмент зношується більш інтенсивно на периферії. При виході р за пропонований інтервал в більший бік інструмент зношується більш інтенсивно в центральній зоні. Величини коефіцієнтів рівномірності s в запропонованому діапазоні значень р (пр.1), при граничних значеннях діапазону (пр.2-3), при виході за його межі (пр.4,5) і за прототипом (пр.6) наведені в таблиці. Таблиця Об'єкт випробувань Пропонований інструмент Інструмент за прототипом № п/п 1 2 3 4 5 Р D/100 D/95 D/105 D/80 D/115 s 0.04 0.08 0.07 0.18 0.17 6 0.2 На кресленнях проілюстровано даний винахід, де на фіг.1 представлено загальний вигляд інструменту для фінішної обробки з суцільним робочим шаром у вигляді зігнутих лопатей, на фіг.2 - розріз по А-А на фіг.1, на фіг.3 - загальний вигляд, на фіг.4 - розріз по Б-Б на фіг.3. Інструмент для фінішної обробки має корпус 1 з зовнішнім діаметром D і центральним отвором діаметром do, і закріплений на корпусі 1 робочий шар (фіг.1-4) у вигляді зігнутих лопатей 2, з шириною, яка зростає від mj центральних зон до периферийних, обмежених з одного боку логарифмічною спіраллю 3 ( r = r0 × e ), а з другого боку параболічною спіраллю r2=2×р×( j - j 0 )4. Кожна з лопатей 2 (фіг.3, 4) може бути утворена з окремих елементів 5 діаметром d, зафіксованих в полімерній матриці. Принцип роботи інструменту для фінішної обробки наступний. Інструменти закріплюють в ферасі. Кінематика планетарного механізму фераси забезпечує обертання фераси і обертання закріплених в ній інструментів в одному напрямі, при цьому фераса поступально переміщується відносно виробу, що оброблюється. Під дією осьового навантаження прикладеного до фераси інструменти притискаються до поверхні виробу. Через центральний отвір у фераси в зону обробки подається технологічна рідина. При використанні винаходу забезпечується, як показано вище, рівномірність зносу робочого шару інструменту у вигляді зігнути х лопатей 2, подовження терміну його працездатності за високої якості оброблених поверхонь виробів.