Смазочно-охлаждающая жидкость для алмазной обработки оптического стекла

Смазочно-охлаждающая жидкость для алмазной обработки оптического стекла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ АЛМАЗНОЙ ОБРАБОТКИ ОПТИЧЕСКОГО СТЕКЛА, содержащая воду и азотсодержащую полимерную добавку, отличающаяся тем, что, с целью повышения произродительности процесса и качества обработанной поверхности,жидкость в качестве азотсодержащей полимерной добавки содержит полиэтиленполиамин мол.м. 8000-11000 при следующем соотношении компонентов, мас.%; Полиэтиленполиамин молекулярной массы 8000-11000 0,05-1,0 ВодаОстальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ХЮ Р

РЕСПУБЛИН

3(БЬ С 10 М 3 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

РОСУДАРС ПЗЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

)(21) 3485526/23 04 .(22) 28.06 ° 82

° ° ° ° 46) 23.02.84. Бюл. В 7, 2) В.П. Коровкин, П.A. Гимбицкий, В.И. Альтшуллер и Ю.В. Ашкеров (53) 621.892:621.7.016.3 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 253284, кл. С 10 М 3/04, 1970. (2. Авторское свидетельство СССР

Р 596613, кл. С 10 М 3/16, 1978.

3. Патент США 9 3922821, кл. В 24 В 1/00, 1975 (прототип). (54) (57) СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДИОЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ АЛМАЗНОЙ ОБРАБОТКИ ОПТИ„.SU„„10 4 А

ЧЕСКОГО СТЕКЛА, содержащая воду и азотсодержащую полимерную добавку, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности процесса и качества обработанной поверхности, жидкость в качестве азотсодержащей полимерной добавки содержит полиэтиленполиамин мол.м. 8000-11000 при следующем соотношении компонентов, мас.В:

Полиэтиленполиамин молекулярной массы 8000-11000 0,05-1,0

Вода Остальное

1074895

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ}, которые могут применяться для алмазной обработки оптического стекла.

Для обработки стекла алмазным . Инструментом широко применяются

СОЖ на основе водных растворов глицерина и гликолей — основных компонентов, определяющих их эксплуатационные свойства.

Известен состав СОЖ "Эмус" для обработки оптического стекла„ содержащий, мас.Ъ:

Сульфокнслоты 75

Глицерин 10

Тринатрийфосфат 15

В указанный состав может быть добавлен глицерин в количестве

10 мас.В 11(.

Однако известная СОЖ не обладает достаточной эффективностью в части производительности процесса шлифования, чистоты обрабатываемОЙ поверхности и сохранения режущей способности инструмента.

Известен состав СОЖ (,2l для алмазной обработки стекла, содержащий, мас.Ъ:

Этиленгликоль 30-50

Глицерин 20-30

Алиэарин 0,5-1

ВОда До 100

Однако укаэанный состав не обеспечивает высокой производительности и стабильности шлифования особенно при обработке твердых стекол с большим содержанием,цвуокиси кремния (кварцевое стекло, ЛК5, К8 и др.).

Наиболее близкой IIo технической сущности к предлагаемой является

СОЖ для алмазной обработки oITH ecкого .стекла, содержащая воду и

0,1-5 мас.Ъ полкэтиленимина молекулярного веса 600-100000, исполь-зуемого в качестве азотсодсржащей полимерной добавки.

Положктельный эффект высокомолекулярного полиэтиленимина объясняется тем, что будучи катионным соединением, молекулы полиэтиленимина легко притягиваются к отрицательно заряжающейся в процессе шлифования поверхности стекла. При этом между поверхностями стекла и инструмента образуется слой с высокимк смазывающими свойствами. Характерно, что 0,1-5% вещества в растворе оказывается достаточным для предотвращения нагрева при избыточном трении, свойственном операциям абразивной обработки стекла (.3 }.

Однако известиая СОЖ не Обеспечивает высокой производительности процесса и качества поверхности.

Целью изобретения является повышение производительности и качества обработанйой поверхности.

Поставленная цель дос.кгается тем, что СОЖ для алмазной Обр(боткк оптического стекла, содержащая воду и азотсодержащу(а поли(ер; †.Ую добавку,„ B качестве последней содержит полиэтиленполиамин мслек"HHli †. ной массы 8000-11000 IlpA cJ("-JIJ.(.(((3(( соотноше HH KoMIIонентов „. (а .. 2:

Полиэтиленполиамкн мо-лекулярной ivlBccLI еО0О- 1000 :j 03 - (10

Вода ОC I;=H;-- Hî=Высокомолекулярный пс; —,—; ткленполиамкн (ПЭПА) получают кз 1(сход(согз продукта (ПЭПА марки "А";

ТУ602-1099-77 следующим Обрс(:О,. (, К порции 100 г исходного, 0оспукта в стакане llpH интенсивном пере-= мешиванки добавляют медлен»o:10 кап,лям 20 мл эпкхлоргидрина. Полу" нную смесь вь1держивают 3 ": ItpH 50 С, Вате(4 реакционную смесь ра 3 б а в.1 —. i-(((" i 10 l r:ë воды и к полученному раствору -(едленно добавляют 16 мл эпкхлоргидри— на к затем выдерживают смесь 3

0 прк 50 С. Полученный ПЭПА кме-= ха— рактерную вязкость 0,.13-0 17 чл /тчто соответствует молекулярной массе приблизительно 10 тыс,. Эначение молекулярной массы ПЭПА может варьироваться к Определяться количеством

ДсбаВЛЯЕМОГО ЭПИХЛОРГИДР IHc . ИЗМЕНЕние концентрации последнегс 0- . до

200 МЛ Hc 1 Л ПрИГОТсаВЛИ((а01.(0=0 Про-. дукта Обс-опочив ает Г олуч=.—.((» Э-IA c молекулярной массой 6000-1 00„;, ((редГ(с(га(мую СС, ; I Олу -;ас „ - ты ф смешением компонентов (3 Обь ч -ых

УСЛОВИЯХ, ПЭПА,. как и поли=,i 1»(.å.—,;.:., -, l .Э1 ; ., имеет «аТ 10Hную природу и 1!рс(гьляе „. аНаЛОГИЧНЫЕ С.;азОЧНЬ(с ::--..:-":- . Об раз уя тОнккй слой vi:= .,(,l:". !:Оэс. p (i 3 т —, "

МИ СTBKJIcl H HHCTP _#_J= ÊT 3: Х Ос,ХТ = PH о зующийся мат(ым 00(100; ивл .-ие:„,;:ви— гу. Помимо †;т:ого вьк."Окомсл . ;. †.Ир—

HbIA ПЭПА проявляет ьысокую 1; 0(. IIIIP:iсообразую(к(ую а I .H330ñTH,- зс гу-1;-,:;

Во Бззимодействис с прон ОНО .- - Я . кой инструмента „.:: (астнзсти :..Иле-,.— сообразующей актив 10cт =I(. I. P,;..:(еНИИ ИОНОВ МЕДИ д СОС(P- Г -.ИС с;: "- ": :Х

СТРУК ГУРНЫХ I P)iлл Р го ."гэВЕ . 01 . ""

Мвр((С(й Ма(сро(..(01„ ЕКут((т П -1Н, С;, r-.r-(.-Ч(=,— эае; ей -3(11 (=с" Г(В(!Ы уР— а; — -".;; —, †. -, 1 - -= = свойства,. превосходящие I!3:», Образующееся ком((1((екс.-::;=-. Соед-(.-:Н(=НИЕ Н - BHJIIIP гС Я ац1 E-.з с-,н(-;; — ат т --.

НЫМ К ПРОДУКТУ (т(Л(((1:С;: à- .: -I - .:Ег(10дисперс.нс.".у стеклу, в От. окиси меди, плснка которои ФО;. .. ., Оу— ется на поверхности связки в бос(ьшинстве водных сред. Прк этом слу -.(ае ОбразОванин ОKHcHoй IIJIC (ХH, частицы стекла кали((ею на llo:=::- рхность инструменга Слой ст. кла играет роль буффера, переводя pclæH = резания в режим трен:-.я., резул(-.;:-::-1074895

Производительность, мкм/мин

Шероховатость, мкм

Молекулярная масса, тыс.ед.

Содержание ПЭПА, мас.Ъ

I nepe- II переход I переход II переход ход

0,08-0,1

0,07-0,08

0,07-0,09

0,07-0,08

0,08-0,1

0,28-0

0,28-0

0,28-0

0,27-0

0,25-0

0.,1

0,1

0,1

0 %

0,1,3 ,3 ,31 ,29 ,27

103

98

24

34

39

6

11

?О

О, 21-0, 23 0,075-0,08

0,007

0,01

0,17-0,19

0,19-0,22

0,02-0,03

0,05-0,06

70

0 05

28

0,26-0,28

0,29-0,3

0,07-0,09

0,12-0,15

37

О, 3-0, 82 О, 15-0, 16

1,8

37

0,1-5

6-10

0,36-0,38

0,16-0, 17 том которого является потеря инструментом режущих свойств — засаливание.

В среде ПЭПА налипание стекла не происходит. Промежуточная структура (комплексное соединение ПЭПА с медью) легко удаляется абразивным воздействием порошкообразного шлама, что обеспечивает устойчивое непрерывное обновление режущей поверхности инструмента, т.е. его работу в режиме самозатачивания, характеризующегося постоянными в процессе эксплуатации производительностью, шероховатостью обработанной поверхности и скоростью износа инструмента. Отмеченное условие при- 15 обретает особую важность для операций финишной обработки инструментами с зернистостью алмаза 40 мкм и ниже, когда ресурс работы зерен мелких фракций достаточно мал и отклонение от оптимального режима самозатачивания приводит к резкому снижению эффективности шлифования.

Таким образом, высокомолекулярный ПЭПА помимо смазочного действия проявляет высокую активность к поверхности бронзовой связки. В результате взаимодействия молекул

ПЭПА с медью образуется промежуточная структура, что дает высокий положительный эффект при шлифовании.

Проведены исследования по выявлению функциональных зависимостей эффективности алмазного шлифования стекла от концентрац."ли высокомолекулярного ПЭПА в водном растворе, использующемся в качестве СОЖ, и значения молекулярной массы ПЭПА.

Опыты по шлифованию проводят на станке 9ШП. Обрабатывают блоки плоских заготовок иэ оптического 40 стекла. Диаметр блока 70 мм, исходная шероховатость поверхности заготонок 2,0 мкм, частота вращения шпинделя станка 1100 об/мин, давление на инструмент 1 кг/см . Инстру2 мент сборный, состоит иэ 24 алмазных таблеток на бронзовой связке. состава, Си65п концентрация алмаза 25%, скорость подачи СОЖ при циркуляции в замкнутом объеме

3 л/мин. Обработку проводят при принятой в оптической технологии схеме в два перехода инструментами зернистости ACN 28/20 и 10/7.

Поскольку на практике основные трудности с точки зрения обеспечения требуемой производительности и стабильности шлифования возникают при обработке стекол средней (твердость по сошлифовыванию 1,0) и высокой :(твердость по сошлифовыванию более 1,0) твердости (ГОСТ 13659-68) предлагаемые эксперименты проводят на стеклах именно этих групп- и на наиболее трудно-обрабатываемом материале — кварцевом стекле. Функциональные зависимости эффективности шлифования от концентрации и молекулярного веса ПЭПА получены на стекле К8, представляющем широкую группу стекол средней твердости, и используют в качестве эталона.

Используют ПЭПА с молекулярной массой в интервале 6-70 тыс., нижний предел обусловлен повышенной токсичностью низкомолекулярных модификаций ПЭПА, а верхний — плохой растворимостью в воде ПЭПА с молекулярной массой более 70 тыс.

Результаты испытаний в сравнении с известным составом представлены в таблице.

1074895

Составитель E. Пономарева

Редактор Н. Рогулич ТехредЖ.Кастелевич Корректор И Эрдейи

Тираж 489 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 456/24

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Из данных таблицы следует, что характеристики шлифования изменяются при изменении молекулярной мас-. сы ПЭПА. Максимальную производительность при одинаковой концентрации

ПЭПА (0,1 мас.Ъ) обеспечивают составы с молекулярной массой 811 тыс,ед. Показатель шероховатости поверхности менее чувствителен к молекулярной массе ПЭПА и изменяется в пределах 0,3-0,2 и 0,1-0,08 мкм 0 для инструментов I u II-го перехода соответственно. При уменьшении молекулярной массы ниже 8000 и ее увеличении выше 11000 наблюдается значительное снижение производитель- 15 ности. Оптимальной концентрацией

ПЭПА является содержание его в воде в количестве 0,05-1,0 мас.%.

Содержание ПЭПА в воде ниже

0,05 мас.Ъ резко снижает производительность процесса обработки, а увеличение его концентрации более

1 мас.Ъ не дает выигрыша в производительности, но приводит к увеличе-, нию шероховатости на II-м переходе и соответственно повышению износа инструмента.

Сравнение с известными предлагаемые составы СОЖ обеспечивают более высокую производительность (и

1,4 раза) при более низкой шерохо= ватости обрабатываемой поверхности.

Таким образом, предлагаемая СОЖ является эффективным смазочным средством при алмазной обработке оптического стекла.