Способ изготовления абразивно-алмазного инструмента

Способ изготовления абразивно-алмазного инструмента

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНО-АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА, при котором абразивные элементы располагают в форме по заданной схеме и фиксируют связующим, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости изготовления инструмента с прерывистой рабочей поверхностью , берут бруски с абразивным и безабразивным слоями и устанавливают в форму с возможностью взаимного контакта и чередования абразивных и безабразивных участков. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что элементы располагают наклонно относительно вертикали в сторону безабразивного слоя. 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения безабразивного слоя берут в 1,1-2,0 раза больше площади поперечного сечения абразивного слоя. о со о ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистических

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3497680/25-08 (22) 11. 10.82 (46) 07.05.84. Бюл. ¹ 17 (72) К. Н. Захаров, Е. К. Субботин, А. М. Щкредов и А. Я. Рыбаков (71) Всесоюзный научно-исследовательский конструкторско-технологический институт природных алмазов и инструмента (53) 621.922.079 (088.8) (56) l. Авторское свидетельство СССР № 487756, кл. В 24 D 17/00, 1978 (прототип) . (54) (57) l. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНО-АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА, при котором абразивные элементы располагают в форме по заданной схеме и фик„„SU„„1090544 A з

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что элементы располагают наклонно относительно вертикали в сторону безабразивного слоя.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения безабразивного слоя берут в 1,1 — 2,0 раза больше площади поперечного сечения абразивного слоя.

1090544

Целью изобретения является совершенствование способа изготовления инструмента с регулируемой структурой абразивных и безабразивных участков рабочего слоя большой площади, повышение износостой40 кости инструмента, образование на рабочей поверхности лабиринта сквозных каналов для подачи охлаждающей жидкости и отвода продуктов разрушения и улучшение процесса первоначального вскрытия рабочей поверхности.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу изготовления абразивного алмазного инструмента, при котором рабочие абразивные элементы помещают в форму и заливают связующим, абразивные элементы снабжают по боковой поверхности безабразивным слоем и устанавливают их в форме так, чтобы абразивные и безабразивные участки чередовались на рабочей поверхности инструмента по заданнои схеме, при этом абразивные элементы приво- 55 дят в соприкосновение одного с другим и со стенками формы. Плотная установка абразивных элементов в форме позволяет

Изобретение относится к технологии изготовления алмазно-абразивных инструментов (торцовые фрезы и шлифовальные круги) и может быть использовано на камнеобрабатывающих заводах и при строительстве гражданских и промышленных сооружений для выравнивания поверхностей плит из природного камня и бетонных покрытий.

Известен способ изготовления абразивного инструмента, по которому в форме 10 по заданной схеме закрепляют абразивные элементы и заливают их самоотверждаемой пластмассой (I).

Недостатком способа является необходимость проведения предварительной операции закрепления абразивных элементов на дне формы. При необходимости создания рабочей поверхности с чередующимся абразивными и безабразивными участками нужно осуществить отдельные операции прессования при предварительном изготовлении абразивных и безабразивных элементов.

Опасность вознкновения сколов и выкрашиваний на абразивных элементах, окруженных связующим с низкой нрочностью и отстоящих один от другого на 5 — 10 тощин элементов, может также послужить причи- 25 ной вырывания с рабочей поверхности инструмента целых участков связки с абразивными зернами в случае приложения больших усилий шлифования при обработке таких твердых материалов, как граниты и плавленые огнеупоры. Кроме того, расположение в плоскости рабочей поверхности на одном уровне абразивных элементов и связующего затрудняет процесс первоначального вскрытия из связки абразивных зерен. устранить операцию закрепления элементов в фиксирующем слое.

Рабочие элементы выполняют с безабразивным слоем по площади поперечного сечения в l, l — 2,0 раза больше площади поперечного сечения абразивного слоя, при этом элементы устанавливают в шахматном порядке

Кроме того, абразивные элементы с параллельными друг другу основанием и верхней стороной могут быть установлены наклонно по отношению к рабочей поверхности инструмента, а абразивный слой располагают ближе к рабочей поверхности, чем неабразивный.

Для изготовления инструментов с чередующимися по заданной схеме алмазными и безалмазными участками необходимо предварительно изготовлять большое количество алмазных и безалмазных элементов. Технологию изготовления таких инструментов можно упростить, если элементы с абразивными и безабразивными слоями, плоскости раздела между которыми расположены горизонтально, прессовать одновременно или последовательно слой за слоем в одной пресс-форме, а затем устанавливать в форме для сборки так, чтобы плоскости раздела между абразивными и безабразивными участками были ориентированы перпендикулярно к рабочей поверхности инструмента, на которой в результате будет обеспечиваться чередование абразивных и безабразивных участков. Это позволит получить экономию времени и трудовых затрат при изготовлении инструментов с регулируемой структурой абразивных и безабразивных участков рабочего слоя, площадь которого не ограничивается технологическими параметрами предлагаемого способа ч может быть практически любой. Без дополнительных технологических сложностей решается также задача изготовления рабочего слоя инструмента сложной конфигурации.

Безабразивный слой может прилегать к абразивному с одной или двух сторон.

Безабразивный слой, износостойкость связки которого одинакова с износостойкостью связки абразивного слоя, будет предохранять последний от выкрашивания на кромках (на практике замечено, что грани незащищенных алмазных элементов в процессе работы всегда скругляются в результате выкрашиваний и интенсивного износа на кромках граней) и интенсивного износа при перегрузках, в противоположность инструменту, принятому за прототип, где рабочий абразивный элемент окружен со всех сторон связующим с невысокой износостойкостью (пластмасса, органическая связка) и поэтому быстро вскрывается и выступает из связки, подвергаясь в результате воздействия перегрузок и повышенному износу.

1090544

Предлагаемый способ изготовления торцового шлифовального круга предусматривает установку в коробчатой форме отдельных рабочих элементов так, чтобы они соприкасались один с другим, а также с дном и стенками формы, создавая тем самым пространственный скелет жесткости.

Такая структура рабочего слоя обладает повышенной способностью к сопротивлению против вырывания из рабочего слоя целых блоков, содержаших несколько рабочих элементов. В результате предлагаемый способ установки рабочих элементов в форме будет способствовать повышению износостойкости инструмента в целом.

10

Соотношение на рабочей поверхности инструмента абразивных и безабразивных участков квадратной или прямоугольной

t5 формы в случае установки элементов в шахабразивных участков меньше или равна площади абразивных участков, указанные процессы будут идти слабо или вовсе могут ripeкратиться, так как безабразивные участки

25 будут представлять собой изолированные зоны, окруженные со всех сторон абразивной поверхностью. Поэтому плошадь безабразивных участков на рабочей поверхности инструмента должна быть больше, чем площадь абразивных участков. Экс

30 периментально было установлено, что ripeвышение по площади безабразивных участков над абразивными на 1Оо/р достаточно для образования на рабочей поверхности торцового инструмента эффективной систе35 мы сквозных каналов при получистовом и чистовом шлифовании природного камня, При выравнивании торцовыми фрезами бетонных поверхностей плит природного камня после дробового распила необходимо соотношение абразивных и безабразивных участков увеличить в два раза для обеспечения транспортировки продуктов разрушения и подвод охлаждающей жидкости.

Дальнейшее увеличение доли безабразивных участков на рабочей поверхности ин45 струмента не улучшает процессов отвода продуктов разрушения, а в некоторый момент вызывает катастрофический износ абразивных участков. В связи с этим можно считать установленным, что для образования на рабочей поверхности инструмента эффективно действующей системы .сквозных каналов для подачи охлаждающей жидкости и отвода продуктов разрушения соотношение абразивных и безабразивных участков по площади поперечного сечения должно находиться в пределах от 1:1,1 до 1:2,0.

Торцовые шлифовальные инструменты с большой площадью рабочей поверхности матном порядке предопределяет эффективность процессов отвода продуктов разрущения из рабочей зоны и подачу в нее ох- 2О лаждаюшей жидкости. Если площадь безтребуют больших затрат времени и труда для вскрытия из связки абразивных зерен, так как на большой площади трудно создавать большие удельные давления, необходимые для снятия верхнего слоя связки.

Изобретение предусматривает установку прямоугольных или круглых рабочих элементов, основание которых параллельно верхней стороне, наклонно по отношению к рабочей поверхности инструмента, при этом безабразивный слой должен быть обрашен внутрь инструмента, а абразивный ориентирован наружу, так, чтобы быть расположенным на рабочей поверхности.

Такая установка рабочих элементов позволяет получить неровную, рифленую поверхность, на которой впадины с углом между плоскостями откосов в 90 будут чередоваться с гребнями с углом при вершине, равным также 90 При этом гребни образуются алмазоносными слоями рабочих элементов. Такая конфигурация рабочей поверхности позволяет легко создавать на вершинах гребней высокие удельные давления, что обеспечивает быстрое самозатачивание инструмента в самом начале его работы, без затрат времени и труда на специальное принудительное вскрытие алмазных зерен.

На фиг. 1 схематически изображен двухслойный, рабочий элемент; на фиг. 2 многослойный рабочий элемент; на фиг. 3 варианты чередования алмазных и безалмазных участков и размещения рабочих элементов в форме, соединенных связуюшим (пластмассой, смолой) — упорядоченно, в шахматном порядке; на фиг. 4 — то же, неупорядоченное расположение; на фиг. 5 — инструмент с наклонным расположением рабочих элементов, разрез; на фиг. 6 — каналы на рабочей поверхности инструмента для подачи охлаждаюгцей жидкости и отвода продуктов разрушения.

Каналы между абразивными участками образованы двумя безабразивными участками 2 и прослойкой между ними из связуюшего 3. Рабочие элементы с абразивным слоем 1 и безабразивным слоем 2 устанвливают в коробчатой форме 4 и приводят в соприкосновение один с другим, а также с дном и стенками формы 4, при этом они в совокупности образуют пространственный скелет жесткости. Свободные промежутки между рабочими элементами заполняют связующим 3. Дно и стенки формы имеют пазы и углубления для предотврашения выравнивания рабочего слоя из формы 4.

При установке рабочих элементов в форме 4 наклонно к рабочей поверхности инструмента абразивный слой 1 располагают над безабразивным 2. В приведенном на фиг. 5 варианте наклон рабочих элементов составляет 45 .

1090544

Б

Готовят алмазно-абразивную торцовую фрезу Ф 320 мм, содержащую на рабочей поверхности алмазные и безалмазные участки. Корпус фрезы выполняют из стали марки ст. 3. В корпусе в качестве формы протачивают кольцевое углубление шириной

21 мм и глубиной 24 мм. Толщина стенок кольцевого углубления 4 мм. Углубление с чередованием в шахматном порядке вручную заполняют двухслойными рабочими элементами, установленными под углом 45 размером 7 Х 7 Х 24 мм, в т. ч. размер алмазоносной части 7 Х 3 Х 24 мм, безалмазной части 4Х7Х24 мм.

Изготовление рабочих элементов с сопрягаемыми по боковой плоскости абразивными и безабразивными участками, изготовленными из одной связки, осуществляется в одной пресс-форме, путем одновременного или последовательного прессования. Марка связки алмазного и безалмазного слоев — М50. В качестве абразива используют природный алмаз зернистостью

630/500 при концентрации 50. Пустоты между рабочими элементами заполнены связующим, в качестве которого была использована композиция, включающая,вес. ч: эпоксидная смола ЭД-20 100; отвердитель — полиэтиленполиамин 10, пластификатор — тиокол 10 и активный разбавитель — дифенилглицедиловый эфир 30 вес. част. Период полимеризации связующего—

3 — 4 ч при 95 — 100 С.

Указанная торцовая фреза на поточной шлифовальной линии CMP-034 на операции грубого обдира гранитных плит, полученных с помощью распиловки стальной дробью производительностью на 10 — 15% и стойкостью на 20 — ЗОО О больше, чем шлифовальный круг АПС-2, принятый за базовую конструкцию, Предлагаемый способ изготовления алмазно-абразивного инструмента позволяет упростить и значительно расширить возможности изготовления инструментов со сложной структурой чередующихся абразивных и безабразивных участков. Получение заданной структуры абразивных и безабразивных участков достигается без больших трудозатрат и технологических трудностей.

Предлагаемый способ установки абразивных элементов под углом к рабочей поверхности решает трудоемкую задачу вскры тия рабочей поверхности, что также поз2S воляет упростить технологию изготовления шлифовального инструмента.

1090544

Н0

Составитель В. Бобрин

Редактор М. Товтин Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ 2992/!4 Тираж 737 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035; Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4