1706838 - Абразивный инструмент

Абразивный инструмент

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к абразивной обработке, а именно к созданию износостойких поверхностей трения скольжения. Цель изобретения - повышение длительности обработки и стойкости инструмента. Гля этого процесс ведут с использованием инструмента, содержащего группы абразивных зерен различной прочности. Величину прочности выбирают из условия Р . . . , ...М, где Р; - прочность зерен i-й группы, пои этом p;-J : М 2-1°; i i,2,...,n. Кооме того, группы зерен имеют различную концентрацию или зернистость, которые находятся в следующих соотношениях: 1 К; : К 42,5, 1 3; : ji4; К; К; ; } i.J 1,2..., ...,п, где KJ, Kj - концентрации i-й и j-й групп зеоеи, 3; 3i зернистости i-й и j-й групп зеоен. Лля повышенил степени шаржирования увеличивают концентрацию или зернистость , i групп зерен наименьшей прочности с целью уменьшения времени обработки и увеличения съема обрабатываемого материала повышают концентрацию или зеонистость зерен средней прочности,- а для повышения стойкости инстпумента увеличивают концентрацию или зернистость зерен наибольшей прочности. 7 ил., 3 табл. (Л

СО1ОЗ СОВЕТСКИ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИЯ

РЕСПУБЛИК щ) В 24 В 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНЫ

К А STOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

1 с вЂ”," «с 2,5, 1 с вЂ” с 4; )

К, 1:; 3;)3 ; i j = 1,2...n, где 1(;,Y. вЂ” концентрации 1-й и 1-й групп зерен; 3;,3 - зернистости i-й и j-й групп зерен.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П4НТ СССР (2 1) 4666427/08 (22) 27.03.89 (46) 23.01.92. Бюл. М 3 (71) Институт сверхтвердых материалов АН УССР (72) 11.X.Чеповецкий, В.В.Маковецкий и С.Н.Будник (53) 621. 923. 5 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

1." 1541020, кл. В 24 В 1!00, 1987 (54) АБРАЗИВНЫЛ ИНСТРУМЕНТ (57) Изобретение относится к абразивной обработке, а именно к созданию износостойких поверхностей трения скольжения. Цель изобретения - повышение длительности обработки и стойкости инструмента. 1 ля этого процесс ведут с использованием инструмента, содержащего группы абразивных зерен различной прочности. Величину прочности выбирают иэ условия (Р) )...

Изобретение относится к абразивной, ооработке,а именно созданию износо- . стойких поверхностей трения скольжения.

Цель изобретения - повышение износостойкости обрабатываемой поверхности, производительности и стойкости инструмента.

На фиг.1-7 представлены схемы, поясняюцие реализацию различных вариантов инструментов. для обработки используют инструмент с группами абразивных зерен различной прочности, величина котооой выбирается з услов я (Р j) (P;j>.. 7(Ð„3, 2

>Ы ° ° ° Г !!1 где (Р,) - прочность зерен i-й группы, пои этом (Р,,1: (Р, = 2-10; i = 1,2,...,n.

Кооме того, группы зерен имеют различную концентоацию или зернистость> которые находятся в следующих соотношениях: 1 - 1 1 : К)с2 5 1 < 3(3 4; l(; ) „ > 3 ) 3 ; 1,1 =1,2..., ...,n, где i;, 1(вЂ” концентрации i-й и 1-й групп зерен, 3 3 - зернис1 тости 1-й и 1-й групп зеоен. Лля повышения степени шаржирования увеличивают концентрацию или зернистость групп зерен наименьшей прочности с целью уменьшения времени обработки и увеличения съема обрабатываемого материала повышают концентрацию или зеонистость зерен соедней прочности, а для повышения стойкости инстоумента увеличивают концентрацию или зернистость зерен наибольшей прочности.

7 ил., 3 табл. где (Р $ - поочнос, b зерен i-й rpyh пы, при этом = 2 - 10, i = 1, ГР-J

В ,2,...,n, и с различными концентрацией или зернистостью абразивных, зерен, находящимися. в сЛедующим соотношениях:

1106838

Способ осуществляют следующим образом.

Обработка материала про«вводится инструментом, в котором используют несколько видов групп зерен с различ5 ной прочностью (Рл)7 (РД) (Р 1 (фиг. 1 ), при этом зерна указанных групп имеют различные концентрацю и зернистость.

Варьирование концентрации (соотно- 10 шения количества) и зернистости зерен определенной прочности пооизводится для управления интенсивностью процесса шаржирования, съемом обрабатываемого материала, стойкостью инструмен- 15 та и временем обработки при осуществлении предлагаемого способа.

С целью интенсификации процесса шаржирова <ил обрабатываемой поверхности и уменьшения времени обработки производят увеличение концентрации (фиг.2) или зернистости (Фиг.3) зерен наименьшей прочности (Р ). Однако в этом случае стойкость инструмента уменьшается. 25

В случае необходимости увеличения съема обрабатываемого материала повышают конце«тоацию (Фиг.4) или зернистость (фиг.5) зерен средней прочности (P ) (в общем случае вЂ” (Р„) и+1 и+2 где m = длл нечетных и m

2 для четных n) . Зерна указанной прочности применяют в составе инструмента длл обычной абразивной обработки с получением требуемого микрорельефа обработан <ой< поверхности. При этом уменьшается время обработки за счет интенсификации процесса резания, но степень шаржированил несколько снижается.

Для повышения стойкости применяемого абразивного инструмента увеличивают концентрацию (Фиг.6) или зернистость (Фиг ° 7) зерен наибольшей прочности (t A ), хотя при этом снижается степень шаржирован«л обрабатываемой поверхности.

Каждый из указанных вариантов применим в зависимости от конкретного случая использования поедлагаемого спосооа. Так, н<поимеи, пои небольшой программе выпуска иззу лий стойкость инструмента не имеет решающего значе55 нйя, поэтому необходимо увеличивать концентрацию «л« з рн-<стость зерен наименьшей ил« сэ.,;мой прс чности, если же прогоамма ве.-:«, то следует повышать концентиацию или зернистость абразивных зерен наибольшей прочности.

Использование при оеализации предлагаемого способа абразивного инструмента, содержацего группы зерен, различающихся по концентрации более

2,5 оаэа, или по зернистости более

4 раэ, приводит к уменьшению степени шаржированил и износостойкости о6работанной поверхности (опыты 8, 10, 13, 15, 18, 20, табл.1) веде к значительному снижению съема обрабатываемого материала и увеличению времени обраоотки (опыты 8, 10, 13, 15, 18, 20, табл.2), наряду с некоторым увеличением степени шаржирования, вызывает существенное уменьшение стойкости инструме <та (опыты 3, 10, 13, 15, 20, табл.3). Вместе с тем сохранение концентраций и зернистостей зерен в инструменте равными не позволяет достичь в случае неооходимости достаточно высоких параметров обработки (степень шарх<ирозанил, стойкость инструмента, съем оорабатываемого материала, время обработки) (опыты 6, 11, 16, табл.1, 2, 3).

Приведе и<ые оотношения концен1 раций и зернистостей абразивных зерен обеспечивает достижение укаэанных эффектов лишь при выборе прочностей зерен в соответствии с условием, справедливым длл прототипа. Выход за пределы диапазона соотношенил прочностей зерен приводит к суцественному снижению степени шаржирования, увеличению износа поверхности и уменьшению съема обрабатываемого материала (опыты 1-5, 21-25, табл.1-3).

Оля улучшения закрепления шаржированных зерен и устранения из обработанного материала слабо закрепленных частиц предусматривается выхаживание обработанной поверхности (обработка беэ подачи на снятие припуска). Кроме того, возможно применение твердых брусков (роликов), например твердосплавных, установленных в одной головке с абразивными брусками, что повышает эффективность процесса шаржирования.

Пример. Реализация предлагаемого способа производилась в одну операцию на хонинговальном станке

ОФ 38-А путем обработки гильз И 70 из чугуна СЧ 21. Длл сравнения осуществлялась реализация способа согласно прототипу

1 0t>l>3

Табл и а 1

Опыт

Иэнос обрабо- Съем обтанной поверх- рабатыСоотношение эерннстостей эерен, э :3:Зл

Степень

Соотношение прочностей

Соотношение концентраций эерен °

Кв Кь КЛ

Стойкость брусвов,,". ре ил обработки, мин шар>ьированил, ь верен (t It ): .(р ) .(р ) ности при ис- ваемого шт.дет. материапытанивх на трение, мкм ла, ми/мин

1:1:1

1:l:1

l:1:1

l:1: 1

1:1:1

1:г:4

1:2:4

1:2: 4

I:2:4

1:3:15

1: 10: 100

1:10:100

1.10:100

1:!г:!32

l: 12: 132

1;!г:!32

1:1;1

2,5:1:1

3:1:1

1:1:1 ! >1:1

1:1:1

2,5:1:1

3: I 1

1: t:1

1:1:1

2,5:1:1

3:1:1

1:1:1

1:1:t

2,5: I: I

3:1:1

1:1:1

2,5:1:1

3:1:1

1:1:!

1:1:1

l:1:1

4:1:1

6:1:t

1:1:1

1:1:!

4;1:1

6:1:1

1:1;!

1:1:1

1:1;1

4:1:1

6:1:!

1:1:1

4:1;!

6:1:!

1:1:1

1:I 1

1:1;1

0,02

0,07 ю,ю6

0,09

0,07

9,8 . lZ,Ю

10,0 !

2,7

9,3

10,0

12,5 !

o,z

13,0

10,0

l0,0

13,5

9,9

13,9

10,8

0,02

0,05

0,04

13-16

t3-i4

14-15 !

3-14

14-16

7-8

4-6

6-8

4-5

7-9

6-6

4""5

6-8

4-5

6-8

3-5

6-6

3-5

6-7

l2-14

t 3-14 ! 3-l 6

0,04 о,04

0,03

0,07

0,06

0,03

0,06

0,07

0 ° 06

0,0З

0,07

0,06

0,07

0,06

0 ° 06

0,06

0,05

0,04

z,6

2,3

z,4

z,z

2,3

2 ° 0

1,7

1,9

1,7

1,9

Z,0

1,6 г,ю

1,6

2,0

1,9

1,7

z,!

1,6

2,0

2,4

2,0 .

2,!

11 !

13 !

15 !

2300 г!юю !

8о0

2200 !

8оо

1350 гюЮЮ

220Ю

1 450

zooo

1800 г!Юю

1700 !

800 еоо

z!oo

1600

Обработка гильз согласно прототипу производилась хонинговальными бруска( ми лБх 125хЗх7х5 Ас20 100/с>0-50 6 +

+ АС2 100/î0 - 50/ + КЗ 3 - 50> (опыты 16 табл. 1, 2, 3).

11ри обработке гильз поедлагаемым способом использовались бруски с характеристиками алмазных и абразивных зерен, взятых в соответствии с соот- 10 ношениями концентраций и зернистостей, указанными в табл.1-3, исходя из характеристик брусков для способа по прототипу.

Износ гильз после испытаний опре- 15 деляют на профилографе-профилометре мод.201-завода "Калибр". Степень шаржирования устанавливают при помощи метода катодной люминесценции на электронном микроскопе Кэмскан". 20

Результаты испытаний отоажены в табл.1-3, составленных для случаев варьирования концентраций или зернистостей зерен наименьшей, средней и наибольше прочности соответственно при реализации заявляемого способа, Результаты, приведенные в табл.1-3, свидетельствуют, что обработка по предлагаемому способу по сравнению с обработкой по прототипу позволяет при 30 соответствующем выборе соотношений зернистостей и концентраций абразивных зерен сократить время обработки на 25 6, увеличить степень шаржирования на 25-30, снизить износ обрабоХарактеристика хонинговальных брусков! анной поверх>!ости до 2 оаз, повысить

> стой кость инструмента в 1, 1-1, 5 раз, увеличить съем обрабатываемого материала на 30- 10 - .

Формула изобретения

Лбразивный инструмент, содержащий корпус с закрепленным на нем абразивным слоем с группами зерен заданной концентрации или зернистости и различной г>рочностьа, величину которой выбирают иэ условия - -- 2-10 ) о т л и ч а и шийся тем, что, с целью повышения износостойкости обраба1ываемой поверхности, производительности обработки и стойкости инструмента, концентрацию или зернистость групп зерен выбирают из условий:

1с К;/К » 2,>; 1 (3„/3 С 4;

К >К;; З; З,, К, 1 . вЂ” концентрации i-й и j-й

J групп зерен; » 1

-"> - зеонистости 1 é и j вЂ” и групп зерен;

j = 1,2...n, при этом концентрацию или зернистость группы зерен одной прочности выбирают оольшей этих характеристик зерен осгоупп прочности

Контролируемые параметры обработки

)706333

"Родолжение табл.!

Характеристика хонинговальных брусков

Опыт параметры обработки

Степень шармирования, 2

Соотношение зернистостей зерен, 3,: 3е:3„

Соотношение концентраций зерен, Кь.кь.Кл

Износ обработанной поверх ности при испытаниях на

Соотношение прочностей зерен (Pl!):.

Съем обрабатыОреил обработки, мин

Стойкость брусвое, шт.дет. ваеиого материала, Tpp EHp., мхм мм/мин

4:1:1

6:1:1

0,06

0,07

1450

0,03

12-13

12-15

1,9

2,0

2 4 1: 12: 1 32 l . .1: 1

25 1:12:132 1:1: блица

Т а

Характеристика хонинговальных брусков параметры обработки

Контролируемые

Опы т

Стойкость брусков, ат.дет.

Съем обрабатыИзнос обработанной поверхности при испытаниях на

Время обработки ° мин

Степень

Соотношение зернистостей зерен, 3 ь . 3 ь. 3 л

Соотношение концентраций зерен, Ь Ь КА

Соотношение прочностей зерен (Рь):

:(På):(„) шармирования, 1 ваеиого материала, мм/мин трение, мкм

1:1:1

1:2,5: I

1:3:1

1:1:1

1:1;!

1:1:1

1:2,5:1

1:3: 1

1: I:!

1:1:1

1:1;1

1 1:1: I

2 1:I:1

3 1:1:1

4 1,1;1

5 1:I

6 1:2.4

7 1:2.4

8 1:2:4

9 1:2;4

10 1:2:4

11 1:3:15

2,6

2,3

2,4

2,2

2,3

2,0

2,1

1,8

2,0

13-16

1 3-14

14-15

13-14

14-16

7-8

7-9

8-9

7-6

7-9

6-8

0,04

0,03

0,07

0,09

0,07

0,09

0,07

1:1:1

1:4:t

1:6:1

1:1:1

1:1:!

1:4:1

1:6:1

1:1:1

0,02

0,07

0,06

0,09

0,07

9,8

8,5

7,3

10,2

9,5

10,0

10,3 7-6

10,6 7-6

10,8 7-8

9,9 о-9

10, О 6-8

10,3 6-8

10,5 6-8

10,1 7-6

9 ° 7 7-9

0,02 12-14

0 04 12-14

О, 06 12-14

0,08 !2-13

0,07 12-13

1: 3:15

I: 3: 15

1: 3: 15

1: 1О: 100

I: 10: 100

1: 1 0: 1 00

1: 1 О: 1 00

1: IО; 100

1: 12: 1 32

1: 12: 132

1:12:132

1: 12: 132

Табли ц а 3

Контролируемые параметры обработки

Характеристика хонингоцальных брусков

Опыт!

Соотношение прочностей зерен (Р„);

:(р ):(р ) 1

Соотношение концентрзц ий зерен, э Б "А

Стойкость брусков, ат.дет.

Съем обрабатываемого

Износ обработанной поверхности при исFlblTBHHRX на трение, мки

Время обработки, мин

Степень

Соотношение зернистостей зерен, 3ь 3:3я аармирования, иатериала, ми/мин

° 0,02

0,07

0,06

0,09

0,07

9,8

3,7

9,5

9,2

9,3

10,0

10,2

10,3

10,7

10,2

I0i0

9,7

9 ° 9

10,4

10,0

1 1

3 1

4 1

5 1

6 1

7 1

8 1

l0 1

11 1

12 1

13 1

14 1

15 1

16 1

19 1

20 !

1:1

1:\

1:1

2:4

3: 15

3:15

3:!5

3;15

3:!5

10:100

10: 100

10:100

10:100 !

О:100

1:2,5:1

1; 3:1

1:1:1

1:2,5:1

1:3:1

1:1.1

1:1:1

l.1:1

1:2,5:1

l: 3:1

1:1:1

1:1:!

1:1:1

1:1:2,5

1:1:3

1: I:

1:1:1

1:1:2,5

1:1:3

1:1:!

>:1:1

1:1:1

1:1:2,5

1: I:3

1:1:1

1:! 1

I:1:1

1:1:2,5

1: I:3

1; I: 1

1.1:1

1:1:

1: 1 . 1

1:ч:I

1:6: 1

l: l:

1: I:1

1;1:1

1:4;1

1:6:1

1:1:!

1:1:1

1:1:!

1;4:1

l:6: 1

I:1:!

1:1;1

1:1:1

1.1:4

1:1:6

1:1. 1

1:1:1

1:1:4

1:1:6

1: 1:1

1:1:1

1:1:4

1:1:6

1:1:1

1 1:!

1:1.4

1:1 ° 6

13-16

13 14

14-15

1 3-14

14-16

7-8 д-9

7-8

8-9 о-9

6-8

6-6

6-8

6-7

6-8

6-д

6-9.

6-8

0,09

0,08

0,09

0,07

0,10

0,06

0,09

0,06

0,05

0,04

0,05

0,04

0,03

О ° 07

0,07

0,06

О ° 06

0,07

0,06

0,07

0,08

0,07

0,06

0,07

1,6

1,9

1,6

2,0

1,9

1,7

2,2

1,7

2 ° О

2,4

2,3

2,4

2,1

2,2

2,6

2,3

2,4

2,2

2.3

2,0

2,1

2,0

2,2

2,0

2,1

1,9

1,8

1,9

2,1

2,0

2000

I7O0

21 00

2150

) /С)(>Я .

"РоЛолжение табл.3

Контролируемые параметры обработки

Характеристика хонинговальны» брусков

Опыт!

Стойкость брус.ков, износ ооработаннпй повар»

Съем обрабатыВремя обработки

Соотнт»»ение Соотношение и.. лет. ности при ис- ваемого мин материапитаниях на трение, нкм

Jl8, ми/мин

1:1: I 1:1:1

1:1:2,5 1:1:1

1 .1:3 1;1:1

1:1:1 1;1;4

I:1: I I:1:G

25 (Ри: 1

%uz 2

Фиг. 3

Соотношение прочностей зерен (P ):

:(р,):(р,) 1: 12: 132

1: 12: 132

I: 12: 132

1: 12:132 концентраций зерен, Ь 6 А зернистостей зе рен, 3:3:3„

Степень шаркиопаания, 0,02

0,00

0,07

0,09

0,06

12 I 4

11-13

11-1 3

)1-13 !

2-13

0,05

0,04

0,04 э

2,4 2100

2, 2200

2,3 2200

2,3 2250

2,4 2050

1706333

Фиг.6

Составитель . B.шульга

Техред Л,Олийнык

Корректор M. Шароши

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101

Рецактоо С. Патоушеса

Заказ 230

8НИИПИ Государст венного

113035, Тираж Подписное

/ комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5

Абразивный инструмент

Патент 1706838