Абразивный круг

 

АБРАЗИВНЫЙ КРУГ углового профиля, имеющий центральный участок с абразивными зернами на металлической связке и боковые участки с абразивными зернами на органической связке, отлиЧающийся тем, что, с целью повышения стойкост инструмента, боковые участки дополнительносодержат металлические алмазосодержащие элементы размером 0,1-0,9 толщины центрального участка и одинакового с ним состава, при этом объем этих элементов составляет 0,01-0,3. объема боковых участков. эо СП 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll) 3(51) В 24 D 5/14

1 с у ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3579591/25-08 (22) 15.04 ° 83 (46) 15.04.84. Бюл. Р 14 (72) Е.К.Радзивинович, A.Ã.Åëèçàðoâ, Г.В.Шуваев и Ю.Н.Зимицкий (53) 621.922.079(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 622664, кл. В 24 D 5/00, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

9 835731, кл. В 24 D 5/14, 1981.

3. Авторское свидетельство СССР

9 592588, кл. В 24 D 5/14, 1978 (прототип). (54)(57) АБРАЗИВНЫЙ КРУГ углового профиля, имеющий центральный участок с абразивными зернами на металлической связке и боковые участки с абразивными зернами на органической связке, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости инструмента, боковые участки дополнительно.содержат металлические алмазосодержащие элементы размером

0,1-0,9 толщины центрального участка и одинакового с ним состава, при этом объем этих элементов составляет 0,01-0,3 объема боковых участков.

1085800

Иэобретение относится к инструментам для шлифования, а именно к кругам с неравномерной твердостью для резки, например, кремниевых плас. гин.

Известны профильные круги с угловым Ч-образным режущим профилем.

Абразивные зерна таких кругов, расположенные на боковых скошенных ! под углом участках, испытывают меньшие нагрузки,чем зерна при вершине 30 углового профиля. Кроме того, они лучше закреплены в связке. Таким образом, условия работы абразивных зерен на боковых участках и при вершине различны..Быстрый износ абразив-15 ных зерен при вершине приводит к нарушению профиля канавки. Кроме того, при этом достигается недостаточно высокое качество обработки.

Известен алмазно-абразивный инструмент, корпус которого выполнен в виде диска углового профиля. На боковых поверхностях корпуса выполнены со смещением относительно друг друга радиально направленные канавки с увеличивающимися шириной и глубиной к периферии. Канавки заполнены абразивными зернами заподлицо с абразивонесущим слоем, находящимся на скошенных поверхностях углового профиля Г1 3. 30

Инструмент предназначен для правки зубошлифовальных кругов.

Иэ .осостойкость вершины углового профиля достигается за счет образования по абразивосодержащему слою 35 инструмента участков с повышенной концентрацией абразивных частиц.

Недостатком этого инструмента является то, что он не обеспечивает качественной обработки профильных по-40 верхностей деталей.

Известен абразивный круг с угловым профилем, в котором рабочая часть г выполнена из чередующихся участков на металлическом и органическом свя- 5 зующих. Участок, образующий острую кромку, выполнен на металлическом связующем, а боковые участки — на органическом (полимерном ) (2 3.

Для уменьшения количества правок центральная часть круга, выполненная на металлическом связующем, имеет толщину слоя от одного до пяти зерен алмаза. Такой круг нуждается в правке з нач ит ель но реже, так к ак из нашив а- . ется равномерно. Инструмент предназначен для обработки иэделий иэ хрусталя.

Кругу сообщают вращательное движение, а обрабатываемому изделию— подачу на круг. Инструмент рабочим профилем режущей частью вышлифовывает на иэделии угловую Ч-образную канавку, соответствующую профилю круга. При этом центральный участок 1 на металлическом связующем несет основную нагрузку по разрушению обрабатываемого материала, формированию профиля реза, а боковые участки 2 формируют боковые поверхности реза.

Существенным недостатком этого инструмента является его низкая изно-60 состойкость, так как равномерность износа в данном изобретении достигается за счет снижения стойкости центральной части круга, что в целом ведет к понижению стойкости инструмента. 65

Наиболее близким к предлагаемому является абразивный круг с угловым профилем, в котором - центральная 1 часть, образующая профиль, выполнена на металлическом связующем, а прилегающие к нему боковые участки - на полимерном ГЗ 1 ..

Такое совокупное использование двух связующих позволяет реализовать необходимую кромкостойкость инструмента с возможностью получения высокой чистоты обработки. Инструмент предназначен для обработки изделий из хрусталя.

Однако при скорости вращения круга 100-150 м/с при резке кремниевых пластин скойкость рассматриваемого круга незначительна. Быстрый выход из строя происходит вследствие большой разницы в износе участков на органическом и металлическом связующих при работе и особенно при правке круга.

Цель изобретения — повышение стойкости инструмента при сохранении чистоты обработки.

Поставленная цель достигается тем, что в абразивном круге углового профиля, имеющем центральный участок с абразивными зернами на металлической связке и боковые участки с абразивными зернами на органической связке, боковые участки. дополнительно содержат распределенные в объеме металлические алмазсодержащие элементы размером 0,1-0,9 толщины центрального участка и одинакового с ним состава, причем объем алмазосодержащих элементов составляет 0,01-0,3 объема боковых участков.

На чертеже схематически показан предлагаемый круг, радиальный разрез.

Круг состоит из центрального участка 1 на металлическом связующем и боковых участков 2 на полимерном связующем с V --образным рабочим профилем (режущей частью 1. Наряду с зернами основного абразива 3 боковые участки 2 снабжены металлическими алмаэосодержащими элементами 4, размером

0,1-0Ä9 толщины центрального участка 1 и одинакового с ним состава.

Объем алиазосодержащих элементов 4 составляет 0,01-0,3 объема боковых участков.

1085800

В процессе работы боковые Участки 2 обеспечивают резание как зернами основного абразива 3, так и зернами элементов 4. При этом основную роль в формообразовании боковых поверхностей реза играют алмазосо- 5 держащие элементы 4, осуществляя разрушение обрабатываемого материала, измельчение и транспортировку продуктов резания.

Сравнительно большая степень, 10 удержания абразива в металлической матрице алмазосодержащих элементов 4 по сравнению с полимерной связкой, а также прочное удержание самого элемента (ввиду неправильной формы и развитой поверхности ) препятствуют их выкрашиванию и интенсивному износу, Режущие зерна основного абразива закрепленные в полимерной матрице, практически не участвуют в формообразовании боковой поверхности реза, осуществляя ее чистовую обработку при соответственно уменьшенной степени износа. Кроме того, зерна основного абразива, являясь наполнителем, способствуют упрочнению связки, повышению ее износостойкости, создают опору для алмазосодержащих элементов 4.

При этом выпавшие из полимерной ЗО связки абразивные зерна 3, попадая в зону контакта элемента 4 с обрабатываемой поверхностью и участвуя в процессе резки, шаржируют рабочуЮ поверхность алмаэосодержащих элемен- 35 тов 4, т.е. удаляют часть металлической матрицы вокруг алмазного зерна, уменьшая тем самым возможность касания матрицы с обрабатываемой поверхностью, что повышает чистоту обра- 40 ботки без снижения степени износа элемента 4.

Использование элемента с такой абразивной металлополимерной композицией изменяет характер процесса резания. Наличие алмазосодержащих элементов 4, создающих прерывистый рельеф режущей поверхности боковых участков (в виде периодически чередующихся участков с различными физико-механическими свойствами), обеспечивает прерывистое резание, создает лучшие условия для подвода СОЖ. и выноса шлама иэ эоны резания, тем самым снижая износ инструмента и повышая качество обработки. 55

Использование предлагаемого инструмента с режущими частями, выполненными на идентичных металлических связках (центральная часть и алмазосодержащие элементы) обеспечи- 60 вает одинаковые условия резания различными участками инструмента, облегчает управляемость процесса, в том числе в части выбора режимов резания, составов СОЖ и т.п. 65

Установлено, что включение:.лом..нтов размером, меньшим, чем 0,1 тод:цины центральной части круга, не даст заметного повышения стойкости, что может быть связано с малой степеньK) удержания. Включение элементов размером больше, чем 0,9 толщины централ — ной части круга, приводит к ухудшению качества реза, как представляется, вследствие преобладания в процессе резания компонента на металлической связке, что не позволяет реализовать положительное действие совокупного использования в конструкции круга двух связующих и сводит на нет роль полимерной связки как "демпфера".

Также установлено, что введение алмаэосодержащих элементов в количестве 0,01-0,3 объема боковых участков способствует возрастанию износостойкости инструмента и улучшению качества реза. Введение элементов в количестве, меньшем 0,01 объема боковых участков, не дает повышения стойкости. Введение элементов в количестве большем 0,3 объема, содержащегося в боковых участках, приводит к повышению хрупкости боковых участков инструмента и к растрескиванию полимерного связующего в процессе работы.

В предлагаемом круге центральный участок 1 выполняют методом порошковой металлургии; боковые участки 2напрессовкой смеси, состоящей иэ полимерного связующего, свободного абразива и алмазосодержащих элементов, на торцовые поверхности центрального участка 1. Для обеспечения идентичного состава всех режущих частей круга на металЛической связке изготавливается общая алмазометаллическая шихта, часть которой идет на изготовление центрального участка 1, а часть . — на грануляцию и спекание элементов.

Предлагаемый круг был изготовлен и испытан при разделении кремниевых пластин на установке 04ПП 100М.

Центральный участок 1 и алмаэосодержащие элементы 4 изготавливали на основе меди, олова и никеля из алмаза марки ACM зернистостью 14/10, концентрацией 100%. Боковые участки 2 были изготовлены на основе фенолформальдегидной смолы, алмазов

АСИ зернистостью 14/10, концентрацией 100% и алмазосодержащих элементов. Объем алмазосодержащих элементов составлял 0,2 объема боковых участков.

Круг укаэанной характеристики диаметром 56 мм, шириной центрального участка 0,3 мм, или элементами размером 0,1 мм, углом при вершине

120о испытан при следующем режиме:

4 -1 частота вращения круга 3 10 мин глубина резания 1,2 мм; скорость по.

1085800

14/10, концентрацией 100% с центральным участком толщиной 0,3 мм на металлической связке на основе меди, олова, никеля.

Сравнительные данные (результаты испытаний ) по качеству реза и износу предлагаемых и известных кругов приведены в таблице.

Круг

Предлагаемый

3,0

2,8

3,4

3,21

3,7

3,6

3,2

2,8

Известный

3,1

2,8

3,5

3,17

3,2

180

3,4

3,1

3,1

На основании проведенных испыта- 5Я обработанной поверхности износостойний можно сделать вывод, что кость боковых участков предлагаемопри одинаковой степени шероховатости ro круга в 10-12 раз выше.

Составитель Н.Балашова

Редактор С.Тимохина Техред С.Мигунова Корректор A.Äçÿòêo

Заказ 2136/14 Тираж 737 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4 дачи 3 мм/с; объем подачи СОЖ

1,5 л/мин.

Для сравнения проводились также испытания кругов по прототипу диаметром 56 мм и углом при вершине

120а, боковыми участками на основе фенолформальдегидной смолы на ACN

Шероховатость обработанной боковой поверхности, мкм

Средняя шероховатость обработанной боковой поверхности, мкм

Износ бокового участка (глубина лунки в области, прилегающей к границе центрального и бокового участков ) мкм