Способ изготовления абразивного инструмента

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА, при котором готовый абразивный инструмент пропитывают импрегнатором на основе жирных кислот и серы, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных свойств инструмента путем снижения температуры и МОШ.НОСТЙ шлифования, в качестве импрегнатора берут раствор твердого полимера, полученного обработкой триглицеридов жирных кислот растительного происхождения серой, в триглицериде тех же кислот при следующем соотношении ингредиентов , мас.°/о: Твердый полимер27-48 ТриглицеридОстальное с S

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зов В 24 D 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3574457/25-08 (22) 17.02.83 (46) 30.12.84. Бюл. № 48 (72) А. В. Якимов и В. В. Якушева (71) Одесский политехнический институт (53) 621.922.079 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 558787, кл. В 24 D 3/34, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 464442, кл. В 24 D 3/34, 1973.

3. Повышение стойкости шлифовальных кругов за счет введения поверхностноактивных веществ и твердых смазок. Отчет.

Волжского филиала ВНИИАШ по теме

13 — 69. Волжский, 1971, с. 41 — 44 (прототип) .

„„SU„„1131640 A (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА, при котором готовый абразивный инструмент пропитывают импрегнатором на основе жирных кислот и серы, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных свойств инструмента путем снижения температуры и мощности шлифования, в качестве импрегнатора берут раствор твердого полимера, полученного обработкой триглицеридов жирных кислот растительного происхождения серой, в триглицериде тех же кислот при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Твердый полимер 27 — 48

Триглицерид Оетал ьное

1131640

Таблица 1

24

Потери в весе, 7.

30

Изобретение относится к изготовлению абразивного инструмента.

Известен способ изготовления абразивного инструмента, при котором отформованный круг пропитывают отверждающимися смолами на основе гексахлорциклофосфазотриена и его производных (1).

Известен способ изготовления абразивного инструмента, при котором абразивный круг пропитывают составом, содержащим такие вешества, как канифоль, мыло, стеарин, бензол, метанол (2).

Однако продукты термического распада полимера на основе гексахлорциклофосфазотриена, такие как фосфор, хлор, азопроизводные являются летучими и ядовитыми веществами. Кроме того, фосфиды и хлориды имеют достаточно высокий коэффициент трения и их способность поглощать тепло не высока, что не позволяет достаточно снижать теплонапряженность процесса при шлифовании. Бензол и метанол также являются вредными для организма веществами, кроме того, канифоль, стеарин, бензол, метанол, сера и стеарат алюминия при 100 — 140 С возгоняются, т. е. удаляются из зоны резания. При пропитке инструмента составом (2) в результате возгонки в режущей части круга остаются только соли жирных кислот, которые тугоплавки и нелетучи. В результате нагрева при шлифовании эти соли аспениваются, образуя термоизолирующий слой, что препятствует теплоотводу и ускоряет процесс засаливания круга, вследствие чего появляются дефекты типа прижегов.

Наиболее близким к изобретению является способ (3) изготовления абразивного инструмента, при котором абразивный круг

Количество твердого полимера, X

Таким образом, использование твердого полимера в количестве, меньшем 270/О, приводит к тому, что состав обладает недостаточной вязкостью и вытесняется из пор круга центробежными силами.

Наличие твердого полимера в количестве, большем 48 /О, приводит к слишком высокой твердости состава. Такой состав, заполнив поры круга, не позволяет зернам пропитывают стеарином (85"/p), серой (100/p) и стеа ратом алюм и ни я (50/p) .

Данный способ, включающий пропитку инструмента импрегнатором на основе жирных кислот и серы, не достаточно снижает коэффициент трения, а, следовательно, мощность шлифования снижается незначительно. Температура возгонки всех трех составляющих лежит в пределах 150 С, т. е. вероятность их возгонки в процессе шлифования велика, что не позволяет в достаточной степени снизить температуры в зоне резания.

Цель изобретения — повышение экс15 плуатационных свойств инструмента путем снижения температуры и мощности шлифования.

Поставленная цель достигается тем, что готовый абразивный инструмент пропиты 0 вают импрегнатором, на основе жирных кислот и серы, в качестве которого берут раствор твердого полимера, полученного обработкой триглицеридов жирных кислот растительного происхождения в триглицери2S де тех же кислот при следующем соотношении ингредиентов, мас. О/p..

Твердый полимер 27 — 48

Триглицерид Остальное

С целью обоснования нижнего предела . содержания твердого полимера были проЗ0 веденьт эксперименты на потерю в весе импрегнированного состава в кругах, пропитанных 20,24, и 280/p-ным раствором твердого полимера в триглицериде после 30 мин вращения со скоростью V 30 м/с.

В табл. 1 приведены результаты эксперимента. внедряться в металл при малых глубинах шлифования.

Для обоснования верхнего предела содержания твердого полимера были прове55 дены эксперименты по определению истинного съема металла по отношению к набору глубины по нониусу для импрегнаторов с

48, 55 и 600/О твердого полимера.

1131640

Таблица 2

Набор глубины по ноФактический

Твердость полимвра,Ж

10 съем, мм ниусу, мм

0,001

0,003

0,003

0,003

55

60

0,007

0,01

0,01

0,01

0,025

0,03

0,01

0,03

0,03

0,044

0,05

0,05

0,03

0,01

0,05

55

Из анализа приведенных данных следует, что при 48О/ц твердого полимера шлифовальные круги осуществляют процесс микрорезания, начиная с глубин 0,003 мм. Увеличение процентного содержания твердого полимера приводит к тому, что на малых глубинах процесс микрорезания не происходит, наблюдается проскальзывание режущих зерен относительно обрабатываемой поверхности. Процесс микрорезания наступает при увеличении радиального усилия, т. е. при врезании круга на глубину 0,05 мм.

Предлагаемый импрегнирующий состав, обладая высокой теплоемкостью, полностью заполняя поры и обволакивая зерна круга, обеспечивает высокую скорость охлаждения режущего зерна, стружки и обрабатываемой поверхности, т. е. способствует увеличению доли тепла, уходящей в круг при шлифовании и уменьшает теплонапряженность процесса резания абразивными зернами.

Импрегнирующий состав, создавая прослойКу между срезанной стружкой и материалом круга, препятствует адгезии струж25

50 ки к кругу и, обволакивая ее тонким расплавленным слоем, способствует выносу стружки из круга под действием центробежных сил.

Предлагаемый состав, обладая хорошими антифрикционными свойствами, способствует также снижению сил резания при шлифовании.

Эти качества импрегнатора объясняются широким температурным диапазоном в системе плавление — кипение (t„ — 90—

110 С, t ки — 400 — 500 С), высокой адгезионной способностью состава к материалу абразивного инструмента и к металлу.

Процесс пропитки предлагается вести следующим образом.

Абразивный инструмент медленно погружают в расплав импрегнатора, нагретого до 150 — 200 С. Выдерживают при этой температуре 3 — 5 мин до полного заполнения пор инструмента. Охлаждают со средой до комнатной температуры . Затем извлекают круг из емкости и механически очищают его от остатков среды.

Преимущества предлагаемого способа перед прототипом, выбранным за базовый объект, очевидны из приведенных испытаний кругов 24А25СМ16К5 и 63C25CMI6K5.

Сравнения проводились по стойкости кругов; удельной производительности; мощности шлифования; температуре в зоне резания и шероховатости поверхности.

Стойкость кругов 24А25СМ16К5 определялась количеством ходов стола при врезном шлифовании с подачей глубины резания на кажый ход при указанных условиях обработки образцов из стали 12ХН3А от начала работы до их затупления (появления на поверхности образцов прижегов).

Удельная производительность,для этих кругов определялась как отношение Якает/Я„р за период стойкости круга.

Для кругов 63С25СМ16К5 стойкость не определялась, так как при шлифовании титановых сплавов ВТЗ вЂ” 1 зерна осыпаются до затупления.

Удельная производительность определялась как отношение Q> j Ян, где Qмет— объем сошлифованного металла за 100 проходов.

Объем снятого металла — это произве дение площади шлифованной поверхности на глубину снятого металла Якает = S Õ

X Ь(мз)

Объем изношенного круга (м ) определялся как произведение площади ратавшей поверхности круга на величину износа по радиусу круга

Икр= -"" Х Р Х Ь Х а, где D — диаметр круга, м;

b — ширина образца; а — износ круга, м.

1131640

Условия испытаний:

Для стали 7кр30 м/с; удет 0,17 м/с;

0 03.10 ü м

Для BT3 — 1 Чнр 30 M/с; удет 0,10 M/с;

0,01 10 м

Станок модели ЗГ71.

В табл. 3 приведены результаты испытания.

Таблица 3

ШероховаТемпература

СтойМарка материала

Марка круга

Обработка кость дв/ход тость а.» мкм шлифования, 1,04 1150 0,54

12ХНЗА 25

24А Не пропитывается

50,6 0,96 940 0,50

12ХН3А 60

24А Базовый

101,3 0,64 760 0,50

24А Предлагаемый состав 12ХНЗА 130

1,7 1,11 1130 0,97

ВТЗ-1

63С Не пропитывается

2,1 0,33 910 0,82

4,8 0,78 710 0,48 известными по основным параметрам процесса шлифования.

Составитель Н. Балашова

Редактор Т. Парфенова Техред И. Верее Корректор Н. Король

Заказ 9326/8, Тираж 736 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 36, Раушская наб., д. 4/6

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Для сравнения пропитанных и непропитанных кругов по мощности, бралась средняя мощность, которая затрачивалась на шлифование при очередной подаче на глубину.

Испытания проводились на образцах

150 X 30 X 10 ммз из стали 12ХНЗА HRC

60 — 6! и на образцах 60Х 20 X 8,5 ммзиз титанового сплава BT3 — 1 HRC 36 — 38.

63С Базовый ВТ3 — 1

63С Предлагаемый состав ВТ3-1

Из таблицы видны преимущества предлагаемого способа повышения эксплуатаионных качеств готового инструмента перед

Удельн производитель ность

Ямет /Якр

Мощность шлифования, кВт