Способ изготовления абразивного инструмента

 

Изобретение относится к области изготовления абразивных брусков, предназначенных для работы на операциях хонингования и суперфиниша на металлообрабатываюшд х предприятиях, в частности для обработки втулок подшипников жидкостного трения, прокатных валков и др. изделий. Цель изобретения - повьпиение стойкости инструмента и снижение времени его изготовления. Приводится технологический процесс изготовления инструмента с зернистостью от 3 до 14 мкм. Время технологического процесса для изготовления одной партии брусков , не превьш1ает 10 ч, а максимальная температура изготовления составляет 180-190 С. Изготовленные по технологии бруски обеспечивают при обработке шероховатость поверхности Кд 0,04 мкм до R,j 0,063 мкм (класс чистоты 12 - 13). Бруски обладают повьш1енной стойкостью по сравнению с брусками аналогичного назначения . на керамической связке. Термообработё (Л ка осуществляется в 3 стадии. На первой стадии сформованный брусок нагревают до температуры 80 - 90°С со скоростью 0,8 - 1,4°С/мин и осуществляют изотермическую выдержку 10 - 70 мин, на второй - повьшают температуру до 95 - 105°С со скоростью 0,25 - 1 С/мин, на этой .стадии прикладывают давление 3,5 - 8,1 кг/мин и выдерживают 30 - 60 мин, на третьей стадии повышают температуру до ND 180 - 190°С со скоростью 0,47 0,77 С/мин и выдерживают 60-120 мин. со 2 табл. Ю СО ;о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 В 24 1) 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3865079/25-08 (22) 28.01.85 (46) 30.11.86. Бюл, Р 44 (71) Электростальский филиал Московского института стали и сплавов и

Производственное объединение "Злектростальтяжмаш" (72) Г.К. Ноников, Л.А. Дуплякина, А.Н. Самарин, П.К. Тимошин, Н.Д. Фоменко, Л.Г. Никитина, А.Н. Курочкин и Л.А. Смоляницкий (53) 621.922.079(088.8) (56) Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента./Под ред. В.Н.Бакуля. М.: Машиностроение, 1975, с. 133. ,(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА

1(57) Изобретение относится к области изготовления абразивных брусков, 1 предназначенных для работы на операциях хонингования и суперфиниша на металлообрабатывающих предприятиях, в частности для обработки втулок подшипников жидкостного трения, прокатных валков и др. изделий. Цель изобретения — повышение стойкости инструмента и снижение времени его изготовления. Приводится технологический процесс изготовления инструмента с зернистостью от 3 до 14 мкм.

Время технологического процесса для изготовления одной партии брусков не превышает 10 ч, а максимальная температура изготовления составляет о

180-190 С. Изготовленные по технологии бруски обеспечивают при обработке шероховатость поверхности R< = — 0,04 мкм до Н = 0,063 мкм (класс чистоты 12 — 13). Бруски обладают повышенной стойкостью по сравнению с брусками аналогичного назначения на керамической связке. Термообработка осуществляется в 3 стадии. На первой стадии сформованный брусок наго ревают до температуры 80 — 90 С со скоростью 0,8 — 1,4 С/мин и осуществляют изотермическую выдержку 10—

70 мин, на второй — повышают температуру до 95 — 105 С со скоростью

0,25 — 1 С/мин, на этой стадии прикладывают давление 3,5 †. 8,1 кг/мин и выдерживают 30 — 60 мин, на третьей стадии повышают температуру до

180 — 190 С со скоростью 0,47

0,77 С/мин и выдерживают 60-120 мин.

2 табл.

1273239

1О !

55

Изобретение относится к изготовлению абразивных брусков, предназ,наченных для работы на операциях хонингования и суперфиниша на метал) лообрабатывающих предприятиях, в частности для обработки втулок подшипников жидкостного трения, прокатных валков и др. изделий.

Целью изобретения является повыше- ние стойкости инструмента и снижение времени его изготовления.

Способ осуществляют следующим образом.

Смешивают компоненты массы. Продолжительность смешивания компонентов 2-20 мин„ что обеспечивает равномерное перемешивание смеси и однородное распределение в структуре изделия материала зерна и связки. Смешивание в течение менее 2 мин не приводит к образованию однородной смеси. В структуре появляются отдельные конгломераты частиц связки и зерна. Эксплуатационные свойства таких брусков не соответствуют требованиям по стойкости. Увеличение времени сме— шивания свыше 20 мин не приводит к более равномерной структуре в получаемых изделиях, а увеличивает общую продолжительность технологического цикла изготовления инструмента, что повышает стоимость инструмента. Затем формуют инструмент и подвергают

Ю . его многоступенчатой термообработке по следующему режиму. о

При нагреве до 85 С, на котором осуЩествляется первая термическая выдержка, скорость нагрева 0,8 о

1,4 С/мин. При такой скорости нагре,ва обеспечивается равномерный прогрев всей массы инструмента. На участке перехода от 80-90 С скорость нагрева должна составлять от 0,25 до

f С/мин, что также обеспечивает равномерный прогрев смеси до температуо ры 95-105 С, и последняя ступень нагрева до температуры отверждения о (180-.190 С) осуществляется со скоростью 0,47-0,77 С/мин.

После каждого подъема температуры осуществляют изотермическую выдержку. На первой стадии предусмотрена изотермическая выдержка в течение

10-70 мин при 80-90 С. Такая выдерж,ка необходима для выхода летучих соединений (например, паров воды) на

:стадии жидкотекучести, Отсутствие выдержки приводит к отверждению изделия с сохранением в нем пористой структуры. Нижний предел (80 С) лимитируется состоянием жидкотекучести и наиболее интенсивным вьщелением газообразных составляющих (продукты разложения фенолформальдегидных о смол). Верхний предел (90 С) ограничивает интенсивное выделение (закипание) паров воды. При выдержке

10 мин. достигается полное удаление о газообразных продуктов при 90 С.

Верхний временной предел.изотермической выдержки 70 мин. При этом температура выдержки должна соответство-; о вать 80 С. Таким образом, нижний предел по температуре для первой изотера о мической выдержки 80 С, верхний 90 С, нижний предел по временному интер- валу 10 мин, верхний 70 мин. о

Температурный интервал 95-105 С и изотермическая выдержка 30-60 мин при этой температуре выбирается исходя из условия жидкотекучести массы и отсутствия газовьщелений. Нижо нее значение по температуре (95 С) выбирается исходя из того, что газовыделение заканчивается на первой изотермической выдержке в заявляемом временном интервале. Верхнее знао чение температуры (105 С) ограничивается тем, что повышение этого предела температуры приводит к появлению полимерных цепей и, как следствие, уменьшению жидкотекучести.

Таким образом, нижний предел по температуре на второй изотермичесо о кой выдержке 95 С, верхний 105 С.

Продолжительность выдержки лимитируется временем приложения подпрессовывающей нагрузки и остаточной диффузией газообразных составляющих. При времени выдержки 30 мин достигается практически полное удаление газообразной составляющей и получение менее пористой структуры. Однако такое время (30 мин) достаточно при проведении процесса при. 105 С. Уменьшение о температуры до 90 С приводит к увеличению временного интервала. При минимальном значении температуры (95 С) время выдержки составляет 60 мин. Таким образом, нижним пределом по времени является 30 мин, а верхним—

60 мин.

Для уменьшения пористости на этом этапе термической обработки прикладывается давление в пределах 3 5

8,1 кг/мм . Интервал давления выбран

1273239 исходя из опытных данных. При зернистости инструмента М14 (наибольшая зернистость) давление 3,5 г/мм, что соответствует нижнему заявляемому пределу. Уменьшение зернистости связано с уменьшением размера пор, что, в свою очередь, затрудняет диффузию газообразных соединений, Поэтому для получения беспористой структуры необходимо повысить давление подпрессов- 10 ки. При минимальной зернистости (МЗ) давление составляет 8,1 кг/мм . Дальнейшее повышение давления не приводит к повышению плотности изделия.

Третья изотермическая выдержка 15 в интервале температур 180 — l90 С необходима для полного отверждения

О смеси. 180 С является нижним пределом по температуре, при которой осуществляется полимеризация смолы. 20 . Верхний предел (190 С) выбирается исходя из того, что дальнейшее повыше- . ние температуры не сокращает временного интервала полимеризации, а приводит к дополнительным энергозатратам, что является экономически не выгодным»

Временной интервал (80-120 мин) выбран опытным путем и зависит от массовой теплоемкости иэделий. При . 30 зернистости инструмента М14 60 мин достаточно для полного отверждения.

Уменьшение зернистости приводит к уменьшению теплопроводности и снижению массовой теплоемкости, поэтому временной интервал увеличивается до

120 мин при зернистости МЗ. Дальнейшее увеличение изотермической выдержки приводит к перерасходу энергии без получения дополнительного упрочняющего эффекта.

На третьей стадии термической обработки происходит полимеризация и получение заданных свойств изделия.

Нижний предел до температуры 180 С, верхний 190 С, нижний предел по време- ни 60 мин, верхний 120 мин. .Пример опытного опробывания. способа на заявляемых пределах, а также при значениях выше и ниже указанных в описании.

Изготавливают бруски для лредварительного и чистового суперфиниширования втулок ПЖТ на стенке "Шибаура"

BKM-22A (Япония). Втулки диаметром 55 1180 . ° .1800 мм изготовлены из стали ,55Х и 50ХН и закалены до твердости

56 HRC.

Бруски изготавливают по технологии, соответствующей описанию. Продолжительность смешивания компонентов от 2 до 20 мин. Общее время технологического процесса 4,9-9,8 ч. о

Скорость нагрева 0,25-1,4 С/мин.

В соответствии с приведенным графиком термической обработки прикладывают удельное давление 3,5-8,5 кг/мм .

Испытывают бруски, изготовленные при значениях перечисленных факторов менее нижнего, заявляемого предела (время смешивания 1,5 мин, время техпроцесса 4,5 ч, скорость нагрева

0,15 С/мин и давление 3,4 кг/мм ), и значениях заявляемых факторов вьппе верхнего предела (время смешивания

21 мин, время техпроцесса 10 ч, ско0 рость нагрева 1,45 С/мин и давление

8,2 кг/мм ).

В качестве сравнительных характеристик выбраны значения износа брусков (мм/мин) по сравнению с прототипом: брусками серийного производства на керамической связке и бруски на керамической связке японской фирмы

"Hizumo kenma toismi со".

Данные испытания приведены в табл. 1.

В табл, 2 приведены данные влияния режимов изготовления (температуры и времени выдержки) на износ абразивных брусков.

При режимах изготовления выше и ниже заявляемых пределов износ брусков уступает базовому объекту.

При изготовлении брусков в заявляемом интервале режимов зафиксированы значения износа ниже, чем у базового объекта. Снижение износа брусков в отдельных случаях уменьшилось в 3,5-8 раз. формула и з обретения

Способ изготовления абразивного инструмента на основе фенолоформальдегидных смол, включающий приготовление абразивной смеси, ее формование с последующей многоступенчатой термической обработкой формуемой абразивной смеси, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения стойкости инструмента, снижения времени его изготовления, многоступенчатую термическую обработку осуществляют в следующей последовательности:

5 1273239, d вначале сформованную заготовку инст- кую выдержку 30-60 мин, после чего

1 о румента нагревают до температуры нагревают до 180-190 С со скоростью

80-90 С со скоростью 0,8-1,4 С/мин 0,47-0,77 С/мин с изотермической выи осуществляют изотермическую выдерж- .держкой 60-120 мин, при этом при доску 10-70 мин затем нагревают до тем-; 5 тижении температуры 95-105 С осущег0 пературы 95-105 С со скоростью 0,25- ствляют допрессовку при давлении о

1 (1 С/мин и осуществляют изотермичес- 3,5-8, 1 кг/мм .

Таблица 1

h» партии

Износ брусков, мм/мин

Режим изготовления

Маркировка брусков

Время техпроцесса, ч

Скорость нагрева, С/мин

Давление, кг/мм

Время сме- шивания, мин

1 Прототип 30-600

20-30

1,33

2 Импортный инструмент

0,1

3,3

1,45

8,2

10,0

4,5

0,15

3,4

4,9

3 5

4,0

7,0

1,2

1,4

7,0

5,0

9 24АМ10Б 2,0

9,8

1,2

10 24АМ5Б 10,0

11 24АМЗБ 20,0

0,25

7,0

3 5

0,005

1,4

8э1

0,005

0,002. 12 24АИ10Б 2,0

4,9

1,2

6,0

Табяяца 2. Эт те че об бо мпе рат чес раб о

75 0 ° 279

0,007

3 24АМ10Б 1, 5

4 24АМ10Б 21, О

5 24АМ10Б 21,0

6 24АМ10Б 2, О

7 24АМ10Б 10, 0

8 24АМ7Б 20,0

0,042

0,115

0,279

0,074

0,012

0,005

0,007

0,003

1273239 о,оог

15

0,005

1б

0,115

95!

0,279

18

19

0,ОО7

0,оог

0,005

105

0,115

110

0,279

175

0,007

180 га

0,002

185

0,005

f90

О, 115

t95

Составитель Н. Балашова

Техред Л.Олейник Корректор О. Луговая

Редактор Э. Слиган

Заказ 6375/12 Тираж 740 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4