Абразивный торцовой инструмент

 

Изобретение относится к области производства алмазно-абразивного инструмента для торцовой обработки плоских и сферических поверхностей из стекла, кварца, керамики и других материалов, применяющихся в оптикомеханической, радиотехнической, радиоэлектронной , приборостроительной и других областях промьшленности. Изобретение позволяет повысить износостойкость инструмента. Для этого в круге, состоящем из корпуса I и закрепленных на нем абразивных элементов на металлической связке последние выполнены в виде пластин 2 шириJ S сл Фиг.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (5D 4 В 24 В 7 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНСМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3915695/40-08 (22) 26.05,85 (46 ) 23.05.87. Бюл. - 19 (72) В. В. П1вайков, С. К. Мамонов, А. С. Матюшкин, Ф, Ф. Мирошников, С. И. Лунякин, Д, Т. Назаров и С. А. Петухов (53) 621.922.079 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 837889, кл. В 24 D 7/14, 1978. (54) АБРАЗИВНЫЙ ТОРЦОВЫЙ ИНСТРУМЕНТ (57) Изобретение относится к области производства алмазно-абразивного инструмента для торцовой обработки плоских и сферических поверхностей из стекла, кварца, керамики и других материалов, применяющихся в оптикомеханической, радиотехнической, радиоэлектронной, приборостроительной и других областях промышленности.

Изобретение позволяет повысить износостойкость инструмента. Для этого в круге, состоящем из корпуса 1 и закрепленных на нем абразивных элементов на металлической связке последние выполнены в виде пластин 2 шири13!!921 ной 0,5-3 мм и ориентированы в радиальном направлении и перпендикулярно поверхности корпуса 1 при коэффициенте заполнения 0,05-0,15. Между абра— зивными пластинами 2 расположен абразивный наполнитель 3 с износостойкостью ниже износостойкости пластин

2, а абразив наполнителя имеет зернистость, равную зернистости абразивных зерен укаэанных пластин или на

1-2 номера ниже их, и количество его составляет 10-50% объема наполИзобретение относится к области производства алмазно-абразивного инструмента для торцовой обработки плоских и сферических поверхностей деталей из стекла, <варца, керамики, ко- 5 рунда и др. материалов, применяющихся в оптико-механической, радиотехнической, радиоэлектронной, приборостроительной и других областях промышленности, Целью изобретения является повышение износостойкости HHcTpóèåíòà.

Абразивный торцовый инструмент со15 держит корпус, на котором закреплень1 абразивные пластины. Между ними расположен абразивный наполнитель с износостойкостью ниже износостойкости пластин, Каждая из абразивных пластин выполнена шириной 0,5-3,0 мм и ориентирована в радиальном направлении и перпендикулярно поверхности корпуса при коэффициенте заполнения 0,05-0,15 а абразив наполнителя имеет зернистость, равную зернистости абразивных зерен указанных пластин или на 1 2 номера ниже„ и количество его составляет 10-50% объема наполнителя. В качестве наполнителя инструмент содержит эпоксидную или неко-канифольЗО ную смолы.

Применение в абразивном торцовом инструменте рабочих элементов в форме абразивных плоских пластин с узколезвийной рабочей поверхностью шириной 0,5-3,0 мм и с учетом особенностей технологии изготовления, установка их этой узкой стороной на корпус инструмента позволяет улучшить нителя. Б качестве наполнителя инструмент содержи г эпоксидную или пекоканифольную смолу. На рабочей поверхности инструмента выполнены направленные от центра к периферии технологические отводные каналы 4. Конструкция круга позволяет с высокой экономической эффективнсстью при значительном сокращении расхода алмазов обрабатывать различнь:е поверхности заготовок. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1 табл. условия работы связанных металлической,, керамической или иной связкой абразивных зерен, повысить их режущие свойства. Так как в процессе изготовления указанных абразивных пластин усилия прессования направлены перпендикулярно их большей плоскости„ то абразивные зерна, имеюшие даже незначительную несимметричность, подвергаются механической ориентации своими длинными осями перпендикулярно вектору прикладываемых нри прессовании усилий, т.е, вдоль большей плоскости пластины. Дальнейшая установка этих пластин на узкую 0,5—

3,0 мм плоскость обеспечивает повышенную абразивную способность этих частично сориентированных алмазных зерен. Установленная опытным путем оптимальная ширина пластин 0,5

3.,0 мм при указанном их размещении способствует работе инструмента в режиме самозатачивания, когда осколки сработанного стекла и отходы связ-. ки, которыми ацсорбируются промежутки между зернами абразива на рабочих поверхностях абразивных элементов, не могут удерживаться на узкой ширине (0 5-3,0 мм) поверхности и срываются обрабатываемой заготовкой, обнажая режущие кромки выступакау х из связки алмазов, предотвращая засали= вание инструмента.

Установленный опытным путем коэффициент заполнения рабочей поверхности инструмента К = Р /Г„, (где Г суммарная рабочая площадь абразивных пл;;стин; Р— площадь рабочей поверх3 13! 1921 4 ности корпуса инструмента), равный

0,05-0,15 значительно занижен — в

1,5-10 раз, что также способствует повышению абразивной способности инструмента, так как позволяет за счет повышения удельных давлений на рабочие алмазные зерна наиболее полно использовать их Режущие свойства при сравнительно небольших статических давлениях. Закрепленные на корпусе 10 абразивные элементы для обеспечения необходимой жесткости заливают легко подвергающимся абразивному износу наполнителем, например, эпоксидной смолой, эаподлицо с рабочей поверх- 15 ностью абразивных элементов, который одновременно выполняет роль регулятора рабочих зазоров для подачи смазывающе-охлаждающей жидкости в зону резания и поддержания постоянных опти- 20 мальных условий смачивания и охлаждения рабочих поверхностей абразивных элементов. В процессе работы инструмента диспергированные алмазные отходы стекла, а также выработанная 25 связка абразивных элементов воздействуют на рабочую поверхность инструмента и, в том числе на межэлементный наполнитель и вырабатывают его с таким расчетом, что между ним и обра- 30 батываемой заготовкой, опирающейся на абразивные элементы, образуется зазор gh, равный величине выступающих из связки алмазных зерен, через который СОЖ поступает к рабочей поверхности абразивных элементов.

Таким образом, независимо от фактической высоты абразивных элементов в момент работы в инструменте автоматически (заложено технологией} под-40 держиваются условия для обеспечения смачивания инструмента, отвода тепла от рабочих алмазов и вывода отходов обработки из рабочей зоны. Это в значительной мере улучшает смазывающе- 45 охлаждающий эффект инструмента, способствует поддержанию условий работы

его в режиме самозатачивания и представляет возможность применения абразивных элементов со значительно боль-50 шей высотой.

Предлагаемый инструмент дополнительно снабжен специально изготовленными и направленными от центра к пе- 55 риферии технологическими отводными каналами, которые под действием давления в магистрали подачи СОЖ, а также центробежных сил вращения инструмента улучшают отвод шлама из зоны обработки деталей, а вместе с тем и отвод тепла. В зависимости от размеров инструмента, формы его рабочей поверхности, режимов обработки и применяемой оснастки профиль данных каналов может иметь различную геометрическую форму, например, прямоугольную, прямоугольную с уступами, изогнутую, суживающуюся и другие. За счет суживания и кривизны отводные каналы обеспечивают необходимое избыточное давление жидкости в зоне контакта инструмента и заготовки, что повышает эффективность смачивания и отвода тепла из нее. Пазы,,образованные радиальным расположением абразивных элементов и отводными. между ними калиброванными каналами, играют роль резервуаров для размещения отходов резания, а стенки их выполняют роль скребков, которые их удаляют.

Скрапливаясь в каналах, шлам потоком жидкости удаляется и инструмент не засаливается, что способствует повышению режущей его способности, стабильности работы и качества обработки деталей. Снижение температуры в предлагаемой конструкции происходит и за счет образования на каждом режущем выступе в результате ударного характера нагрузки заборной части, облегчающей внедрение в обрабатываемый материап расположенных на ней алмазных зерен и увеличивающей их работоспособное число. Повышается и вентиляционная способность инструмента (в:радиальном и концентрическом направлениях), достигается и более эффективная работа СОЖ, так как она захватывается каналами и под действием центробежных сил вращающейся пары и инерционных свойств жидкости через зазоры в наполнителе в достаточном количестве проходит через зазор между обрабатываемой заготовкой и рабочими поверхностями абразивных элементов. Все это снижает усилие трения в зоне обработки и соответственно накопление тепла и уменьшает адгезионный и диффузионный износ алмазных зерен, а также вероятность их сталкивания и преждевременного вырывания из связки, что ведет к повышению износостойкости инструмента, абразивной его стойкости и повьппению производительности работы.

1 311921

Угол установки алмазных элементов от радиального, град.

Вид эффекта

Неперпендихулярность алмазных элеменКоэффициент заполнения олшина алмазныл элементов, мм

0-3 0 5-3,0

4,0

6,0

-15 (-5) -5 +15 0,03 тов к корпусу

Плохая Хорошая Удав- Хорошая летвоХорошая Удовлет- Плохая ворительная

Абразивная способность рительная

Абразивная стойкость (стабильнасть) интервалы правок, ч

Алмазные элементы не выдер- 14

2 14

Ухудшает нагрузок Без по- Царапины Царапины Царапи Без де- Царапины Царапины верхно- лассины лассины пины фектов стных дефектов

Качество обработки (no поверх постным дефектам) все параметры

Отличная Хорошая Плохая Плохая Отлич- Удовлет- Плохая ная ворительная

Износостойкость

П р и и е ч а н и е. Высота алмазныл элементов 12 мм, Абразивный компонент вводится в наполнитель в количестве 10-50Х объема наполнителя, размеры его зерен идентичны алмазам или ниже на 1-2 порядка. По мере срабатывания абразивных элементов и выработки наполнителя абразивный компонент периодически вводится в контактную зону обработки заготовки. Воздействуя на рабочую поверхность абразивных элементов он очищает их от возникающих очагов засаливания шламом и, вырабатывая при этом связку абразивных элементов, обнажает свежие алмазные зерна и вводит их в работу.

На фиг ° 1 схематично показан абразивный торцовьЕЙ инструмент со стороны рабочей поверхности, общий вид; на фиг. 2 — то же, разрез.

Абразивный торцовый инструмент co" держит корпус 1, абразивные пластины

2 при 12,5Х-ном содержании алмазов с уэколезвийной рабочей поверхностью шириной 1,5 мм, которые установлены на корпусе радиально и своей большей стороной перпендикулярно его плоской поверхности с коэффициентом заполнения 0,07 на диаметре инструмента

350 мм. На инструменте установлено

120 элементов размером 40х12х1,5.

Свободный между пластинами 2 объем заполнен наполнителем 3, в частности эпоксидной смолой, с вкл10чением в его состав абразивного порошка крупностью зерен 14 мкм в количестве 50K объема наполнителя. В направлении от центра корпуса 1 инструмента к его периферии изготовлены технологические отводные канмеы 4. Для подачи смазывающе-охлаждающей жидкости на инструмент имеется специальное соединенное с напорной магистралью станка отверстие 5. !

Инструмент работает следующим обр азом.

Круг совершает принудительное вра20 щательное движение. Обрабатываемая заготовкар закрепленная в приспособлении, прижимается к инструменту под действием силы F пневматического прижима через поводок, палец станка и

25 специьный1 нр1ппеЛЬ приспособления, совершая принудительное возвратнопоступательное и вращательное движение, Вращение заготовки происходит в результате трения об алмазоносный

1311

С абразивным компонентом

Беэ наполнитеI0-50Х 70Х

5Х

Размер зерен а разина меньше алмазны на Э по рядка

Размен зерен абразива тот ве, что и

Р хзмер зерен абразива больше алмазных пя

0,05-0,15

0,2 алмазов

Хорошая Отличная Хорошая Хорошая Хорошая Отличная Отличная

Хорошая Плохая

Алмазные элементы ие вы- 14

14 20

14 14

14 дерзиваОтдельные Без де- Без де- Отдельные Беэ де- Без де- Отдельные лассины Фектов фектов царапины фектов фехтов дефекты

Без дефек- Царапины ют пятов лассины грузок

Хорошая Отличная Отличная Удовлет Отличная Отличная Плохая . ворительная

Отличная Удовлетворительтельная слой инструмента, что в совокупности с компоновкой инструмента обеспечивает формирование сложного криволинейного режущего профиля с удалением припуска заготовки отдельными слоями, 5 обеспечивая оптимальные условия его работы. B процессе работы инструмента происходит врезание выступающих из связки абразивных пластин 2 алмазных зерен в обрабатываемую заготовку и ее абразивный износ. 1тродукты износа заготовки и связки инструмента попадают в зазор Ь между рабочей поверхностью инструмента и обрабатываемой заготовкой и в результате низ- 15 кой износостойкости наполнителя 3 производят его выработку. Работа инструмента производится при постоянной под давлением подаче СОЖ через отверстие 5 в центре корпуса 1 инструмен- 20 та, Образовавшийся в результате абразивного износа загoToBKH H инструмента шлам вместе СО% центробежными силами вращающейся пары и избыточного давления в магистрали выбрасывается наружу. Лучшему выводу шлама из контактной эоны обработки, смачиванию и охлаждению инструмента служат отводные каналы 4. В целях исключения. за921 8 саливания рабочих поверхностей абразивных пластин 2 в зону обработки периодически по мере выработки наполнителя 3 подается абразивный порошок, который способствует сохранению абразивной стабильности инструмента. оормулаизобретения

1. Абразивный торцовый инструмент, содержащий корпус с установленными на нем абразивными элементами, между которыми расположен наполнитель с износостойкостью ниже износостойкости абразивных элементов, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения иэносостойкости инструмента, абразивные элементы выполнены в виде плоских пластин, закрепленных радиально на корпусе и своей большей стороной перпендикулярно к его поверхности, при коэффициенте заполнения 0,05-0,15.

2. Инструмент по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что наполнитель содержит абразив с зернистостью, равной зернистости абразивных зерен плоских пластин, или на 1-2 номера ниже их, а количество его составляет

10-50Х объема наполнителя.

1311921

Составитель Т, Никонорова

° Редактор Н. Егорова Техред А.Кравчук Корректор М. Domo

Заказ 1922/15

Тираж 716 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делай изобретений и открытий

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

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