Масса для изготовления алмазного инструмента

 

Изобретение относится к изготовлению алмазного инструмента, предназначенного для шлифования труднообрабатываемого материала. Цель изобретения - повышение производительности и качества шлифования . Абразивная масса, предназначенная для изготовления абразивного инструмента, включает алмазные частицы и армированную абразивным наполнителем органическую связку. В качестве абразивного наполнителя масса содержит электрокорунд в виде сферических частиц, размер которых составляет 0,66-1,0 размера алмазных частиц, при этом органической связки введено по объему в 2-6 раз больше сферических частиц. 1 ил. со ел С71 4::

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5и 4 В 24 D 3 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3983880/31-08 (22) 03.12.85 (46) 30.11.87. Бюл. № 44 (71) Курганский машиностроительный институт (72) В. И. Курдюков, Б. П. Кудряшов и В. К. Старков (53) 621.922.079 (088.8) (54) МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к изготовлению алмазного инструмента, предназначенного для шлифования труднообрабатываемого

ÄÄSUÄÄ 1355470 А1 материала. Цель изобретения — повышение производительности и качества шлифования. Абразивная масса, предназначенная для изготовления абразивного инструмента, включает алмазные частицы и армированную абразивным наполнителем органическую связку. В качестве абразивного наполнителя масса содержит электрокорунд в виде сферических частиц, размер которых составляет 0,66 — 1,0 размера алмазных частиц, при этом органической связки введено по объему в 2 — 6 раз больше сферических частиц. 1 ил.

1355470

15

1

Изобретение относится к изготовлению алмазного инструмента, предназначенного для шлифования труднообрабатываемых материалов.

Цель изобретения — повышение производительности и качества шлифования.

Сущность изобретения сводится к тому, что в массу, содержащую алмазные частицы, органическую связку с абразивным наполнителем, в качестве последних введены сферические полые частицы из электрокорунда. Размер вводимых частиц связан с размером алмазных частиц и может быть равен 0,66 1,0 размера последних. Органическую связку вводят в количестве, в 2-—

6 раз превышающем количество сферических частиц.

Правильная форма (сфера) частиц наполнителя значительно уменьшает концентрацию напряжений в готовой массе и повышает ее прочность. Во время работы инструмента частицы наполнителя, выходящие на рабочую поверхность, вскрываются даже при незначительных нагрузках(7 — 8 г) и не образуют дополнительных площадок трения.

Поэтому теплонапряженность процесса шлифования снижается, а внедрение режущих зерен в обрабатываемый материал облегчается (нет дополнительной опоры поверхности инструмента на обрабатываемую деталь, как в случае обычного абразивного наполнителя). Кромки же вскрывшихся частиц образуют дополнительные режущие элементы, которые зачищают обработанную поверхность, понижая ее шероховатость.

Так как введение в качестве наполнителя сферических полых частиц снижает тепловыделение в зоне шлифования, то в составе связки может быть понижено процентное содержание металлов, которые вводятся для увеличения теплопроводности абразивной массы. 3а счет этого может быть повышено содержание в связке поверхностно-активных металлов, таких как олово, висмут и другие, что увеличивает эффект облегчения диспергирования обрабатываемого материала за счет его поверхностной активации. Создается возможность увеличить, если необходимо, в связке количество связующего (термореактивной или термопластичной смолы), чтс приводит к увеличению прочности удержания зерен в абразивной массе. Соблюдение определенного отношения между объемными долями связки и полых сферических частиц вызвано тем, что при соотношении меньше 2 количества связки недостаточно для образования прочных связей между абразивными зернами и частицами наполнителя. Это приводит к черезмерно интенсивному износу круга в процессе работы. При соотношении больше 6 положительный эффект от введения полых частиц сводится на нет из-за их недостаточного количества и черезмерно большого количества связки. В этом случае возрастает пло25

55 щадь контакта связки с обрабатываемым материалом, что вызывает увеличение тепловыделения в зоне шлифования и одновременно затрудняет внедрение режущих зерен в обрабатываемый материал, а значит снижается интенсивность съема и повышается теплонапряженность процесса.

Приведенное соотношение объемных долей связки и сферических частиц обеспечивает достижение поставленной цели. Размеры полых сферических частиц также должны быть взяты в определенных пределах. При размере меньше 0,66 в каждом мостике связки между соседними абразивными зернами располагается слишком большое количество полых частиц, что приводит к черезмерному снижению прочности связки между абразивными зернами, а значит и к снижению прочности удержания в круге.

Такой же эффект вызывает введение полых частиц, размеры которых превышают размеры абразивных зерен. В этом случае полые частицы могут занять все расстояние между соседними абразивными зернами. Каж дые два соседних абразивных зерна разделены одной полой частицей, находящейся в непосредственном контакте с ними или через слишком тонкий слой связки. Прочность такой связки недостаточна для обеспечения необходимой прочности удержания режущих зерен в круге.

Положительный эффект достигается полностью, если соотношение между размерами полых частиц и абразивных зерен взяты в указанных пределах.

На чертеже изображена зависимость удельного расхода алмазов при плоском шлифовании твердого сплава ВК8 алмазными кругами, изготовленными из предлагаемой массы с различным соотношением объемных долей связки Ve. и сферических полых частиц из электрокорунда V. и различным соотношением размеров полых сферических частиц 4 и абразивных зерен Ь.

На чертеже позицией 1 обозначено г(ч/йз= 0,88; 2 — d÷ с)з= 1,1; 3 — г1ч/d =0.55, Изготовлены круги прямого профиля из массы, содержащей алмазные зерна ACP

100/80, связку состава, %: медь 30; олово 20, фенолформальдегидная смола — пульвербакелит — 50; и сферические абразивные частицы из электрокорунда пористостью

90 — 95% при следующих соотношениях компонентов в объемных процентах.

Пример I. Масса содержит, %:

Алмазные зерна 25

Связка 37,5

Полые сферические частицы размером

80 мкм 37,5 з /Ъ 1 4 /с1з 088. Кз 0 83 мкм q

2,8 мг/г.

Пример 2. Масса содержит, %:

Алмазн» е зерна 25

Связка 50

1355470 мкм, ос. мкм; мкм; qa мкм; qe мкм; qe мкм; qe

Формула изобретения

Полые сферические частицы размером

80 мкм 25 св / ч 21 d /dp 0,88; R g 0 3

1,35 мг/г.

Пример 8. Масса содержит, Я:

Алмазные зерна 25

Связка 60

Полые сферические частицы размером

80 мкм l5

Vсв/V÷ 4; de/dç О 88 Ra О 12

0,75 мг/г.

Пример 4. Масса содержит, ф:

Алмазные зерна 25

Связка 64,2

Полые сферические частицы размером

80 мкм 10,8

Vce/Vi 6; с1ч/da 0,88; Ra 0,30

1,5 мг/г.

Пример 5. Масса содержит, Я:

Алмазные зерна 25

Связка 66

Полые сферические частицы размером

80 мкм 9

Ъсв/Va 7; dv/(1з 088; Ra 050

1,7 мг/г.

Пример б. Масса содержит, Я:

Алмазные зерна 25

Связка 60

Полые сферические частицы размером

50 мкм 15

Vce/Чч 4; (1ч/da 0 55; Ra 0,52

1,9 мг/г.

Пример 7. Масса содержит, Я:

Алмазные зерна 25

Связка 60

Полые сферические частицы размером

IO0 мкм 15

Vce/Чч 4; de/da 1,1; Ra 0,68

1,75 мг/г.

Из приведенного графика видно, что лучшими показателями работоспособности по сравнению с кругами из известной массы обладают все круги, соотношение V-./V. которых находится в пределах (2 — 6), а соотношение размеров полых частиц к размеру зерен — в пределах (0,66 — 1,О). У кругов с соотношением Ч ./V- I резко возрастает удельный расход алмазов из-за низкой прочности удержания зерен алмазов в массе, что объясняется недостаточным количеством связки для образования прочных связей зерен как между собой, так и с частицами наполнителя. Шлифование кругами из массы с соотношением Vce/V, больше 6, в частности

Kpyt.oM с составом по примеру 5, где

Чсв/V- 7, не дает ожидаемого эффекта по сравнению с кругами из известной массы, т.е. удельный расход алмазов и шероховатость обработанной поверхности находятся на том же уровне. Это объсняется увеличением площади контакта поверхности обрабатываемой детали с кругом из-за черезмерного количества связки, что в свою очередь приводит к повышению теплонапряженности процесса и затрудняет внедрение режущих зерен в обрабатываемый материал. Это подтверждается появлением вибрацйй снижением производительности шлифованйя.

У кругов с соотношением размеров полых сферических частиц и абразивных зерен меньше 0,66 и больше 1,О (примеры 6 и 7) удельный расход алмазов также вьппе по сравнению с известным.

Наибольший эффект при шлифовании твердого сплава наблюдается у кругов, изготовленных из предлагаемой массы с соотношением объемов связки и сферических полых частиц из электрокорунда, находящимся в пределах 3 — 4 и соотношением размеров частиц и размеров режущих абразивных зерен 0,8 — 0,9.

Сравнительные испытания таких кругов (пример 3) с кругами, изготовленными из известной массы показали, что при указанных условиях шлифования удельный расход алмазов у кругов из предлагаемой массы в 2,5 раза ниже (0,75 против 1,73 мг/г), а шероховатость обработанной поверхности R. при этом снижается с 0 50 до

0,12 мкм:

Условия шлифования: обрабатываемый материал — твердый сплав ВК8; круг АПП

200Х3Х I0X75 АСР 100/80 100оо.

Режим шлифования: глубина шлифования 0,025 мм; поперечная подача 1,0 мм/ход; продольная подача 12 м/мин, скорость круга 30 м/с.

Штрихпунктирная линия на чертеже показывает уровень удельного расхода алмазов при работе кругом из известной массы в тех же условиях шлифования.

Масса для изготовления алмазного инструмента, включающая алмазные частицы, органическую связку, металлический и абразивный наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности и качества шлифования, в качестве абразивного наполнителя масса содержит полые сферические частицы из электрокорунда размером 0,66 — 1,0 размера алмазных частиц, при этом отношение объема органической связки к объему сферических частиц находится в пределах 2 — 6.

1 2

Составитель В. Воробьев

Редактор М. Петрова Техред И. Верее Корректор Л. Пилипенко

За каз 5464/17 Тираж 715 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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