Способ изготовления алмазного инструмента

 

Изобретение относится к изготовлению алмазного инструмента на органичебкой связке, предназначенного для тонкого шлифования оптического стекла методом притира. Цель изобретения состоит в попышении качества обработки оптических деталей, возможности при этом использовать в инструменте более широкий диапазон зернистости алмазного микропорошка, а также применять при обработке смазочно-охлаждающие жидкости на основе воды с малым) добавками поверхностноактивных веществ. Инструмент изготавливают из массы, содержащей порошковые фенолформальдегидные связуго- Фе, алмазный микропорошок и металлический наполнитель в виде алюминия. Массу укладывают в форму в свободном насыпном состоянии и спекают , нагревая ее от комнатной температуры до 180-200 С со скоростью не более 5 град/мин. 1 з.п. ф-лы, 3 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (111 (5D 4 В 24 0 18/00

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АBTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4127569/40-08 (22) 30, 09. 86 (46) 30. 05. 88. Бюп. 11 20 (72) В.А. Засосов, Ю.А. Глухов, И.А.Щеколдин и В.И.Блинов (53) 621.922.079 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 931444, кл, В 24 D 3/34, 1980. (54) QIOCOH ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНОГО

ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к изготовлению алмазного инструмента на органической связке, предназначенного дпя тонкого шлифования оптического стекла методом прнтира. Цель изобретения состоит в повышении качества обработки оптических деталей, воэможности при этом испольэовать в инструменте более широкий диапазон зернистости апмазного микропорошка, а также применять при обработке смазочно-оклад(дающие э(идкости на основе воды с малыми добавками поверхностноактивных веществ. Инструмент изготавливают из массы, содеркап(ей nopomковые фенолформальдегидные связуюп не, алмазный микропорошок и металлический наполнитель в виде алюминия.

Массу укладывают в форму в свободном насыпном состоянии и спекают, нагревая ее от комнатной температуры а до 180-200 С со скоростью не более

5 град/мин. 1 s.ï. ф-лы, 3 табл.

1399107

Изобретение относится к изготовлению алмазного инструмента на органической связке, предназначенного для тонкой шлифовки опти 1еского стекла.

Цель изобретения — улучшение качества обработки оптического стекла при тонком шлифовании инструментом на органической связке, использование при этом в инструменте более широко- 10 го диапазона зернистостей алмазного микропорошка. Дополнительно целью является обеспечение воэможности работы инструмента со смазочноохлаждающими жидкостями, содержащими 15 пониженное количество ПАВ.

Способ осуществляют следующим образом.

Массу, содержащую порошковую фенолформальдегидную смолу и алмаз, свобод-20 но насыпают в форму и подвергают термообработке от комнатной температу0 ры до 180-200 С со скоростью не более 5 град/мин, Для увеличения стойкости получаемого инструмента в массу25 дополнительно вводят алюминиевый порошок от 0,5 до 25 от объема массы.

Инструмент, изготавливаемый по предлагаемому способу, является высокопористым. Содержание пор в инструменте составляет 48-60Х. IIopoo5paэование осуществляется за счет того количества газов, которое возникает при полимеризации смолы. Для изготовления инструмента используют алмазный MHKpnnopomoK зернистостью

20/14. Применение алмаза зернистостью 20/!4 не приводит к ухудшению качества обработки при шлифовании. Это объясняется тем, что при 40 спекании массы в свободном на<ыпном состоянии в значительной степени улучшаются условия для адгезионного закрепления алмазных зерен в матрице инструмента ° Иэ анализа экспери 45 ментальных данных следует, что возникновение дефектов при шлифовании (в виде глубоких отдельных царапин, выколок на стекле) прежде всего связано с неустойчивостью положения

50 алмазных зерен в зоне контакта инструмент- стекло.

В свою очередь применение более крупной зернистости алмаза в инструменте очень резко отражается на повышении шлифующей способности инструмента,а следовательно, появляется воэможность в несколько раэ снизить в СОЖ содержание ПАВ.

Повышению шлифующей способности способствует также и высокопористая структура инструмента, которая создает благоприятные условия для удержания на поверхности инструмента

СОЖ.

В массу дпя изготовления инструмента допускается введение алюминиевого порошка от 0,5 до 25 от объема массы. Введение алюминия производится с с целью уменьшения износа инструмента.В силу своей ппастичности и незначиI тельной твердости алюминий не оказывает влияния на ухудшение качества обработки, в то же время металлические порошки, по твердости превосходящие алюминий (медь, никель, желеэо), такое влияние оказывают. Введее апюминия в массу в количестве

0,5Х от объема массы снижает износ инструмента (по сравнению с инструментом беэ алюминия), более чем в 1,5i раза, и такой инструмент уже может представлять практический интерес.

Но алюминия не должно вводиться более 25 от объема массы — это граница, с которой начинается ухудшение качества обработки. Причина ухудшения обработки опять же в нарушении условий адгезионного 3акрепле" ния алмазных частиц в связке. При спекании массы в свободно насыпном состоянии и содержании при этом в массе алюминия более 25Х в силу капнлляриого эффекта происходит обед,нение жидкой фазы связующего (связующее аковывается множеством алюминиевых частиц) и этим ухудшаются условия для смачивания частиц алмаза.

Введение алюминия до 25Х от объема массы на производительность инструмента практически не влияет.

На образование пористой структуры существенное влияние оказывает скорость нагрева массы при спекании. При скорости нагрева свыше 5 град/мин происходит черезмерно интенсивное газовыделение, которое образует неоднородную пористость и значительно разупрочняет связку, а это нарушает стабильность процесса шлифования, повышает износ инструмента и несколько ухудшает качество обработки. При изменении скорости нагрева от 0,5 до

4 град/мин структура инструмента практически не изменяется. Скорость нагрева, равную 2-..3 град/мин,можно счи1 399 107

35 тать оптимальной. Нагрев формы с массой при спек анни производят в термостате и начинают нагрев от комнатной температуры. Это условие должно выполняться, потому что форма, в которых производят спекание массы, массивны и для равномерного разогре- ва требуется постепенное увеличение температуры.

Пример. Изготавливают инструмент для тонкого шлифования оптического стекла ф 12 мм и Н = 10 мм.

Состав массы для изготовления инструмента для тонкого шлифования оптического стекла приведен в табл. l°.

Порошки связующего СФП-01!Л, алюминия и алмаза смешивают в смесителе (любого типа) до равномерного распределения компонентов н массе. 20

Массу свободно насыпают в форму, изготовленную из металла или фторопласта и представляющую собой плиту (толщиной 16 мм) с отверстиями ф 12 мм под которуи подкладывают плиту-оснбвание.

Форму помещают в термостат при комнатной температуре и производят о нагрев до 180-?00 С со скоростью подъема температуры, равной 2-3 30 гр ад/мин.

После достижения 180-200 С форму вынимают иэ термостата и охлаждают на воздухе, после чего из нее извлекают алмазные элементы, Испытание проводят на станке типа

9ШП на операции тонкого шлифования образцов оптического стекла К8 при следующих режимах . число оборотов шпинделя — 1400 об/мин; удельное давление на образец — 0,9 кгс/см г смещение поводка относительно центра шпинделя — 23 мм; СОЖ вЂ” вода с добавками полиамина. Процентное содержание полиамина изменяли от 0,025 до

0,5 .

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Испытания вариантов с СОЖ, в кото рой полиамина содержится 0,4 показывают, что преимущество по чистоте обработки имеют варианты 1 и 2. Вариант 5 не обеспечивает требуемую чистоту обработки по ТУ. Оптимальный — 55 вариант 3.

Проводили испытания оптимального варианта 3 в сравнении с прототипом при изменении составов СОЖ.

Разуль аты испытаний привеjtf пы в табл, 3.

Предлагаемый инструмент может работать с одинаковой производительностью и обеспечивать качество обработанной поверхности стекла, равное с прототипом, при этом можно уменьшить концентрацию поли амина н ГОЖ в

10 раз.

Предлагаемый способ из.-отонления инструмента (н отличие от способапрототипа) позволяет использовать. для целей тонкого шлифования алмазный микропорошок зернистостью 20/14 (вместо 14/10), который значительно менее дефицитен и менее трудоемок при прецезионной классификации, обеспечивать высокую производительность шлифования при условии использования

СОЖ с значительно меньшим (в 10 раз) содержанием поверхностно -активных веществ (например, полиамина) и тем самым снизить токсическое воздействие

СОЖ, что н свои очередь î Kpop T Roз» можность расширить область внедрения алмазного шлифования оптического стекла; уменыяить трудоемкость изготовления инструмента за счет устранения операции прессования; производить инструмент вне специализированного предприятия непосредственно на занодах, потребляющих этот инструмент. !

Фор мул а из обретения

1. Способ изготовления алмазного инструмента, при котором из порошкообразной массы с фенолформальдегидным связующим формообразуют инструмент и термообрабатывают его до темо пературы 180-200 С, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью улучшения качества обработки при тонком шлифовании оптического стекла, расширения диапазона зернистости алмазных порошков, формообразование инструмента осуществляют при термообраI ботке со скоростью не более

5 град/мин, причем термообработке подвергают свободно насыпанную массу.

2. Способ по п.1, о тл и ч аюш и и с я тем,что с целью увеличения стойкости инструмента, н массу дополнительно вводят алюминиевый порошок в количестве 0,5 -25,0 от объема массы.

1399107

Таблица!

Варианты

Состав массы (об. 7 ) 1 2 3 4 5

Связующее

СФП-011Л

98 97,5 93 73 68

Алюминиевый порошок

ПА-4

О 5 5 25 30

2 2

2 2 2

Содержание поПоказатели работоспособности

Глубина отдел ьных царапинн, мкм

Йер охов атость поИзнос

Съем стекли амина в СОЖ» Е инструмента верхности образца

R,, мкм ла, мкм поверхн., 45

0,12

0,12

45

0,12

50

0,4

5-6

0,12

50

0,1

0,1

5-6

Прототип

Таблиц а3

Показатели работоспособности

Содерж ание поВариант состава

Шероховатость поГлубина отдельных цар апин, мкм

Износ

Съем стекмассы ли амина в СОЖ,7 ла, мкм поверхн., мкм

0,08

0,025

25

0,1

0,05

Вариант состава массы

Алмазный микропорошок АСМ

20/14 верхности образца

Ra» мкм инструмент а за 30 инструмента за 30

Таблиц а2

1399107

Продолжение табл.3

Содержание поВариант состава массы

Показ атели работоспособности ли амина в СОЖ,Х тека ° мкм

0,1

0,12

0,12

0,2

63

5-6

0 5

0,65 Прототип 0,025

0,08

0,1

0,08

0,3

Составитель Н,Балашова

Техред М. Ходанич

Редактор А.Ревин

Корректор О. Кравцова

Тираж 678 Подпи сное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2628/ 7

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

Шероховатость по» верхйости образца

Износ инструмента за 30 поверхн., мкм

Глубина отдел ьжих царапин, мкм