Масса для изготовления алмазного инструмента

 

Изобретение относится к изготовлению алмазного инструмента. Цель изобретения - расширение режущей способности алмазных зерен. Масса содержит алмазные зерна (12,5-17 об.%, органическую связку и полые сферические частицы двух фракций. Размеры частий одной фракции составляют 8,5-12, а другой фракции 5,7-7,1 размера алмазных зерен, при отношении объемных долей полых сферических частиц крупной фракции 1,6-3, а мелкой 1,1-1,5 к объемной доле алмазных зерен. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (505 В 24 D 3/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

f (21) 4375783/31-08 (22) 08 ° 02.88 (46) 07 ° 08.90, Бюл. М 29 (71) Курганский машиностроительный институт (72) В.И.Курдюков и Б.П.Кудряшов (53) 621.922..079(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1425067, кл. В 24 D 3/14, 1987, (54) МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к изготовлению алмазного инструмента. Цель

Изобретение относится к машиностроению, в частности к производству алмазного инструмента,и может быть использовано при изготовлении алмазных кругов для обработки тепловосприимчивых сталей, Цель изобретения - повышение режущей способности алмазных зерен в инструменте и качества обработки.

На чертеже изображена схема структуры алмазного инструмента, Масса для изготовления алмазного инструмента включает алмазные зерна, органическую связку и полые сферические частицы из абразивного материала (электрокорунд, стекло и т.п.).

Размеры полых сферических частиц находятся в двух интервалах, один из которых составляет 8,5-12, второй - 5,7-7,1 размера алмазных зерен, а их объем составляет соответственно

2 изобретения — повышение режушей способности алмазных зерен, Масса содержит алмазные зерна (12,5-!7 ob,Е), органическую связку и полые сферические частицы двух фракций. Размеры частиц одной фракции составляют 8,5-!2, а другой фракции — 5,7-7,1 размера алмазных зерен, при отношении объемных долей полых сферических частиц крупной фракции 1,6-3, а мелкой 1,11,5 к объемной доле алмазных зерен.

При этом объем связки находится в пределах 1,1-2 объема алмазных зерен. 1 ил. 1 табл, 1,6-3,0 и 1,1-1,5 объема алмазных зерен, при этом объемная доля связки находится в пределах 1,1-,0 объемной доли алмазных зерен, Эффект от применения массы заклю." чается в том, что приведенные соотношения размеров алмазных зерен и двух фракций полых сферических частиц позволяют получить такую структуру рабочего слоя инструмента, при которой более крупные полые сферические чаев типы 1, окруженные алмазными зернами 2, образуют каркас, ь пустоты которого помещены полые сферические частицы 3 меньшего размера (фиг ° 1).

При этом обеспечиваются условия, когда алмазные зерна располагаются в один слой между полыми сферическими частицами, формируя сотовое строение рабочего слоя алмазного инструмента.

При таком строении каждое зерно, вы3

1583274 шедшее на поверхность инструме.tra„ участвует в работе и тем самым реализует полностью свою потенциальную режущую способность, При этом удельная нагрузка, приходящаяся на каждое зерно, уменьшается, что позволяет либо повысить стойкость инструмента, либо увеличить интенсивность съема обрабатываемого материала, Опасность

"засаливания" такого инструмента практически отсутствует из-за его высокой поверхностной пористости.

Возможность использования мелкого зерна в такой конструкции сохраняет,ся, что обеспечивает низкую шероховатость обработанной поверхности, Кроме того, за счет участия каждого зерна в работе можно уменьшить объемнце содержание алмазных зерен в инструменте, что позволит снизить расход алмазов на съем единицы обрабатываемого материала, Это является еще одним резервом повышения коэффициента использования алмазных зерен, Указанные признаки реализуются при соблюдении указанных соотношений, что обусловлено следующим.

При соотношении размеров полых сферических частиц крупной фракции, меньшем 8,5 размера, поры на рабочей поверхности будут недостаточными для свободного размещения в них отходов шлифования, что приведет к "засаливанию" инструмента, При соотношении, большем 12, прочность инструмента будет недостаточной. Введение полых сферических частиц мелкой фракции с размерами менее 5,7 размера зерен дает возможность зернам расположиться в пространстве между сферическими частицами крупной фракции и мелкой не в один слой, а сгруппироваться в агрегаты, что при работе затрудняет внедрение таких агрегатов в обрабатываемый материал, приводит к засаливанию агрегатов, Увеличение этих соотношений более 7,1 невозможно по условиям получения требуемой структуры, Отношение объемных долей полых сферических частиц крупной фракции и зерен также должно быть взято в определенных пределах, а именно

1,6-3,0, так как при соотношении, меньшем 1,6, расстояния между полыми сферическими частицами слишком ве1 лики и в пространстве между нилm зерна расположатся более, чем в один слой, Это приведет к увеличению пло5

S0

ПЩ и контакта круга с обрабатываемой поверхностью, возрастанию сил трения, повышению теплонапряженности и, как следствие, к ловышенному износу инструмента, При значении соотношения больше 3,0 количество режущих зерен черезмерно уменьшается, и режущая способность инструмента снижается, Ограничения, наложенные на объемную долю полых сферических частиц более мелкой фракции, объясняются необходимостью обеспечения условия, при котором на каждую полость каркаса, образованного полыми сферическими частицами крупной фракции, приходилась одна частица мелкой фракции, так как большее их количество приведет к нарушению укладки, а меньшее к заполнению не всех пространств между частицами крупной фракции и, как следствие, образованию в них зерен агрегатов с уже указанными отрицательными последствиями. Соблюдение указанных соотношений между объемными долями связки и зерен вызвана необходимостью обеспечить оптималь-ную прочность удержания зерна, Таким образом,, размер полых частиц крупной фракции должен составлять 8,5-12, а размер полых сферических частиц более мелкой фракции 5,7-7,1 размера алмазных зерен, При этом объемная доля первых 1,6-3,0, вторых 1,1-1,5, а объемная доля связки 1,1-2,0 объемной доли алмазных зерен. Только при соблюдении укаэанных соотношений достигается повышение коэффициента использования алмазных зерен и качества обработанной поверхности.

В таблице приведены значения удельного весового расхода q алмазов и шероховатости обработанйой поверхности К при плоском шлифовании сплава

ЭИ437Б кругами, изготовленными из предлагаемой массы при различных соотношениях: размеров полых сферических частиц крупной фракции Й мелИ

У кой фракции d > и алмазных зерен d» объемных долей полых сферических частиц крупной фракции К", мелкой фракн

Фии. К„, связки Ксв и алмазных зерен

К>(примеры 1-10). Условия шлифования: круг 1А1 200х3х10х75 АС2; режимы шлифования: глубина шлифования 0,02 мм, поперечная подача 1,0 мм/ход, продольная подача 0,17 м/с, скорость круга 30 м/с.

1 583274 6

1,5 раза, а шероховатость обработанной поверхности на 1-2 класса.

Как показывает анализ таблицы лучшими показателями работоспособности (удельный весовой расход алмазов, шероховатость обработанной поверхности ) по сравнению с кругами из известной массы (пример .11) обладают все круги из предлагаемой массы, в которых соотношение размеров палых сферических частиц крупной фракции (ПСЧК) составляет 8,5-12, мелкой (ПСЧМ) 5,7-7,1 размера алмазных зе рен, а их объемные доли взяты равны» ми 1,6-3,0 и 1,1-1,5 объемной доли алмазных зерен. При этом объемная доля связки находится в пределах 1,1

2,0 объемной доли алмазных зерен (примеры 1, 3, 5, 7, 11). Причем наи" больший эффект достигается, если г/d 3 = 10,6, d /d, = 6,6, К"„/Кз(примеры 5, 10). По сравнению с кру" гом иэ известной массы удельный весовой расход алмазов снижается в мкм

12 7,1 2,35 1,1 1,40

8,0 0,46

14. 8,9 2,35 1,1 1,40

8,6 0,53

8 ° 5 5э7 2э35 !ю1 1в40

7,9 0,4

Состав Содержание компомассы нентов, об,%

1 Алмазные зерна,(АЗ) зернистостью (28/20)

l7

Полые стеклянные сферические частицы крупной фракции (ПСЧК) зернистостью (315/250)40

Полые стеклянные частицы мелкой фракции (ПСЧМ) зернистостью (200/160) - 19

Органическая связка (пульвербакелит) ПБ— г

24

2, АЗ (28/20) 17

ПСЧК (400/315) 40

ПСЧМ (250/200) 19

ПБ 24

3, АЗ (28/20) 17

ПСЧК (250/200) 40

ПСЧМ (160/125) 19

ПБ 24

Формула изобретения

Масса для изготовления алмазного инструмента, включающая алмаэные зерна, полые сферические частицы нз аб» раэивного материала и органическую

1() связку, отличающаяся тем, что, с целью повышения режущей способности алмазных зерен при обработке жаропрочных сталей, алмазные зерна введены в массу в количестве 12,515 17,0 об.%, при этом полые сферические частицы введены в массу в виде двух интервалов размеров 8,5-12,0 и

5,7-7,1 от размера алмазных зерен, причем объемная доля частиц первого интервала составляет 1,6-3,0, второго интервала 1,1-1,5 от объемной доли алмазных зерен, при этом объемная доля связки составляет 1,1-2,0 от объемной доли алмазных зерен.

1583274 г

Т 1

7 8 9

АЗ (28/20), 17 . ПСЧК (200/160) 40

ПСЧМ .(125/100) 19

ПБ 24

7,5 4,7 2,35 1,) 1,40

8,1 0,46

5, АЗ (40/28) 17

ПСЧК (400/315) 40

ПСЧМ (250/200 ) 21

ПБ 25

10 6 6 6 2 35 1 3 1 40

5,1 . 0,32

6, АЗ (40/28) 20

ПСЧК (400/315) 32

ПСЧМ (250/200) 26

ПБ 22

l0 6 6,6 1,6 1,3 0,9

8,4 0,36

7, А3 (40/28)

ПСЧК (400/315)

ПСЧМ (250/200)

ПБ

Поры

8, АЗ .(40/28)

ПСЧК (400/315)

ПСЧМ (250/200)

ПБ

Поры

9, АЗ (40/28)

ПСЧК (400/315)

ПСЧМ (250/200)

ПБ

Поры

10, АЗ (40/28)

ПСЧК (400/315)

ПСЧМ (250/200) 12,5 ,37, 5

19

10,6 6,6 3,0 1,5 2,0

7,9 0,5

52„5

16,5

106663510),1

8,4 0,41

l5

22,5

24

36

2,5

10ьб бьб 1 ь5 l ьб 2,4

8,3 . 0,43!

21

33

53

10,6 6,6 2,35 1,3 1,4

5,6 0,28

11, АЗ (28/20)

ПСЧК (200/160)

ПБ (иэвестный) 8,1 0,60

7,5

1,57

0,45

П р и м е ч а н и е: B roròàíàõ 1-9 материалы ПСЧК и ПСЧМ - боросиликатное стекло, в составе 10 — электрокорунд, 1583274

Составитель Г, Воробьев

Техред Л. Сердюкова Корректор М, Самборская

Редактор С.Патрушева

Заказ 2222 Тираж 601 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьгтиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент"; r. Ужгород, ул. Гагарина, 101