Способ изготовления абразивного инструмента

 

Изобретение относится к производству алмазно-абразивного инструмента, предназначенного для финишной обработки стекла, керамики, кварца, корунда и других материалов, применяющихся в оптико-механической, приборостроительной и других областях промышленности. Цель изобретения - повышение производительности обработки и улучшение стабильности работы инструмента за счет коррозии металла в алмазоносном слое. Для изготовления инструмента берут массу, содержащую органическое связующее и металлический наполнитель, включающий металл с отрицательным и металл с положительным нормальными электрохимическими потенциалами, образующие гальванические пары, при следующем соотношении компонентов (мас.%): органическое связующее - 1-15, металл с отрицательным нормальным электрохимическим потенциалом 50-70, металл с положительным нормальным электрохимическим потенциалом 20-40, абразив 0,5-12. Из компонентов изготавливают образцы отдельно из органического связующего и металлов наполнителя, испытывают их на истирание при трении об обрабатываемый материал и на коррозионную стойкость металла с отрицательным нормальным электрохимическим потенциалом, определяют величины износа образцов за счет трения и коррозии и осуществляют дозирование компонентов согласно соотношениям M<SB POS="POST">1</SB>:M<SB POS="POST">3</SB>=ΔS<SB POS="POST">1</SB>:ΔS<SB POS="POST">3</SB>

M<SB POS="POST">2</SB>:M<SB POS="POST">3</SB>=ΔS<SB POS="POST">2</SB>+ΔS<SB POS="POST">2</SB>, где M<SB POS="POST">1</SB>, M<SB POS="POST">2</SB>, M<SB POS="POST">3</SB> - навески для образцов связующего, металлов с отрицательным и положительным электрохимическими потенциалами соответственно, ΔS<SB POS="POST">1</SB>, ΔS<SB POS="POST">2</SB>, ΔS<SB POS="POST">3</SB> - износ за счет трения образцов связующего, металлов с отрицательным и положительным электрохимическими потенциалами соответственно

ΔS<SB POS="POST">2</SB> - износ за счет коррозии образца металла с отрицательным электрохимическим потенциалом. Затем компоненты массы смешивают и формируют инструмент с последующей термообработкой. 2 табл.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 24 0 3/34 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изОБРетениям и ОткРытиям

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (21) 4407598/31-08 (22) 08.04.88 (46) 07.11.90. Бюл. М 41 (72) lO.Д.Филатов, В.В.Рогов, Н,Д,Рублев, И.В.Дракин, В.М.Альтшуллер, В,П.Коровкин и А,А.Жихарев (53) 621.922.079(088.8) (56) Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента. / Под ред. Ю.M.Êîâàëü÷óêà. M.:

Машиностроение, 1984, с. 210 — 212. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к производству алмазно-абразивного инструмента, предназначенного для финишной обработки стекла. керамики, кварца, корунда и других материалов, применяющихся в оптико-механической, приборостроительной и других областях промышленности. Цель изобретения — повышение производительности обработки и улучшение стабильности работы инструмента за счет коррозии металла в алмазоносном слое. Для изготовления инструмента берут массу, содержащую органическое связующее и металлический наполнитель, включающий металл с отрицательным и металл с положительным нормальными электрохимическими потенциалами, образующие гальваниче

Изобретение относится к производству алмазно-абразивного инструмента, предназначенного для финишной обработки стекла, керамики, кварца, корунда и других материалов, применяющихся в оптико-механической, приборостроительной и других областях промышленности.

Ы2,, 1604589 А1 ские пары, при следующем соотношении компонентов, мас.,ь: органическое связующее 1 — 15, металл с отрицательным нормальным электрохимическим потенциалом

50 — 70, металл с положительным нормальным электрохимическим потенциалом 2040, абразив 0,5-12. Из компонентов изготавливают образцы отдельно из органического связующего и металлов наполнителя, испытывают их на истирание при трении об обрабатываемый материал и на коррозионную стойкость металла с отрицательным нормальным электрохимическим потенциалом, определяют величины износа образцов за счет трения и коррозии и осуществляют дозирование компонентов согласно соотношениям М1:Мз= Л31: ЛЯз: М2. Мэ = Ь S2+

h,S2", где М1, Мг, Мз — навески для образцов связующего, металлов с отрицательным и положительным электрохимическими потенциалами соответственно: Л Si,h Sz, Л $э — износ за счет трения образцов связующего, металлов с отрицательным и положительным электрохимическими потенциалами соответственно; Л Sz" — износ за счет коррозии образца металла с отрицательным электрохимическим потенциалом. Затем Л компоненты массы смешивают и формиру- ОО ют инструмент с последующей термообра- 0 боткой. 2 табл.

Цель изобретения — повышение производительности обработки и улучшение стабильности работы инструмента.

Способ изготовления инструмента заключается в том, что масса для алмазно-абразивного инструмента, содержащая абразив. органическое связующее и метал1604589

М1 ЛЯ1

Мз Бз

М2 М2+М2

7Б

МЗ з где М1, М2, Мз — навески образцов связующего и металлов с отрицательным и положительным электрохимическими потенциалами соответственно, r;

Л Я2 — износ за счет коррозии образца из металла с отрицательным нормальным электрохимическим потенциалом;

М1, Л S2., Юз — износ за счет трения образцов связующего и металлов с отрицательным и положительным электрохимическими потенциалами, мг/мин.

Масса сдержит в качестве металла с отрицательным нормальным электрохимическим потенциалом магний или алюминий, а в качестве металла с положительным электрохимическим потенциалом — медь.

Дозированные таким образом компоненты смешивают и из смеси формуют инструмент с последующей термообработкой, При обработке неметаллических материалов, например стекла, инструментом из предложенной абразивной массы в качест- 55 ве СОЖ используются вода и различные водные растворы. Таким образом, нэ рабочей поверхности инструмента присутствует вода, при диссоциации которой образуются лический нэполнитель, содержащий металл с отрицательным и металл с положительным нормальными электрохимическими потенциалами, образующие гальванические пары, содержит компоненты при следующем 5 соотношении, мас. ф

Абразив 0,5 — 12

Металл с отрицательным нормальным электротехническим потенциалом 50 — 70 10

Металл с положительным нормальным электротехническим потенциалом 20-40

Органическое связующее 1 — 15

Компоненты массы дозируют и смеши- 15 вают. Для дозирования компонентов предварительно изготавливают образцы из органического связующего и металлов наполнителя, испытывают их на истирание при трении об обрабатываемый материал и 20 на коррозионную стойкость металла с отрицательным нормальным электрохимическим потенциалом, определяют величины износа образцов за счет трения и коррозии, и дозирование компонентов осуществляют 25 согласно соотношениям: ионы H+, OH, а также НСОз (за счет растворения в воде двуокиси углерода); Получается гальванический элемент, в котором отрицательным электродом служит металл с отрицательным нормальным электрохимическим потенциалом, а положительным— металл с положительным нормальным электрохимическим потенциалом. Ввиду того, что элемент замкнут, он работает непрерывно: отрицательный электрод отдает свои ионы раствору, а избыточные электроны переходят к положительному электроду, у поверхности которого они разряжают ионы водорода, Таким образом, металл с отрицательным нормальным электрохимическим потенциалом подвергается коррозии.

Скорость электрохимических реакций (коррозии) пропорциональна плотности тока, т.е. ЭДС гальванической пары, а последняя определяется разностью абсолютных электрохимических потенциалов металлов пэры.

Таким образом, для получения максимальной скорости коррозии рабочей поверхности инструмента в абразивной массе следует использовать металлы, стоящие в ряду напряжений (ряду Бекетова) слева и справа от водорода и максимально удаленные один от другого.

Из ряда напряжений следует, что любые мегаллы, выбранные слева от водорода и справа от него, образуют гальваническую пару и металл с отрицательным нормальным злектрохимическим потенциалом подвергаются коррозии. Насколько быстро будет металл корродировать и как будут соотноситься между собой механический износ металла при трении об обрабатываемую поверхность и износ металла за счет коррозии, зависит от количественного их содержания в массе и соотношения, Выбор металлов и соблюдение соотношения между компонентами в массе для изготовления абразивного инструмента в соответствии с величинами износа компонентов с учетом коррозии обеспечивает самозатачивание инструмента в процессе обработки, позволяет осуществлять съем материала с обрабатываемой поверхности с высокой производительностью и стабильнотью, Стабильность работы устраняет необходимость правки инструмента (вскрытие

"засаленного" слоя), за счет чего износостойкость инструмента также возрастает.

Пример 1. Готовят инструмент для тонкого шлифования стекла, В качестве абразива используют алмазы АСН зернистостью 14/10, в качестве наполнителя магний и медь, в качес-,ве связующего r уп верба кел ит.

1604589

Массу для алмазного инструмента приготавливают следующим образом. Изготавливают образцы ф 42 мм из пульвербакелита, магния и меди и испытывают их на истирание при трении о поверхность стекла марки К8 5 (образец ф 60 мм), обработанную инструментом с зернистостью алмазов 14/10, Испытания нэ истирание проводят на станке

2ШП вЂ” 200M при частоте вращения образца стекла К8 200 об/мин, усилии прижима 70 Н. 10

Образец из магния испытывают на коррозионную стойкость при помещении.в емкость, заполненную применяемой для обработки стекла СОЖ (водный раствор глицерина) с помещенным в нее медным образцом (элект- 15 родом).

Определяют величины износа: AS>

{пульвербакелит) = 1,2 мг(мин; Л S2 (магний)

= 13 мг/мин; Л $э (медь) = 6,3 мг/мин; Л 32

= 0,45 мг/мин. 20 Доэирование компонентов осуществля-. ют согласно соотношениям:

М1 ПБ 1,2 О 1 0. з медь 63

М2 магний э медь т.е. беэабрэзивную массу составляют из на- 30 весок меди (30,1 ®, пульвербакелитэ (5,71О/,) и мэгния (64,26 ), смешивают с элмазами и перемешивают в барабане, установленном в магнитном поле, с помощью ферромагнитных и немэгнитных тел. 35

Алмазный инструмент готовят в виде таблеток ф 10 х 5 мм, которые наклеивают на плэншайбу ф 60 мм в количестве 12 штук.

Инструмент испытывают при шлифовании плоских поверхностей оптических деталей 40 ф 36 мм из стекла К8 нэ станке 2ШП-200 М при следующих режимах; частота вращения инструмента 200 o6/мин, усилие прижима 120

Н, длина штриха — 25 мм, несимметрия штриха

2 мм, смещение штриха 10 мм, время шлифо- 45 вания 1 мин.

Результаты испытаний представлены в табл. 1, Пример 2. Готовят инструмент для тонкого шлифования стекла. В качестве эб- 50 разива используют алмазы ЛСН зернистостью 20/14, э ч качестве нэполнителя алюминий и медь, в качестве свяэующего— пульвербэкелит. Массу для элмаэного инструмента приготавливэют по примеру 1. Иэ- 55 готэвливают образцы иэ пульвербэкелитэ, алюминия и меди, испытывают их нэ истирание и коррозионную стойкость. Определяют величины износа:

AS1 (пульвербакелит) = 1,2 мг/мин;

ЛS2 (алюминий) = 12,7 мг/мин; A Зэ (медь)

= 6,3 Mr/ìèí; Ь S2 - 0,03 мг(мин.

Дозировэние компонентов осуществляют согласно соотношениям:

= 0.19 э медь — 2,02, т.е. безабрэзивную массу составляют из навесок меди = (31,2) ), пульвербакелита = (5,9 () и алюминия = (62,9 ).

Алмазный инструмент готовят и испытывэют по примеру 1, Результаты испытаний приведены в табл, 2.

Приготовление массы согласно предложенному способу позволяет для каждого конкретного случая обработки обеспечить наиболее эффективную работоспособность инструмента эа счет оптимального соотношения компонентов массы.

Формула изобретения

Способ изготовления абразивного инструмента, при котором дозируют компоненты массы, включающей органическое связующее, абразив, металл с положительным нормальным электрохимическим flo тенциалом — медь и металл с отрицательным нормальным электрохимическим потенциалом, смешивают их и формуют инструмент с последующей термообработкой, о т л и ч э кшийся тем, что, с целью улучшения стабильности работы инструмента и производительности обработки доэирования, готовят образцы отдельно из связующего и металлов, определяют величину износэ образцов при их истирании об обрабатываемый материал и дополнительно величину коррозии образца иэ метала с отрицательным нормальным электрохимическим потенциалом и дозируют компоненты согласно соотношениям

М1 AS1

Мз Ж з

М2 М2+М2

91 ЛБз где М1 — навеска образца из связующего, г;

М2 — нэвескэ обрээца из металла с отрицательным нормальным электрохимическим потенциалом, г;

1604589

0,5 — 12,0

50-70

20-40 . 1 — 15

Таблица 1

Показатели работоспособности инструмента

Абразивная масса, мас,%

Органическое связующее

Наполнитель

Параметр стабильности* работы

Производительность обработки, мкм/мин

Состав магний медь

Абразив

Характеристика

8,1

0,2

17,8

Инструмент засаливается

0,46

9,6

9,5 . 9,7

8,0

0,92

0,90

0,96

0,96

1

0,5

0,5

12

34,5

12,5

64

57

2

4

Инструмент разрушается 6

0,91

0,82

9,6

9,4

* Отношение производительности съема материала при обработке 10-й детали к производительности съема материала 1 — и детали.

Мз — навеска образца из металла с положительным нормальным электрохимическим потенциалом, r;

М1. — износ за счет трения образца из связующего, мг/мин;

Ж4 — износ за счет трения образца из металла с отрицательным„нормальным электрохимическим потенциалом, мг/мин;

Ь Зз — износ за счет трения образца из металла с положительным нормальным электрохимическим потенциалом, мг/мин; .

Ь $г" — износ за счет коррозии образца из ме алла с отрицательным нормальным электрохимическим потенциалом, мг/мин, при этом в качестве металла с отрицательным нормальным электрохимическим потенциалом выбирают металл из группы: магний, алюминий при следующем соотно5 шении компонентов массы, масс. :

Абразив

Металл с отрицательным нормальным электрохимическим потенциалом

Металл с положительным нормальным электрохимическим потенциалом

Органическое связующее

1604589

Таблица 2

Показатели работоспособности инст мента

Абразивная масса, мас.$

Наполнитель

Состав

Характеристика

Абразив алюминий медь

17,7

0,3

17,1

0,53

Инструмент эасаливается

Инструмент разрушается

Составитель В.Воробьев

Техред М.Моргентал Корректор О,Кравцова

Редактор А.Козориэ

Заказ 3421 Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Органическое связующее

1

0,05

5

5,7

64

72,5

61,0

34,5

32

30,3

0,5

12

Производительность обработки, мкм/мин

19,9

20,4

20,8

17,4

20,4

19,9

21.0

ПараМ8Тр стабильности работы

0,94

0,96

0,98

0,83

0,97

0,94

1(0.999) Работоспособность инструмента не изменяется во в мени