Способ обработки сверхтвердых материалов


 

B24B1 - Станки, устройства или способы для шлифования или полирования (шлифование зубчатых колес B23F, винтовой резьбы B23G 1/36, путем электроэрозионной обработки B23H; путем пескоструйной обработки B24C, инструменты для шлифования, полирования и заточки B24D; полирующие составы C09G 1/00; абразивные материалы C09K 3/14; электролитическое травление или полирование C25F 3/00, устройства для шлифования уложенных рельсовых путей E01B 31/17); правка шлифующих поверхностей или придание им требуемого вида; подача шлифовальных, полировальных или притирочных материалов

Владельцы патента RU 2440229:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области технологии обработки сверхтвердых материалов, таких как твердые сплавы, кубический нитрид бора, алмаз, и может быть использовано в алмазообрабатывающей промышленности. Шлифование ведут установленным на шпинделе станке вращающимся шлифовальным кругом для алмазно-абразивной обработки с алмазными головками. Частоту вращения шпинделя изменяют бесступенчато с обеспечением окружной скорости шлифовального круга 120-280 м/с. Заготовку перемещают в плоскости шлифования со скоростью продольной подачи стола станка 3-9 м/мин с одновременным ее поперечным перемещением, осуществляемым при поперечной подаче стола станка, составляющей 0,01-0,06 мм/дв.ход. 2 ил.

 

Изобретение относится к области технологии обработки сверхтвердых материалов, таких как твердые сплавы, кубический нитрид бора, алмаз, и может быть использовано в алмазообрабатывающей промышленности.

Известен способ обточки сверхтвердых материалов, в частности алмаза, заключающийся в обработке поверхности вращающейся заготовки алмазным резцом, который возвратно-поступательно перемещается вдоль обрабатываемой поверхности [В.И.Епифанов, А.Е.Песина, Л.В.Зыков. Технология обработки алмазов в бриллианты. - М.: Высшая школа, 1987, с.132-152].

Наиболее близким по совокупности признаков к предлагаемому является способ обточки сверхтвердых материалов, в частности алмаз, который заключается в том, что обработку поверхности вращающейся заготовки производят алмазным резцом, а затем шлифуют ее шлифовальным кругом [В.И.Епифанов, А.Е.Песина, Л.В.Зыков. Технология обработки алмазов в бриллианты. - М.: Высшая школа, 1987, с.165].

Недостатками известных способов являются низкие производительность и качество поверхности при шлифовании, сложность технологического процесса, высокие требования к точности оборудования, необходимость высокой квалификации рабочего и возможность получения простых поверхностей.

Задачей изобретения является повышение производительности, качества обработки и снижение трудоемкости получения шлифованных поверхностей сверхтвердых материалов за счет усовершенствования способа шлифования заготовок из сверхтвердых материалов. При обработке поверхности заготовки сверхпрочного материала, в том числе алмаза, формируется грубозернистый рельеф с микротрещинами, уходящими в глубину кристалла. Последующее шлифование заготовки снижает шероховатость поверхности, но устранить грубозернистый рельеф затруднено. Это обусловлено тем, что электромеханическая обработка известным способом приводит к неравномерному растворению связки. Изношенные (затупленные) вершины зерен скользят по обрабатываемой поверхности, а вершина зерна, быстро возникающая из связки в области с повышенной скоростью растворения, внедряясь в поверхность заготовки, формирует на ее поверхности расширяющуюся и углубляющуюся царапину. Это приводит к образованию углублений и формированию грубозернистого рельефа, ухудшающего свойство алмаза или другого сверхтвердого материала.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе шлифование ведут установленным на шпинделе станка вращающимся шлифовальным кругом для алмазно-абразивной обработки с алмазными головками, при этом частоту вращения шпинделя изменяют бесступенчато с обеспечением окружной скорости шлифовального круга 120-280 м/с, а заготовку перемещают в плоскости шлифования со скоростью продольной подачи стола станка 3-9 м/мин с одновременным ее поперечным перемещением, осуществляемым при поперечной подаче стола станка, составляющей 0,01-0,06 мм/дв.ход.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Заготовку жестко закрепляют в приспособлении, установленном на станке. Шлифование поверхности ведут установленным на шпинделе станка шлифовальным кругом для алмазно-абразивной обработки с алмазными головками типа AW различных марок и зернистости. Частоту вращения шпинделя изменяют бесступенчато, обеспечивая окружную скорость шлифовального круга 120-280 м/с. Заготовку перемещают в плоскости шлифования со скоростью продольной подачи стола станка 3-9 м/мин, одновременно осуществляют поперечное перемещение поперечной подачей стола станка 0,01-0,06 мм/дв.ход.

При упомянутых скоростях 120-280 м/с изменяется характер износа зерен шлифовальных алмазных головок. Истирание вершин алмазных зерен прекращается, и начинают преобладать зерна с острыми кромками, что говорит о их микроскалывании. Это изменение механизма износа зерен алмазных головок позволяет обеспечивать высокую производительность процесса шлифования без больших тепловыделений.

Конкретный пример реализации данного способа.

Алмазную заготовку в оправке жестко закрепляют в приспособлении, установленном на станке. Осуществляют шлифование поверхности алмаза шлифовальным кругом при скорости 160 м/с. Заготовку возвратно-поступательно перемещают в плоскости шлифования со скоростью продольной подачи стола станка 3 м/мин, а также осуществляют поперечное перемещение поперечной подачей стола станка, составляющее 0,03 мм/дв.ход. Шлифование ведут шлифовальным кругом с алмазными головками типа AW 100/80 100% сухим способом, без охлаждения.

Таким образом, в известных способах плоские поверхности алмазов шлифуют на ограночных станках с применением горизонтально установленного вращающегося чугунного диска, изготовленного из мелкозернистого пористого чугуна. Шлифование осуществляют алмазной пастой со скоростью шлифования 25-45 м/с. Предложенный же способ шлифования осуществляют на станке с установленным на его шпинделе вращающимся шлифовальным кругом с алмазными головками типа AW с обеспечением окружной скорости шлифовального круга 120-280 м/с. Кроме того, предложенный способ позволяет шлифовать алмаз с большей производительностью и меньшей трудоемкостью, а также получать поверхность без микротрещин (см. представленный чертеж с изображенным участком шлифованной поверхности алмаза, увеличенной а) в 120 раз и б) в 150 раз), причем шероховатость обработанной поверхности заготовки находится в пределах 0,32-0,10 мкм, в то время как при обработке алмаза по известному способу (прототипу) шероховатость составляет 0,6 мкм.

Способ обработки заготовок из сверхтвердых материалов шлифованием, отличающийся тем, что шлифование ведут установленным на шпинделе станке вращающимся шлифовальным кругом для алмазно-абразивной обработки с алмазными головками, а частоту вращения шпинделя изменяют бесступенчато с обеспечением окружной скорости шлифовального круга 120-280 м/с, причем заготовку перемещают в плоскости шлифования со скоростью продольной подачи стола станка 3-9 м/мин с одновременным ее поперечным перемещением, осуществляемым при поперечной подаче стола станка, составляющей 0,01-0,06 мм/дв.ход.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к производству станков для механической обработки камней, в частности для сверления изделий из янтаря.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для сверления изделий из мягких, неметаллических материалов, поделочных и полудрагоценных камней.

Изобретение относится к устройству и способу разделения материалов, в частности монокристаллов. .

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к производству станков для механической обработки камней, в частности для сверления изделий из янтаря.

Изобретение относится к способу и устройству для разделения монокристаллов, а также устройству для юстировки и способу тестирования для определения ориентации монокристалла, предназначенным для осуществления такого способа.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к устройствам для сверления изделий из мягких, не металлических материалов, полудрагоценных камней. .

Изобретение относится к области машиностроения, устройствам для сверления изделий из мягких неметаллических материалов, полудрагоценных камней. .

Изобретение относится к области машиностроения, обработке изделий мягких неметаллических материалов, полудрагоценных камней. .

Изобретение относится к области технологии обработки сверхтвердых материалов: алмаза, нитрида бора, а также композитов на их основе, и может быть использовано в алмазообрабатывающей промышленности.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении ювелирных изделий с цилиндрическими гранями из прозрачного или полупрозрачного минерала.

Изобретение относится к области обработки драгоценных камней. .

Изобретение относится к области обработки алмазов и может быть использовано при изготовлении станков для их огранки. .

Изобретение относится к области обработки алмазов и может быть использовано при огранке их нижней части. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при обработке сложнопрофильных изделий. .

Изобретение относится к области технологии обработки сверхтвердых материалов: алмаза, нитрида бора, а также композитов на их основе, и может быть использовано в алмазообрабатывающей промышленности.

Изобретение относится к технологии обработки кристаллов алмаза и может быть использовано в гранильной промышленности. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке драгоценных камней, а именно при огранке алмазов. .

Изобретение относится к области обработки алмазов в бриллианты и может быть использовано в алмазоперерабатывающей промышленности. .

Изобретение относится к области обработки драгоценных камней, в частности используется при огранке алмазов в бриллианты. .

Изобретение относится к способу обработки кристаллических элементов из лангаситового силиката (ЛГС) и может быть использовано в радиоэлектронной промышленности для изготовления высокочастотных резонаторов и широкополосных фильтров.
Наверх