Способ изготовления абразивного инструмента

 

(. С. коротки, Шпатаковский -.

:" Ъ с»

Ф. П. Урывский, А.М. Мерзляков, В.Л. Белоусов, :I.Х.Баскин, А.А.Воронин, И.В.Ломакина и А.

{72) Авторы изобретения

I

Куйбышевский авиационный институт им. акад LLQyoaesa {7l) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНОГО

ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к производствуу абразив ного инс трумента, который может найти применение в металлообработке, обработке изделий из неметаллических материалов .

Известен способ tlat изготовления . абразивного инструмента, при котОром наполнитель вводят в абразивную массу в виде опрессованных гранул, а компоненты смеси берут в соотношениях, 10 в ес. 7.:

Абразивный материал . 50 60

Опрессованные гранулы 4-30

Бакелитов ая св язк а ll-.20

Недостатком известного способа явlS ляется отсутствие возможности для рав. номерного распределения гранул в объеме абразивной массы. Обладая, как правило, большими размерами по отношению к абразивному зерну и соответственно большим удельным весом, гранулы при смешивании с абразивной массой будут сегрегировать, т.е. скапливаться н локальных объемах инструмента. Скопление гранул может отрицательно сказаться на конструктивной прочности инструмента, так как отдельные сечения его будут ослаблены и прочность уменьшена. Неравномерность в распределении гранул по о объему инструмента может также сопроврждаться появлением не уравновешенных масс, например, в абразив алых кругах и нарушением равномерности теплоотвода в зоне резания, что отрицательно повлияет на качество поверхностного слоя обрабатываемых материалов .

Другим недостатком изв естного

Э способа изготовления абразивного инструмента является отсутствие рекомендаций по обеспечению прочности спрессованных гранул. В случае введения в абразивную массу холодно прессованных (неспеченных гранул) прочность их может оказаться не достаточной для восприятия усилия прессования и гранулы в этом случае

9 4

3 92183 будут разрушены при прессовании инструмента. В случае использования спеченных гранул, наоборот, прочность и твердость их могут быть столь велики, что при прессовании инструмента усилия прессования может оказаться недостаточным для "механического" взаимодействия (частичного внедрения) абразивных зерен с материалом гранул, необходимого. для повышения прочности на границе раздела гранула — абразивный материал.

Таким образом, абразивный инструмент, изготовленный известным спосо:бом, йе всегда может удовлетворять предъявляемые требования по качеству и эксплуатационной надежности.

Цель изобретения — повышение качества абразивного инструмента и расширение его технологических возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что порршкообразный наполнитель, состоящий из одного или нескольких веществ, обладающих идентичными или разными свойствами (например, твер: дые смазки, поверхностно-активные вещества, вещества с эндотермическим эффектом и дп.) смешивают с порошкообразным связующим, например фенолформальдегидной смолой, в соотношении, вес.%:

Наполнитель 40-90

Связукщее 10-60 и прессуют в виде гранул при удельных давлениях, превышающих удельные давления прессования инструмента.

Причем гранулированный наполнитель и абразивную массу берут в соотношении, об.7:

Гр анулир ов анный

° 0 наполнитель 10-40

Абразивная масса 60-90

Кроме того, гранулы перед смешиванием с абразивной массой термообраба.тывают.

4Я

Спрессованные гранулы могут быть любой формы, предпочтительнее гранулы с объемной симметрией: сферические, кубические, цилиндрические с высотой, равной диаметру и т.п.

Спрессованные гранулы покрывают тонким слоем жидкого связующего, например бакелита, и обкатывают" их в грануляторе или смесителе с постепенным добавлением части приготов- >> ленной абразивной массы, соответствующей объемному содержанию гранулированного наполнителя, например абразивного зерна карбида кремния на бакелитовой связке. При "обкатке" абразивные частицы наслаиваются на гранулы, сфероидизируя их.

Полученные агрегированные гранулы (с оболочкой из абразивного материала) смешивают с другой частью абразивной массы, а затем прессуют инструмент. Гранулы с наполнителем в этом случае не соприкасаются между собой и распределены более равномерно по всему объему инструмента. Спрессованный инструмент подвергают термообработке. Спекание гранул с напол- . нителем осуществляется в процессе термообработки инструмента. В этом случае процесс полимеризации связующего протекает одновременно и в гранулах и в абразивной массе, что положительно сказывается на прочности удержания гранул в абразивном материале.

Другим вариантом технологии является предварительная термообрабЬтка агрегированных гранул при температуре полимеризации связукщего как в наполнителе, так и в оболочке иэ абразивного материала. После термообработки агрегированные гранулы смешивают с абразивной массой и изготавливают инструмент по известной технологии

Пример l. Для бесприжоговой обработки титановых сплавов изготавливают -шлифовальные круги ПП 200х25<32 по следующей технологии. Из порошковой смеси (80 вес.% графита и

20 вес.% фенолформальдегидной смолы) при удельных давлениях 1,0 тс/см в многоместной пресс-форме прессуют гранулы диаметром 5 мм и высотой 5 мм.

Затем спрессованные гранулы в количестве 10Х от объема круга укладывают в смеситель барабанного типа, предварительно смачивая их в жидком бак елите. Далее приготовленную массу делят на две части (!О + 80 об.X) и меньшую часть постепенно добавляют во вращающийся смеситель. Абразивные зерна, приклеиваясь к гранулам, покрытым бакелитом, и склеиваясь между собой, образуют оболочку, преимущественно сферической формы. К полученным агрегированным гранулам во вращающийся смесительный барабан добавляют оставшуюся часть абразивной массы. Полученную при совместном смешивании в течение 15-20 мнн массу укладывают в пресс-формы и

5 9218 при удельных давлениях 0,25-0,3 тс/см

2 прессуют абразивные круги. Гранулы, спрессованные при удельном давлении

1,0 тс/см, при э" îì не разрушаются.

Термообработку кругов осуществляют при нагреве до температуры полимеризации свяэукщего 180 С. о

Изготовленными кругами шлифуют плоские образцы из титанового сплава ВТ-9 по режимам Ч, р25 м/с; Ч @,=

=1-5 м/мин, t=O 05-0,02 мм.

Обработка образцов кругами с .гранулированной твердой смазкой обеспечивает более высокое качество поверхности: отсутствие дефектов, типа микротрещины и прижогов, повышение на один класс чистоты обработки, снижение уровня растягс вающих остаточных напряжений в 2 раза. Стойкость кругов с гранулированной твердой

20 смазкой на 1О выше, по сравнению с обычными кругами.

Пример 2. Для торцевого шлифевания плит иэ мрамора изготавливают круги ПП 804 25К20. Гранулы диаметром 5.мм и высотой 5 мм прессуют при удельном давлении 1,0 тс/см

Затем гранулы в количестве 40 об.l укладывают в смеситель, предварительно смачивая их в жидком бакелите.

Приготовленную абразивную массу (60 об.7), состоящую из зерна кар-. бида кремния зеленого 63С40 и бакелита, делят на 2 части (40+20#) и большую часть, соответствующую объемному содержанию гранул, вводят во вращающийся смеситель с грануламн. После агрегирования гранул в течение 15-20 мин добавляют оставшуюся часть абразивной массы.

Полученную абразивную массу укладывают в пресс-hopMy, прессуют круги при удельных давлениях 0,25-0,3 тс/см и затем термообрабатывают их с нагрео вом до температуры 180 С.

Изготовленными кругами шлифуют плиты из мрамора. Применение абра-. зивного инструмента по предлагаемому способу обеспечивает высокое качество поверхности. Использование при-, 56 менительно к обработке мрамора инструмента на 6акелитовой и керамической связке без гранулированной твердой смазки оказалось невозможным вследствие быстрого "засаливания" кругов и потери их режущей спо5 собности. Круги с граыулированной твердой смазкой при обработке мрамора обеспечивают эффект, аналогич39 6 ный процессу обработки алмазным инструментом.

Пример 3. Изготовленные по технологии, приведенной в примере

1 и 2, агрегированные гранулы (с обо лочкой из абразивного материала) подвергают термообработке с нагревом до температуры 180 С, при которой происходит полимеризация связующего (бакелита). !Далее термообработанные гранулы смешивают с приготовленной абразивной массой в соотношениях

10-40:60-90 и затем шлифовальные круги изготовляют по известной техноло гни

Изготовленные круги ПП 200х25х32 с 10 об./ гранулированного наполнителя используют при обработке плоских образцов из титанового сплава

ВТ-9, а круги ПП 80х25к30 - при обработке плит из мрамора, В обоих случаях при обработке получен тот же эффект, что и в приведенных примерах 1 и 2.

ФормуЛа изобретения

I Способ изготовления абразивного инструмента, при котором готовят абразивную массу из абразива, связукщего и спрессованных гранул наполнителя, прессуют из массы инструмент и термообрабатывают, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества инструмента и расширения его технологических возможностей, предварительно гранулируют наполнитель со связующим, ° прессуют полученный гранулированнйй наполнитель при удельном давлении, превышакщем давление прессования инструмента, на наполнитель накатывают часть абразивной массы, соответствующую объемному содержанию гранулированного наполнителя, после чего полученные гранулы смешивают с остальной частью абразивной массы и из полученной смеси прессуют инструмент.

2 ° Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что наполнитель и связукщее при изготовлении гранулированного наполнителя берут в соотношении, в ес. 7:

Наполнитель 40-90

С вязукщее 10-60 а гранулированный наполнитель и аб-: разивную массу берут в соотношении, об.Ж:

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л,и ч а ю ц и и с я тем, что гранулы

Гранулиронанный наполнитель

Абразивная масса

10-40

60-90

921839 8 перед смешиванием с абразивной массой термообрабатывают.

Источники инФормации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 686863, кл. В 24 0 3/34, 1979.

Составитель И.Балашова

Редак тор Н Лазаренко Техред С.Иигунова КорректоР Г.Решетник

Заказ 2457 19 Тираж 882. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул."Проектная, 4