Абразивный круг

.Е изаров тво СССР .978.о СССР981.о СССР978 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(54)(57) АБРАЗИВНЫЙ КРУГ угловогопрофиля, имеющий центральный участок с абразивными зернами на металлической связке и боковые участки сабразивными зернами на органическойсвязке, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения стойкостиинструмента, боковые участки дополнительно содержат металлическиеалмазосодержащие элементы размером0,1-0,9 толщины центрального участка и одинакового с ним состава, приэтом объем этих элементов составляет 0,01-0,3. объема боковых участков.1085800 Иэобретение относится к инструментам для шлифования, а именно к кругам с неравномерной твердостью для резки, например, кремниевых плас,гин.Известны профильные круги с угло вым Ч-образным режущим профилем.Абразивные зерна таких кругов, расположенные на боковых скошенныхпод углом участках, испытывают меньшие нагрузки,чем зерна при вершине 10 углового профиля. Кроме того, они лучше закреплены в связке. Таким образом, условия работы абразивных зерен на боковых участках и при вершине различныБыстрый износ абразивных зерен при вершине приводит к нарушению профиля канавки. Кроме того, при этом достигается недостаточно высокое качество обработки.Известен алмазно-абразивный инструмент, корпус которого выполнен в виде диска углового профиля. На боковых поверхностях корпуса выполнены со смещением относительно друг друга радиально направленные канавки с увеличивающимися шириной и глубиной к периферии. Канавки заполнены абразивными зернами заподлицо с абразивонесущим слоем, находящимся на скошенных поверхностях углового профиля Г 1 3 30Инструмент предназначен для правки зубошлифовальных кругов.Иэ;осостойкость вершины углового профиля достигается за счет образования по абразивосодержащему слою 35 инструмента участков с повышенной концентрацией абразивных частиц.Недостатком этого инструмента является то, что он не обеспечивает качественной обработки профильных поверхностей деталей.Известен абразивный круг с угловым профилем, в котором рабочая частьГвыполнена из чередующихся участков на металлическом и органическом свя зующих. Участок, образующий острую кромку, выполнен на металлическом связующем, а боковые участки - на органическом (полимерном ) 2 3.Для уменьшения количества правок центральная часть круга, выполненная на металлическом связующем, имеет толщину слоя от одного до пяти зерен алмаза. Такой круг нуждается в правке значительно реже,так как изнашива-ется равномерно. Инструмент предназначен для обработки иэделий иэ хрусталя. Кругу сообщают вращательное движение, а обрабатываемому изделию - подачу на круг. Инструмент рабочим профилем режущей частью вышлифовывает на иэделии угловую Ч-образную канавку, соответствующую профилю круга, При этом центральный участок 1 на металлическом связующем несет основную нагрузку по разрушению обрабатываемого материала, формированию профиля реза, а боковые участки 2 формируют боковые поверхности реза. Существенным недостатком этого инструмента является его низкая износостойкость, так как равномерность износа в данном изобретении достигается за счет снижения стойкости центральной части круга, что в целом ведет к понижению стойкости инструмента. 65 Наиболее близким к предлагаемому является абразивный круг с угловым профилем, в котором центральная 1 часть, образующая профиль, выполнена на металлическом связующем, а прилегающие к нему боковые участки - на полимерном Г 31.Такое совокупное использование двух связующих позволяет реализовать необходимую кромкостойкость инструмента с возможностью получения высокой чистоты обработки. Инструмент предназначен для обработки изделий из хрусталя.Однако при скорости вращения круга 100-150 м/с при резке кремниевых пластин скойкость рассматриваемого круга незначительна. Быстрый выход из строя происходит вследствие большой разницы в износе участков на органическом и металлическом связующих при работе и особенно при правке круга,Цель изобретения - повышение стойкости инструмента при сохранении чистоты обработки.Поставленная цель достигается тем, что в абразивном круге углового профиля, имеющем центральный участок с абразивными зернами на металлической связке и боковые участки с абразивными зернами на органической связке, боковые участки. дополнительно содержат распределенные в объеме металлические алмазсодержащие элементы размером 0,1-0,9 толщины центрального участка и одинакового с ним состава, причем объем алмазосодержащих элементов составляет 0,01-0,3 объема боковых участков.На чертеже схематически показан предлагаемый круг, радиальный разрез.Круг состоит из центрального участка 1 на металлическом связующем и боковых участков 2 на полимерном связующем с Ч -образным рабочим профилем (режущей частью 1, Наряду с зернами основного абразива 3 боковые участки 2 снабжены металлическими алмаэосодержащими элементами 4, размером 0,1-0,9 толщины центрального участка 1 и одинакового с ним состава. Объем алиазосодержащих элементов 4 составляет 0,01-0,3 объема боковых участков.В процессе работы боковые Участки 2 обеспечивают резание как зер"нами основного абразива 3, так изернами элементов 4. При этом основную роль в Формообразовании боковыхповерхностей реза играют алмазосодержащие элементы 4, осуществляяразрушение обрабатываемого материала, измельчение и транспортировкупродуктов резания,Сравнительно большая степень , 10удержания абразива в металлическойматрице алмазосодержащих элементов 4по сравнению с полимерной связкой,а также прочное удержание самогоэлемента (ввиду неправильной Формы иразвитой поверхности ) препятствуютих выкрашиванию и интенсивному износу.Режущие зерна основного абразивазакрепленные в полимерной матрице,практически не участвуют в формообразовании боковой поверхности реза,осуществляя ее чистовую обработкупри соответственно уменьшенной степени износа. Кроме того, зерна основного абразива, являясь наполнителем,способствуют упрочнению связки, повышению ее износостойкости, создаютопору для алмазосодержащих элементов 4.При этом выпавшие из полимерной 30связки абразивные зерна 3, попадаяв зону контакта элемента 4 с обраба"тываемой поверхностью и участвуя впроцессе резки, шаржируют рабочуЮповерхность алмаэосодержащих элементов 4, т.е. удаляют часть металлической матрицы вокруг алмазного зерна,уменьшая тем самым возможность касания матрицы с обрабатываемой поверхностью, что повышает чистоту обработки без снижения степени износаэлемента 4.Использование элемента с такойабразивной металлополимерной композицией изменяет характер процессарезания. Наличие алмазосодержащихэлементов 4, создающих прерывистыйрельеФ режущей поверхности боковыхучастков в виде периодически чередующихся участков с различными физико-механическими свойствами), обеспечивает прерывистое резание, создает лучшие условия для подвода СОЖи выноса шлама из эоны резания, темсамым снижая износ инструмента иповышая качество обработки. 55Использование предлагаемогоинструмента с режущими частями, выполненными на идентичных металлических связкахцентральная часть иалмазосодержащие элементы) обеспечивает одинаковые условия резания различными участками инструмента, облегчает управляемость процесса, в томчисле в части выбора режимов резания,составов СОЖ и т.п. 65 Установлено, что вклнченн элементов размером, меньшим, чем 0,1 тод:цйны центральной части круга, не дастзаметного повышения стойкости, чтоможет быть связано с малой степеньнудержания. Включение элементов размером больше, чем 0,9 толщины централ -ной части круга, приводит к ухудшению качества реза, как представляется,вследствие преобладания в процессе резания компонента на металлическойсвязке, что не позволяет реализоватьположительное действие совокупногоиспользования в конструкции кругадвух связующих и сводит на нет рольполимерной связки как "демпфера".Также установлено, что введениеалмаэосодержащих элементов в количестве 0,01-0,3 объема боковых участков способствует возрастанию износостойкости инструмента и улучшениюкачества реза. Введение элементов вколичестве, меньшем 0,01 объема боковых участков, не дает повышения стойкости. Введение элементов в количестве большем 0,3 объема, содержащегося в боковых участках, приводит кповышению хрупкости боковых участковинструмента и к растрескиванию полимерного связующего в процессе работы,В предлагаемом круге центральныйучасток 1 выполняют методом порошковой металлургии; боковые участки 2 напрессовкой смеси, состоящей иэ полимерного связующего, свободного абразива и алмазосодержащих элементов,на торцовые поверхности центральногоучастка 1. Для обеспечения идентичного состава всех режущих частей круга на металЛической связке изготавливается общая алмазометаллическаяшихта, часть которой идет на изготовление центрального участка 1, ачасть . - на грануляцию и спеканиеэлементов.Предлагаемый круг был изготовлени испытан при разделении кремниевыхпластин на установке 04 ПП 100 М.Центральный участок 1 и алмаэосодержащие элементы 4 изготавливали наоснове меди, олова и никеля из алмаза марки АСМ зернистостью 14/10,концентрацией 100. Боковые участки 2 были изготовлены на основе фенолформальдегидной смолы, алмазовАСМ зернистостью 14/10, концентрацией 100 и алмазосодержащих элементов. Объем алмазосодержащих элементов составлял 0,2 объема боковыхучастков.Круг укаэанной характеристикидиаметром 56 мм, шириной центрального участка 0,3 мм, или элементамиразмером 0,1 мм, углом при вершине120 ф испытан при следующем режиме:4частота вращения круга 3 10 минглубина резания 1,2 мм; скорость по1085800 14/10, концентрацией 100 с центральным участком толщиной 0,3 мм на металлической связке на основе меди, олова, никеля.Сравнительные данныерезультаты испытаний ) по качеству реза и износу предлагаемых и известных кругов приведены в таблице.1 Круг Предлагаемый 3,0 2,8 3,4 3,21 3,7 15 3,6 3,2 2,81 Известный 3,1 2,8 3,5 3,17 3,2 180 3,4 3,1 3,1 На основании проведенных испыта обработанной поверхности износостойний можно сделать вывод, что кость боковых участков предлагаемопри одинаковой степени шероховатости го круга в 10-12 раз выше. Составитель Н.Балашова Редактор С.Тимохина Техред С.Мигунова Корректор А.ДзяткоЗаказ 2136/14 Тираж 737 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Йосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 дачи 3 мм/с;объем подачи СОЖ 1,5 л/мин,Для сравнения проводились также испытания кругов по прототипу диаметром 56 мм и углом при вершине 120 ф, боковыми участками на основе фенолформальдегидной смолы на АСМ Шероховатость обработанной боковой поверхности,мкм Средняя шероховатость обработанной боковой поверхности,мкм Износ бокового участка (глубина лунки вобласти, прилегающейк границе центрального и бокового участков ) мкм