Абразивный инструмент

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4 В 24 Р 5/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(57) Изобретение относится к областиинструментального производства, вчастности к изготовлению алмазныхотрезных кругов. Цель изобретения -повышение качества обрабатываемойповерхности, работоспособности кругаи улучшение его эксплуатационных ха-.рактеристик за счет обеспечениясамозатачивания режущей кромки, Абразивный инструмент содержит корпус1 с режущей кромкой из алмазного по,801283021 А рошка 2 и связки, выполненной в видепоследовательно чередующихся слоевповышенной 3 и нормальной 4 твердости, причем толщина слоя повышеннойтвердости составляет (0,05-0,6 И,суммарная толщина двух соседних слоенормальной и повышенной твердостисоставляет (0,1-0,7)й, а общая толщина режущей кромки составляет(2-5)й, При этом слой повышеннойтвердости содержит наполнитель 5,твердость которого в 2-6 раз превышает твердость материала связки, сразмером зерен (0,1-10) 10 м в количестве 0,2-2,3 об.Х. Такое выполнение инструмента позволяет повыситькачество обрабатываемой поверхностии работоспособность круга за счетулучшения самозатачиваемости режущейкромки и ее демпфирующих свойств,1 з.п. ф-лы. 1 ил. 1 табл.1 128307Изобретение относится к инструментальному производству, в частности к изготовлению алмазных отрезных кругов с внутренней или наружной режущей кромкой. 5Целью изобретения является повышение качества обрабатываемой поверхности и улучшение эксплуатационных характеристик инструмента за счет обеспечения самозатачивания режущей 10 кромки.На чертеже показан отрезной круг, разрез.В абразивном инструменте, содержащем корпус 1 с режущей кромкой из ал мазного порошка 2, распределенного в связке, последняя выполнена в виде последовательно чередующихся слоев повьппенной 3 и нормальной 4 твердости, причем толщина слоя .с более высокой 20 твердостью составляет (0,05-0,6)й, суммарная толщина двух соседних слоев составляет (0,1-0,7)й, а общая толщина режущей кромки составляет (2-5)Й, где Й - зернистость алмазно 25 го порошка. Повышение твердости одного из слоев достигается введением в связку порошка наполнителя 5, твердость ко торого в 2-6 раз выше твердостй материала связки, с размером зерен (О, 1-10) 10 м в количестве 0,262,3 об,7изготовление режущего слоя иэ чередующихся слоев различной твердос.ти приводит к тому, что режущий слой становится упругим и способен демпфировать под действием сил резания. Таким образом, деформация режущего 40 слоя уменьшают мгновенные экстре- мальные контактные усилия в зоне действия единичного алмазного зерна на обрабатываемый материал, вследствие чего уменьшается глубина струк турно-дефектных слоев на обрабатываемой поверхности.Как известно, образованию элемен.тарной стружки в процессе механичекой обработки предшествует стадия предразрушения, характеризующаяся возникновением микротрещин в объеме материала. Образование частиц абразивного износа твердых хрупких материалов происходит тем интенсивнее, чем больше соотношение между нормальной и тангенциальной составляющими сил резания, Способность режущего слоя круг деформироваться в радиаль 1 2ном направлении приводит к интенсификации абразивного воздействия на обрабатываемый материал в нормальном направлении ввиду того, что многочисленные элементарные акты контактного взаимодействия единичных алмазных зерен с обрабатываемым материалом вызывает периодические высокочастотные деформации режущего слоя, которые релаксируются благодаря упругости режущего слоя. Колебания режущего слоя в радиальном направлении способствуют образованию и распространению сети микротрещин перед фронтом обработки, что значительно снижает тангенциальные нагрузки на единичные алмазные зерна, за счет которых частицы абразивного износа отрываются от обрабатываемого материала. Чеоедование слоев различной твердости способствует самозатачиванию режущего слоя, так как интенсивный износ более мягких слоев обеспечивает вскрытие новых алмазных зерен вместо разрушенных.Выбор количественных параметровалмазного круга имеет следующиеобоснования.Толщина слоя повышенной твердости менее 0,056 приводит к тому, что алмазные зерна плохо удерживаются в режущем слое, а увеличение толщины этого слоя более 0,6 Й не обеспечивает самозатачивания, так как разрушенные и затупленные алмазные зерна прочно им удерживаются, причем истирание этого слоя об обрабатываемый материал происходит медленно.Суммарная толщина соседних двух слоев нормальной и повьппенной твердости не должна быть меньше 0,16, так как в противном случае ухудшаются демпфирующие свойства режущего слоя, При увеличении суммарной толщины двух соседних слоев повышенной и нормальной прочности более 0,7 д происходит интенсивный износ режущего слоя ввиду того, что в процессе самоэатачивания при вскрытии новой группы алмазных зерен удаляется слишком большая часть режущего слоя. При общей толщине режущего слоя менее 2 д происходит быстрый его износ, а увеличение общей толщины режущего слоя более 5 Й приводит к повьппенному расходу разрезаемого материала за счет увеличения ширины пропила.3 28307Если материал порошка тверже материала связки меньше чем в два раза, то износостойкость слоя повышенной твердости увеличивается незначительно, При твердости материала порошка, превышающей твердость материала связки больше чем в шесть раэ, режущий слой плохо поддается принудительной правке абразивным бруском. бьерна порошка размером меньше 10 м не эа- О держиваются слоем алмазного порошка и довольно равномерно насыщают весь режущий слой, что приводит к потере им демпфирующих свойств, При размере-бзерен порошка больше 10 м они вы ступают из связки на значительную высоту, контактируют с обрабатываемым материалом, что приводит к увеличению сил резания и повышению температуры в зоне обработки. 20П р и м е р. Алмазные круги с внутренней режущей кромкой были изготовлены методом гальваностегии, причем в электролит дополнительно вводили порошкообразный сапфир, гер .маний или арсенид галлия с размером зерна 10 -10 зм в концентрации 1,2- 5,4 об, . Такмя концентрация порошка в электролите обеспечивала получение концентрации порошка в связке режу- ЗО щего слоя 0,2-2,3 об.% При формировании режущего слоя использовали алмазный порошок зернистости 50/40, 63/50 и 100/80 мкм. Общая толщина режущего слоя круга варьировалась от 35 1,510 + до 2,5 10 и. Круги с наружнь 1 м диаметром 4,22110 м и внутренним диаметром 1,52 10использовались для резки слитков кремния ориентации (.100) диаметром 7,6 10 м иа пласти ны толщиной 5 10 фм. Стойкость кругов 4оценивали по суммарной площади одной стороны всех отрезанных пластин. Глубину нарушенных слоев определяли по стандартной методике послойного стравливания. Результаты измерений сведены в таблицу 1.Результаты промьппленных испытаний свидетельствуют о повышении стойкости предлагаемых кругов по сравнению с кругами, изготовленными на однородной связке, при одинаковой зернистости алмазного порошка в 1;5-1,6 раза, причем глубина нарушенных слоев при использовании предлагаемых кругов примерно на ЗОЖ ниже.формула и э о б р е т е н и я1. Абразивный инструмент, содержащий корпус с режущей кромкой иэ ал- .мазного порошка, распределенного всвязке, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения качества обрабатываемой поверхности и улучшенияэксплуатационных характеристик инструмента, связка выполнена в,виде последовательно чередующихся слоев различной твердости, причем толщина слоев более высокой твердости составляет (0,05-0,6)й, суммарная толщинадвух соседних слоев составляет(0,1-0,7)Й, а общая толщина режущейкромки составляет (2-5)й, где й -зернистость алмазного порошка,2. Инструмент по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в слой более высокой твердости введен наполнистель, твердость которого в 2-6 разбольше твердости материала связки,с размером зерен (О, 1-10)10 ем в количестве 0,2-2,3 об.Ж.Ща о1 Схо хИ "1 1 СЧ лл О 1 х х Ц ох Е Щ х1 о о вЩЕ Уд хйоЮллф Хллч аж Зто о о оо х о ц Ц ц о о оВ Е " В Я Н о о,т о о1л иъ 1 в в Х 1 1 1раз цх ю хац охе хохЧ О Х 1а 3 щоОх Еиц о о о а ч л ф ф щ о о 5 о хв Хэхо э о хяе 1 еа 4л аю х еЕ оОх еРч х 1 1 хоо Йо1- ОЦ 1 л вхоехххО т т1о оВ11 И Ю1 (Чв О о о с а Ф 1 - т а в 9 Ц У Ф й М хФ 10 ц о