Способ изготовления абразивно-алмазного инструмента

(19) В 24 0 7/06 // В 24 Р 7 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Е. К Рыбако -исслед ческий струме Субботинвовательскийинститут ельство СССР 17/00, 1978 (про(54) (57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВРАЗИВНО-АЛМАЗНОГО ИНСпри котором абразивные элемегают в форме по заданной сх ЛЕНИЯ АБ ТРУМЕНТА нты распола еме и фик ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) 1, Авторское свиде487756, кл. В 24 Ртотип). сируют связующим, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости изготовления инструмента с прерывистой рабочей по. - верхностью, берут бруски с абразивным и безабразивным слоями и устанавливают в форму с возможностью взаимного контакта и чередования абразивных и безабразивных участков.2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что элементы располагают наклонно относительно вертикали в сторону безабразивного слоя.3, Способ по п. 1, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения безабразивного слоя берут в 1,1 - 2,0 раза больше площади поперечного сечения абразивного слоя.Изобретение относится к технологии изготовления алмазно-абразивных инструментов (торцовые фрезы и шлифовальные круги) и может быть использовано на камнеобрабатываюших заводах и при строительстве гражданских и промышленных сооружений для выравнивания поверхностей плит из природного камня и бетонных покрытий.Известен способ изготовления абразивного инструмента, по которому в форме 1 О по заданной схеме закрепляют абразивные элементы и заливают их самоотверждаемой пластмассой 11 .Недостатком способа является необхо. димость проведения предварительной операции закрепления абразивных элементов на дне формы. При необходимости создания рабочей поверхности с чередующимся абразивными и безабразивными участками нужно осуществить отдельные операции прессования при предварительном изготовлении абразивных и безабразивных элементов. Опасность вознкновения сколов и выкрашиваний на абразивных элементах, окруженных связующим с низкой нрочностью и отстоящих один от другого на 5 - 1 О тощин 25 элементов, может также послужить причиной вырывания с рабочей поверхности инструмента целых участков связки с абразивными зернами в случае приложения больших усилий шлифования при обработке таких твердых материалов, как граниты и плавленые огнеупоры. Кроме того, расположение в плоскости рабочей поверхности на одном уровне абразивных элементов и связующего затрудняет процесс первоначального вскрытия из связки абразивных зерен,35 Целью изобретения является совершенствование способа изготовления инструмента с регулируемой структурой абразивных и безабразивных участков рабочего слоя Указанная цель достигается тем, что согласно способу изготовления абразивного алмазного инструмента, при котором рабочие абразивные элементы помешают в форму и заливают связующим, абразивные элементы снабжают по боковой поверхности безабразивным слоем и устанавливают их в форме так, чтобы абразивные и безабразивные участки чередовались на рабочейн поверхности инструмента по заданнои схеме, при этом абразивные элементы приво дят в соприкосновение одного с другим и со стенками формы. Плотная установка абразивных элементов в форме позволяет большой плошади, повышение износостой кости инструмента, образование на рабочей поверхности лабиринта сквозных каналов для подачи охлаждающей жидкости и отвода продуктов разрушения и улучшение процесса первоначального вскрытия рабочей поверхности.45 устранить операцию закрепления элементов в фиксирующем слое.Рабочие элементы выполняют с безабразивным слоем по плошади поперечногосечения в 1,1 - 2,0 раза больше площадипоперечного сечения абразивного слоя,при этом элементы устанавливают в шахматном порядке.Кроме того, абразивные элементы с параллельными друг другу основанием и верхней стороной могут быть установленынаклонно по отношению к рабочей поверхности инструмента, а абразивный слойрасполагают ближе к рабочей поверхности, чем неабразивный.Для изготовления инструментов с чередующимися по заданной схеме алмазнымии безалмазными участками необходимопредварительно изготовлять большое количество алмазных и безалмазных элементов. Технологию изготовления таких инструментов можно упростить, если элементы с абразивными и безабразивными слоями, плоскости раздела между которыми расположены горизонтально, прессовать одновременно или последовательно слой заслоем в одной пресс-форме, а затемустанавливать в форме для сборки так,чтобы плоскости раздела между абразивными и безабразивными участками былиориентированы перпендикулярно к рабочей поверхности инструмента, на которой в результате будет обеспечиватьсячередование абразивных и безабразивныхучастков. Это позволит получить экономиювремени и трудовых затрат при изготовлении инструментов с регулируемой структурой абразивных и безабразивных участковрабочего слоя, площадь которого не ограничивается технологическими параметрамипредлагаемого способа ч может быть практически любой. Без дополнительных технологических сложностей решается также задача изготовления рабочего слоя инструмента сложной конфигурации,Безабразивный слой может прилегатьк абразивному с одной или двух сторон.Безабразивный слой, износостойкостьсвязки которого одинакова с износостойкостью связки абразивного слоя, будетпредохранять последний от выкрашиванияна кромках (на практике замечено, чтограни незащищенных алмазных элементовв процессе работы всегда скругляются врезультате выкрашиваний и интенсивногоизноса на кромках граней) и интенсивногоизноса при перегрузках, в противоположность инструменту, принятому за прототип, где рабочий абразивный элемент окружен со всех сторон связующим с невысокой износостойкостью (пластмасса, органическая связка) и поэтому быстро вскрывается и выступает из связки, подвергаясьв результате воздействия перегрузок и повышенному износу.3Предлагаемый способ изготовления торцового шлифовального круга предусматривает установку в коробчатой форме отдельных рабочих элементов так, чтобы они соприкасались один с другим, а также с дном и стенками формы, создавая тем самым пространственный скелет жесткости. Такая структура рабочего слоя обладает повышенной способностью к сопротивлению против вырывания из рабочего слоя целых блоков, содержаших несколько рабочих элементов. В результате предлагаемый способ установки рабочих элементов в форме будет способствовать повышению износостойкости инструмента в целом. 5 10 Соотношение на рабочей поверхности инструмента абразивных и безабразивных участков квадратной или прямоугольной формы в случае установки элементов в шахабразивных участков меньше или равна площади абразивных участков, указанные процессы будут идти слабо или вовсе могут прекратиться, так как безабразивные участки 25 будут представлять собой изолированные зоны, окруженные со всех сторон абразивной поверхностью. Поэтому плошадь безабразивных участков на рабочей поверхности инструмента должна быть больше,чем площадь абразивных участков. Экс 30 периментально было установлено, что превышение по площади безабразивных участков над абразивными на 10% достаточно для образования на рабочей поверхности торцового инструмента эффективной систе 35 мы сквозных каналов при получистовом и чистовом шлифовании природного камня, При выравнивании торцовыми фрезами бетонных поверхностей плит природного камня после дробового распила необходимо соотношение абразивных и безабразивных участков увеличить а два раза для обеспечения транспортировки продуктов разрушения и подвод охлаждающей жидкости. Дальнейшее увеличение доли безабразивных участков на рабочей поверхности ин 45 струмента не улучшает процессов отвода продуктов разрушения, а в некоторый момент вызывает катастрофический износ абразивных участков. В связи с этим можно считать установленным, что для образования на рабочей поверхности инструмента эффективно действующей системы .сквозных каналов для подачи охлаждающей жидкости и отвода продуктов разрушения соотношение абразивных и безабразивных участков по площади поперечного сечения должно находиться в пределах от 1:11 до 1 20.Торцовые шли фовальные инструменты с большой площадью рабочей поверхности матном порядке предопределяет эффективность процессов отвода продуктов разрущения из рабочей зоны и подачу в нее ох О лаждаюшей жидкости. Если площадь безтребуют больших затрат времени и труда для вскрытия из связки абразивных зерен, так как на большой площади трудно создавать большие удельные давления, необходимые для снятия верхнего слоя связки.Изобретение предусматривает установку прямоугольных или круглых рабочих элементов, основание которых параллельно верхней стороне, наклонно по отношению к рабочей поверхности инструмента, при этом безабразивный слой должен быть обрашен внутрь инструмента, а абразивный ориентирован наружу, так, чтобы быть расположенным на рабочей поверхности, Такая установка рабочих элементов позволяет получить неровную, рифленую поверхность, на которой впадины с углом между плоскостями откосов в 90 будут чередоваться с гребнями с углом при вершине, равным также 90 При этом гребни образуются алмазоносными слоями рабочих элементов. Такая конфигурация рабочей поверхности позволяет легко создавать на вершинах гребней высокие удельные давления, что обеспечивает быстрое самозатачивание инструмента в самом начале его работы, без затрат времени и труда на специальное принудительное вскрытие алмазных зерен.На фиг, 1 схематически изображен двухслойный, рабочий элемент; на фиг. 2 многослойный рабочий элемент; на фиг. 3 варианты чередования алмазных и безалмазных участков и размещения рабочих элементов в форме, соединенных связуюшим (пластмассой, смолой) - упорядоченно, в шахматном порядке; на фиг, 4 - то же, неупорядоченное расположение; на фиг. 5 - инструмент с наклонным расположением рабочих элементов, разрез; на фиг, 6 - каналы на рабочей поверхности инструмента для подачи охлаждающей жидкости и отвода продуктов разрушения.Каналы между абразивными участкамиобразованы двумя безабразивными участками 2 и прослойкой между ними из связуюшего 3. Рабочие элементы с абразивным слоем 1 и безабразивным слоем 2 устанвливают в коробчатой форме 4 и приводят в соприкосновение один с другим, а также с дном и стенками формы 4, при этом они в совокупности образуют пространственный скелет жесткости. Свободные промежутки между рабочими элементами заполняют связующим 3. Дно и стенки формы имеют пазы и углубления для предотврашения выравнивания рабочего слоя из формы 4.При установке рабочих элементов в форме 4 наклонно к рабочей поверхности инструмента абразивный слой 1 располагают над безабразивным 2. В приведенном на фиг. 5 варианте наклон рабочих элементов составляет 45.Готовят алмазно-абразивную торцовую фрезу Ф 320 мм, содержащую на рабочей поверхности алмазные и безалмазные участки. Корпус фрезы выполняют из стали марки ст. 3. В корпусе в качестве формы протачивают кольцевое углубление шириной 21 мм и глубиной 24 мм. Толщина стенок кольцевого углубления 4 мм. Углубление с чередованием в шахматном порядке вручную заполняют двухслойными рабочими элементами, установленными под углом 45 размером 7 Х 7 Х 24 мм, в т. ч. размер алмазоносной части 7 Х 3 Х 24 мм, безалмазной части 4 Х 7 Х 24 мм,Изготовление рабочих элементов с сопрягаемыми по боковой плоскости абразивными и безабразивными участками, изготовленными из одной связки, осуществляется в одной пресс-форме, путем одновременного или последовательного прессования. Марка связки алмазного и безалмазного слоев - М 50. В качестве абразива используют природный алмаз зернистостью 630/500 при концентрации 50. Пустоты между рабочими элементами заполнены связующим, в качестве которого была использована композиция, включающая,вес. ч:эпоксидная смола ЭД100; отвердитель - полиэтиленполиамин 1 О, пластифи. катор - тиокол 1 О и активный разбавитель - дифенилглицедиловый эфир 30 вес. част. Период полимеризации связующего - 3 - 4 ч при 95 - 100 С.Указанная торцовая фреза на поточной шлифовальной линии СМРна операции грубого обдира гранитных плит, полученных с помощью распиловки стальной дробью производительностью на 1 О - 15% и стойкостью на 20 - 30% больше, чем шлифовальный круг АПС, принятый за базовую конструкцию,Предлагаемый способ изготовления алмазно-абразивного инструмента позволяет упростить и значительно расширить возможности изготовления инструментов со сложной структурой чередующихся абразивных и безабразивных участков. Получение заданной структуры абразивных и безабразивных участков достигается без больших трудозатрат и технологических трудностей,Предлагаемый способ установки абразивных элементов под углом к рабочей по.- верхности решает трудоемкую задачу вскры тия рабочей поверхности, что также поз воляет упростить технологию изготовленияшлифовального инструмента.1090544 о ель В. БВерес Редактор М. ТоЗаказ 2992/4 ВНИИПпо 113035; М лиал ППП СостаниТехред И.Тираж 737Государственно лам изобретен ква, Ж - 35, Р Патент, г, У го комитни аушскаяжгород, у бринКорректорПодписноеета СССРрытнйнаб., д. 4/5Проектная