Абразивный инструмент

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН 9) (11) 0 5/О 4гщ ь,ц) ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕ э ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт проблем материаловедения АН УССР(57) Изобретение относится к производству и эксплуатации абразивногоинструмента, главным образом узкокромочного из сверхтвердых материалов носнове плотных модификаций нитридабора и алмаза. Изобретение позволяет повысить качество обработки. Для того в инструменте, выполненном в виде установленного между конусными однонаправленными зажимными поверхностями наружной планшайбы 4 и вкладыша 6 абразивного кольца 1, на планшайбе 4 дополнительно выполнена коническая посадочная поверхность 5. Корпус 2 абразивного кольца выполнен из деформируемого материала с модулем упругости 20000 - 70000 кгс/см , причем2соотношение толщин корпуса 2 и абра зивного слоя кольца 1 лежит в пределах 1/1 - 1/2, При этом посадочная поверхность корпуса расположена под углом к оси его вращения, равным углу13464конуса посадочной поверхности, Такоевыполнение абразивного инструментаобеспечивает надежное базирование и 15закрепление абразивного слоя и уменьшает трудоемкость его изготовления, 2 э.п. ф-лы, 2 ил, 1 табл.Изобретение относится к области производства и эксплуатации абразивного инструмента, главным образом узкокромочного, например чашечного, тарельчатого и других форм, из сверх-твердых материалов на основе плотных модификаций нитрида бора, алмаза.Цель изобретения - повышение качества обработки путем обеспечения надежного базирования и закрепления абразивного слоя инструмента.Инструмент выполнен в виде установленного между конусными однонаправленными эажимными Поверхностямиб двух планшайб вкладыша и абразивного кольца. На наружной плайшайбе выполнена коническая посадочная поверхность. Инструмент дополнительно снабжен корпусом, на котором установлено абразивное кольцо. Корпус абразивного кольца выполнен из деформируемого материала с модулем упругости 20000 710000 кгс/см , причем соотношение толщин корпуса и абразивного слоя2 кольца лежит в пределах 1/ - 1/2, Посадочная поверхность корпуса при этом расположена под углом к оси его вращения, равным углу конуса. посадочной поверхности.На фиг.1 изображен узкокромочный30 абразивный инструмент в сборе на шпинделе станка, общий вид; на фиг.2 - узелна фиг.1.Абразивное кольцо состоит из абразивного слоя 1 и корпуса 2, на кото- З 5 ром выполнена коническая посадочная поверхность 3. Кольцо закрепляют на шпинделе станка при помощи наружной планшайбы 4. В планшайбе 4 выполнена коническая посадочная поверхность 5 к которой внутренней,планшайбой вкладьппем) б прижимают корпус кольца 2 посадочной поверхностью 3, Коническая посадка корпуса кольца не требует механической обработки после 4 ь прессования и спекания, так как корпус кольца выполнен из деформируемого материала, например порошка алюминияи фенолформальдегидного связующего.Посадка кольца на коническую поверхность 5 может быть выполнена как сзазором, так и с натягом. При выполнении посадки с зазором материалкольца может быть любым. Точность инадежность базирования абразивногокольца будет в этом случае вышее, таккак коническая посадочная поверхность обеспечивает более высокую точность по сравнению с посадкой поцилиндрической поверхности. При выполнении посадки с натягом точностьи надежность базирования достигаетсяв случае использования в корпусеабразивного кольца деформируемогоматериала, например из спрессованного и спеченного порошка алюминия(Е = 710000 кгс/см ) с фенолформалудегидным связующим (Е=20000 кгс/см ),Точность и надежность базированияпри выполнении посадки на коническойповерхности с натягом достигаетсяза счет того, что под действием усилия прижима абразивное кольцо перемещается в аксиальном направлении,конус кольца деформируется благодяря своим упругим свойствам на величину натяга, и кольцо перемещаетсядо момента плотного прилегания кконической опорной поверхности 5Таким образом, коническая посадочная поверхность абразивного кольцаобеспечивает надежную и точную установку и его закрепление на шпинделе станка, и, кроме того, .иСключается операция механической обработки после изготовления кольца методами порошковой металлургии (прессования и спекания, . Следовательно,уменьшается трудоемкость изготовления абразивного инструмента, а так-,же расход материала на корпус,Отработана технология сопряженияабразивного кольца 1 с корпусом 2 наконических образцах при изготовлениикорпуса методами порошковой металлургии из порошка алюминия и фенолформальдегидного связующего, Зависимость плотности корпуса от соотношения толщины в радиальном направлении приведена в таблице. Экспериментально установлено, что при соотношении толщин корпуса от 1: 1,0 до 1:2,0 (см. таблицу) трещины и сколы в коническом образце не наблюдаются. Это соотношение и принято при изготовлении корпуса абразивного кольца методами порошковой металлургии. При соотношении толщин корпуса кольца меньше 1:1,0 кольцо теряет жесткость и возникают техническиетрудности его закрепления.Круг подготавливают к работе вследующей последовательности: наружную планшайбу 4 одевают на шпиндельстанка, затем устанавливают абразивное кольцо (абразивный слойи корпус кольца 2 спрессованы и спечены 25вместе) на коническую посадочнуюповерхность 5, вставляют вкладки 6,шайбу 7, винт 8 и закрепляют абразивное кольцо вворачиванием винта 8 вшпиндель станка 9 до момента установ- З 0ки кольца и его плотного прилеганияк конической поверхности 5. Усилиевинта 8 через шайбу 7 и вкладыш 6передает усилие прижима на корпускольца 2, которьй перемещается в аксиальном направлении до плотного прилегания к конической поверхности 5.При изготовления корпуса кольца изупругого материала, например порошка алюминия (Е=710000 кгс/см ) и фе О2нолформальдегидного связующего (Е2- 20000 кгс/см ), посадка на конической поверхности может быть выполненакак с зазором, так и с натягом,После закрепления абразивного45кольца абразивный инструмент готовк работе,Точность посадочного размера корпуса кольца по конической поверхности обеспечивается технологией егоизготовления: размер в пределах допуска надо выполнить только один разв технологической оснастке - прессформе. Коническая посадочная поверхКОсть не параллельна движению шихты В 55пресс-форме и поэтому в процессе работы не подвергается износу - до износа цилиндрической рабочей поверхности пресс-формы - изделия получаются в преДелах допуска по конической посадочной поверхности в течение сро. ка эксплуатации пресс-формы. Благодаря конической посадочной поверхности исключается механическая обработка каждого кольца, так как получают точный размер после прессования и спекания.Корпус кольца может быть выполнен из любого деформируемого материала с модулем упругости 20000-710000 кгс/см , который обеспечивает достаточную жесткость в процессе работы абразивного круга и деформирует" ся при сопряжении с корпусом инструмента. Этим требованиям удовлетворяют материалы, представляющие собой механическую смесь фенолформальдегид" ного связующего марки СФПА и по- рошка алюминия. Практика показала, что отвержденная без наполнителя чистая смола обеспечивает технические требования: были изготовлены (9 шт.) и испытаны (2 шт., остальные - брак) кольца, корпус которых выполнен из чистой фенолформальдегидной смолы марки СФПА, Круги работают удовлетворительно, но из-за хрупкости смолы требуют бережного обращенияКроме того, смола без наполнителя не технологична в изготовленин кругов: в процессе полимеризации под давлением в пресс-форме частьсмолы вытекает, а изделие получается с раковинами от газовых пузырей -из 9 шт. брак составил 7 шт, Приполимеризации брикета в свободном со-.стоянии без давления происходит вспучивание изделия от выделяемых приполимеризации газов, и качественноеизделие не получается. В качественаполнителя в смоле могут быть использованы металлические порошки железа,меди, олова, свинца, магния и алюминия. Порошки железа, меди, олова,свинца не применяют для изготовлениякорпусов из-за их высокой плотности,порошки магния - из-за пожаро- ивзрывоопасности. Алюминиевый порошок(самый легкий и дешевый из металлических порошков) широко применяют вмашиностроении для изготовления деталей в смесях с фенолформальдегидными смолами,Для изготовления корпуса коуга вьбрана механическая смесь, содержащаяфенолформальдегидное связующее маркиСФПА и порошок алюминия марки464 5 Соотношениетолщин 1:1,0 1:1,5 Плотность,г/см 2,30 2,32 фТрещины кольцевые Отдельные трещины 5 13 ПА. Известно, что в механических смесях модуль упругости в зависимости от соотношения компонентов изменяется по линейному закону - аддитивно. Использованная смесь содержит, мас.%:Порошок алюминиямарки ПА87Фенолформальдегидное связующеемарки СФПА 13Модуль упругости иэделий из этой смеси равен 200000 кгс/см . При сой держании смолы меньше 13% не гарантировано смачивание алюминиевого порошка в получения плотных изделий, при содержании смолы больше 13% в процессе полимеризации получается избыточная жидкая фаза, которая, находясь под давлением 250-500 кгс/см в пресс-форме, вытекает по посадочным зазорам (зазоры 0,01 мм). При содержании смолы 13% ее хватает только на смачивание спрессованного брикета иэ алюминиевого порошка, но смола не вытекает, так как пропитано пористое тело и в его порах жидкая смола удерживается лод действиемкапиллярных сил. ФоРмула изобретения 1. Абразивный инструмент, выполненный в виде наружной и внутреннейпланшайб, имеющих конические зажим О ные однонаправленные поверхности дляразмещения абразивного кольца напосадочной поверхности одной иэ них,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения качества обработки, 5 абразивное кольцо размещено междупланшайбами введенного в инструменткорпуса, выполненного иэ деформируемого материала, а посадочная поверхность расположена на наружной план шайбе и под углом к оси инструмента,2. Инструмент по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что модуль упругости деформируемого материала лежитв пределах 20000-710000 кгс/см 25 3. Инструмент по п,1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что соотношение толщин корпуса и абразивногокольца лежит в пределах 1/1-1/2. 1:2,0 1:2,5 1:3,0 1:3,5 2,4 23 2,25346415 Составитель Т.НиконороваРедактор В,Данко Техред Л.Олийнык Корректор В.Бутяга Заказ 5078/13 Тираж 714 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Х(-35, Раушская наб., д.4/5