Способ изготовления абразивного инструмента

(504 В 24 0 18/00 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ. И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОБУСНОМУ СЗИДВТЕПЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1060426, кл. В 24 П 17/00, 1982.(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНОГОИНСТРУМЕНТА(57) Изобретение относится к технологии оптического производства и можетбыть использовано, в частности, приизготовлении абразивного инструментана органической связке на основеэпоксидной смолы для обработки оптических деталей. Целью изобретения является повышение производительностии размерной стойкости инструментапри обработке оптических деталей.Дня этого на корпус инструмента наносят слой абразива и связки. В качестве связки берут эпоксидную смолу.Зонам рабочей поверхности обеспечивают различную износостойкость. Для обеспечения различной износостойкости зон рабочей поверхности инструмента количество полиэтиленполиамина,вводимого в состав абразивной массыпо зонам рабочей поверхности инструмента, изменяют в предедах 4-15 мас.ч,на 100 мас.чэпоксидной смолы. Для повышения износостойкости рабочей поверхности инструмента от его центра к периферии в центральной зоне вводят10 мас.ч. полиэтиленполиамина на100 мас.ч. эпоксидной смолы, плавноуменьшая его количество до 4 мас.ч.ппи плавно увеличивая до 15 мас.ч, напериферии. Для повышения износостойкости рабочей поверхности инструмента от его периферии к центру на периферии вводят 10 мас.ч. полиэтиленполиамина на 10 мас,ч. эпоксидной смолы, плавно уменьшая его количество до4 мас.ч. или плавно увеличивая до15 мас,ч, в центре. Количество массо"вых частей полиэтиленполиамина на100 мас.ч, эпоксидной смолы, вводимого по зонам рабочей поверхности инструмента, определяют из математического соотношения. 2 з.п. ф-лы.1437205 Изобретение относится к технологии оптического производства и можетбыть использовано, в частности, приизготовлении абразивного инструмента5на органической связке на основеэпоксидной смолы для обработки оптических деталей.Целью изобретения является повьппение производительности и раэ Омерной стойкости инструмента при обработке стеклянных оптических де талей.Согласно предлагаемому способуна корпус инструмента наносят и закрепляют сплошной абразивный слой иэабразивной массы на органическойсвязке на основе эпоксидной смолы; отверждаемой полиэтиленполиамином,причем отвердитель эпоксидной смолы 20полиэтиленполиамин в состав абразивной массы ввоцят дифференцированнопо зонам абразивного слоя,В абразивных инструментах на эпок; сидной связке пик технологических25; свойств наблюдается при введении вабразивную массу 10-11 в.ч. отвердителя эпоксидной смолы - полиэтилен"полиамина на 100 в.ч. эпоксидной смолы, В этом случае при использовании ЗОабразивных инструментов для обработки оптических деталей наблюдаетсяих наибольший износ (удельный расходалмаза, в частности). Введение в состав абразивной массы большего илименьшего количества полиэтиленполи" амина по отношению к эпоксидной смоле приводит к снижению износа (удель. :ного расхода алмаза) абразивных ин; струментов. 40Различная износостойкость у ин: струментов с различным соцержанием полиэтиленполиамина по отношению к эпоксидной смоле объясняется следующим. При увеличении содержания от вердителя от 4 до 10 в.ч на 100 в.ч. эпоксидной смолы частота сшивки эпок" сидных молекул возрастает, повьшаются микротвердость и хрупкость, вдавливание в связку абразивных зерен 50 уменьшается. Увеличение хрупкости связки снижает ее износостойкость и повьппает расход алмаза. Введение же в состав абразивной массы более10 в.ч. полиэтиленполиамина на55 100 в.ч. эпоксидной смолы приводит к тому, что полиэтиленполиамин неполностью вступает в реакцию с эпоксидной смолой, а непрореагировавшая его часть является пластификаторомабразивной массы (композиции) и, таким образом повьппается пластичностьсвязки, в результате чего повьппаетсяее износостойкость и снижается удельный расход алмаза, При уменьшениисодержания отвердителя от 10 в.ч. до4 в.ч. на 100 в,ч, эпоксидной смолычастота сшивки эпоксидных молекулсокращается, снижается микротвердостьи хрупкость вдавливания в связкуабразивных зерен увелйчивается, в результате чего абразивные зерна меньше вырываются иэ связки. Снижение хрупкости связки повышает ее износостойкость и снижает расход алмаза.Зто явление (изменение износостойкости в зависимости от количества полиэтиленполиамина по отношениюк эпоксидной смоле) используетсяпри изготовлении абразивного инструмента, у которого по условиям экс"плуатации для стабильного формообразования при обработке оптических деталей необходимо обеспечить различную износостойкость зон рабочей поверхности.При обработке блоков вогнутыхоптических деталей, близких к полусфере, и при нижнем положении инструмента, например, для стабильногоФормообразования и исключения правокинструмента необходимо, чтобы краевые зоны инструмента обладали большейизносостойкостью по сравнению с центральными, Иными словами, необходимообеспечить, чтобы центральная зонаинструмента изнашивалась больше (быстрее) по сравнению с краевыми. Приэтом необходимо, чтэбы износ зон рабочей поверхности плавно уменьшалсяот его центра к краю, т,е. чтобы из-носостойкость эон рабочей поверхности инструмента увеличивалась от центра к периферии инструмента, Для решения этой задачи приемлемы два способа,1. Количество полиэтиленполиамина,вводимого в состав абразивной массы,изменяют в пределах от 4 в.ч. до10 в.ч. на 100 в.ч. эпоксидной смолыи распределяют его по зонам рабочейповерхности инструмента так, чтобы взонах с необходимым больпим износомсодержалось большее количество полиэтиленполиамина (изменяя количествополизтиленполиамина от 10 в,ч. на100 в,ч. эпоксидной смолы в центрерумента, чтобы обеспечить последнемунеобходимый износ рабочей поверхности в целом, что, в свою очередь,обеспечивает стабильность формообразования при обработке оптических деталей. В выражениицс ц,о а(с 10) +11приняты следующие обозначения:Пс - относительный износ (удельный расход алмаза) зоны рабочей поверхности инструмента с содержанием с в.ч. полиэтиленполиамина на 100 в.ч. эпоксидной смолы,У - относительный износ (удельный расход алмаза) зоны рабочей поверхности инструмента с содержанием 10 в.ч. полиэтиленполиамина на 100 в.ч. эпоксидной смолы (с минимальной износостойкостью); с - количество полиэтиленполиамина, вводимого в состав абразивной массы на 100 в.ч, эпоксидной.смолы;Ь=10количество полиэтиленполиамина на 100 в.ч. эпоксидной смолы,при котором зона рабочей поверхностиинструмента имеет максимальный износ (удельный расход алмаза);а=(0,01-0,02) - коэффициент корреляции,Коэффициент а и выражение в целом получены эмпирически путем математической обработки методом наименьших квадратов приведенных в таблице результатов сравнительных испытаний абразивных инструментов с различным содержанием отвердителя эпоксидной40 смолы - полиэтиленполиамина, где относительный износ инструментов выражен как удельный расход алмаза(кар/дм). Когда м,01 при одном и том же износ зоны рабочей поверхности инст-,румента с с в,ч. полиэтиленполиаминана 100 в.ч, эпоксидной смолы будетниже расчетного. 50, Когда а(-0,03 при одном и том же значении величины с, фактическийизнос зоны рабочей поверхности инструмента с с в,ч. полиэтиленполиамина на 100 в.ч, эпоксидной смолы будет 55 выше расчетного.Преобразуя выражение 0 =,0,а(с-Ь) +1, определяем величину с - количество полиэтиленполиамина на100 в.чс эпоксидной смолы, которое з 14372054инструмента до 4 в.ч. на его периферии).2. Количество полиэтиленполиамина,вводимого в состав абразивной массы5изменяют в пределах от 10 до 15 в.ч.на 100 в.ч. эпоксидной смолы и распределяют его по зонам рабочей поверхности инструмента так, чтобы в зонахс необходимым большим износом содержалось меньшее количество полиэтиленполиамина (изменяя количество полиэтиленполиамина от 10 в.ч. на 100 в.ч.эпоксидной смолы в центре инструментадо 4 в.ч. на его периферии).151Для других видов инструментови способов обработки для стабильногоформообразования необходимы другиезависимости износа рабочей поверхности инструментов. 20Как указывалось выше, наибольшийизнос (наименьшую износостойкость)имеют алмазные инструменты, в составабразивной массы которых вводят .1011 в.ч. полиэтиленполиамина на100 в.ч. эпоксидной смолы. Следовательно, зоны рабочей поверхности инструмента с таким содержанием отвердителя по отношению к эпоксиднойсмоле будут иметь меньший износ. З 0Поэтому за базу сравнения прийят износ эоны рабочей поверхности инструмента (как функция удельного расходаалмаза в этой зоне), в которой в состав абразивной массы введено 10 в.ч.полиэтиленполиамина на 100 в.ч, эпок"сидной смолы. Зная износ зоны рабочей поверхности инструмента (удельный расход алмаза в зоне инструмента)с содержанием 10 в,ч. полиэтиленполиамина на 100 в,ч. эпоксидной смолы, определяют износ (удельный расходалмаза) с содержанием с в.ч. полиэтиленполиамина на 100 в.ч. эпоксиднойсмолы. Выражение а(с-Ь)+1 опреде значении величины с, фактическийляет отношение износа в зоне рабочейповерхности инструмента (удельногорасхода алмаза) с содержанием с в.ч.полиэтиленполиамина к износу (удельному расходу алмаза) в зоне рабочейповерхности инструмента с содержанием 10 в.ч. полиэтиленполиамина на100 в.ч. эпоксидной смолы. Зная его,из выражения а(с-Ъ)+1 легко определить значение величины с-количест-.ва полиэтиленполиамина на 100 в.ч.эпоксидной смолы, которое необходимоввести в состав абразивной массы длялюбой зоны рабочей поверхности инст 1437205необходимо ввести в состав абразивной массы в зоне рабочей поверхности инСтрумента, чтобы обеспечить данной зове необходимый износ г,необходимую износостоЙкость) по отношению к в которую вводят 10 в,ч. полиэтиленнолиамина на 00 в.ч, эпоксидной смолыС=Ъф -( - 1) .1 Ус 10П 1 огде Ъ-"10 - количество полиэтиленполиамина на 100 в,ч, эпоксидной смолы, при котором зона рабочей поверхности инструмента имеет максимальный износ - удельный расход алмаза (наименьшую износостойкость).П . - относительный износ удель ный расход алмаза) эонырабочей поверкности инструмента с содержанием с в.ч.полиэтиленполиамина на100 в.ч. эпоксидной смолы, 25П - относительный износ удельный расход алмаза) зонырабочей поверхности инструмента с содержанием10 в,ч. полиэтиленполиамина на 100 вч. эпоксид-ной смолы;а=-(0,01-0,02) - коэФдзициент корреляции.Принимая для расчета величины с изданного выражения ат,01, получаемТакое значение с в.ч. полиэтцленполиина на 100 вч. эпоксидной смолы,ведение которого в состав абразивнойЙассы обеспечит зоне рабочей поверхности инструмента меньший износ(большую износостойкость) по сравнению с необходимой; принимая яг,02,получаем такое значение с в.ч. поли"45этиленполиамина на 100 в.ч., эпоксидной смолы, введение которого в составабразивной массы обеспечит в зонерабочей поверхности инстр; в :.сента больйий износ (меньшую износостойкость)гппо сравнению с необходимойП р и м е р В состав абразивной массы, кроме эпоксидной смолы, полиэтиленполиамина и абразивного материала, могут входить органические и минеральные наполнители, порообразователь, поверхностно-активные веще-" ства. Корпус инструмента выбирают изтехнических, технологических и экономических соображений,Изготовление абразивного инструмента по предлагаемому способу осуществляют следующим образом.Вначале перемешивают все компоненты, входящие в состав абразивноймассы, кроме полиэтиленполиамина,который в абразивную массу вводятв последнюю очередь. Затем в составабразивной массы вводят полиэтиленполиамин в 14 и 1 иггазгьном его соотношении по Отношению к эпоксидной смоле,полученную массу перемешивают и необходимое количество абразивной массыЫЯНОСЯТ НЯ КОРПУС ИНСТРУМЕНТЯ В ЗОНЕгде по условиям износа инструментапри Обеспечении стабильности 1 ггормообразования при обработке оптическихдеталей необходима абразивная массас минимальным соцержанием полиэтиленполиямина по Отношению к эпоксиднойсмоле, Затем последовательно в абразивную массу дополнительно вводятполиэтиленполиамин. массу перемешивают и наносят на корпус инструмента.Износ абразивного, слоя инструмента в зависимости От количества полиэтиленполиамина по отношению к эпоксидной смоле определяют из выраженияц =П а(с-Ь) 2 с.11,Было изготовлено шесть образцовплоских абразивосодержащих инструментов на органической связке ня основеэпоксидной смолы, в состав абразивной массы которых вводили, в.ч.:Алмазный порошокАС 2 80/63Полирит 50Аммоний фосорнокисл,двузам, 120Злектрокорунд 2,5Полистирол 40Полиэ тилен 20МетилФенидон 6Зпоксицная смола 100ПолиэтиленполиаминЭпоксидная смола Отверждалась 4;6; 8; 12 и 15 в,ц,. полиэтиленполиамина на 100 в.ч, эпоксидной смолы,Образцы плоских абразивных шлифозальных инструггентов - различнымсодержанием полиэтиленполиямина былииспытаны в лаборЯторных условияхпри шлийлванин Образцов стекла К Я наиспытательном стенде при давлении0,5 кгсм, окружной скорости -05 8эон рабочей поверхности с определенным износом, достигают требуемого за" кона износа абразивного слоя инструмента по сравнению с прототипом, что ведет к повышению стабильности формообразования в йроцессе обработки инструментом оптических деталей, в результате чего отпадает необходимость правки инструмента. Нанесение на корпус инструмента сплошного без ослаблений абразивного слоя приводит, по сравнению с прототипом, к повышению производительности обработки оптических деталей инструментом, изготовленным по предлагаемому способу. еева Корректор А.Обручар Заказ 5832/16 Тираж 678 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/57 14372 15 м/с. В качестве смазочно-охлаждающей жидкости использовался 303-ный водный раствор глицерина. При испытании каждого образца абразивного .инструмента было обработано по 90 образцовстекла, Величина снимаемого припуска - О, 12 мм на каждом образце стекла поддерживалась с помощью прибора активного контроля БВ. 10 При испытании каждого состава абра" эивного инструмента быпо обработано по 90 образцов стекла, после чего был определен относительный, удельный расход алмаза, износ каждого образца 15 абразивного инструмента как отношение объема сработанной (изношенной) части инструмента к объему сошлифованного этим же инструментом стекла на 90 образцах. 20Относительный, износ алмазных инструментов на органической связке на основе эпоксидной смолы, отвержденной различным количеством полиэтиленполиамина, следующий: 25Содержание поли- Относительный изэтиленполиамина, нос инструментаВЧе4 0,5026 1, 002 308 1,31810 1,4512 1,34415 0,96Таким образом, при изменении в сос 35 таве абразивной массы на органической связке на основе эпоксидной смолы, отверждаемой полиэтиленполиамином, количества полиэтиленполиамина на единицу массы смолы относительный 40 износ инструмента можно изменять в 2,9 раза. Следовательно, применяя дифференциальное введение отвердителя эпоксидной смолы - полиэтиленполиамина в состав связки абразивного ин струмента на органической связке на основе эпоксидной смолы по зонам рабочей поверхности инструмента, достигают различного износа зон рабочей поверхности инструмента. Образуя на 50 инструменте необходимое количествоСоставитель Л.Серг Редактор М.Циткина Техред А,Кравчук Формула изобретения 1. Способ изготовления абразивного инструмента, при котором на корпус инструмента наносят рабочий слой, состоящий иэ абразива и связующего из условия обеспечения по зонам различной износостойкости, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности и размерной стойкости инструмента при обработке оптических деталей, в качестве связующего берут эпоксидную смолу, а различную износостойкость обеспечивают введением в связующее полиэтиленполиамина при этом количество вводимого полиэтнленполиамина изменяют в пределах от 4 в.ч. до 15 в.ч. на 100 в.ч. эпоксидной смолы. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в центральнуюзону на 100 в.ч. эпоксидной смолывводят 10 в.ч. полиэтиленполиамина,а затем к периферии его количествоплавно уменьшают до 4 в.ч. или плавно увеличивают до 15 в.ч,ф3. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что на периферииинструмента на 100 в.ч. эпоксиднойсмолы вводят 10 в.ч, полиэтиленполиамина, а затем к центру его количество плавно уменьшают до 4 в.ч. илиплавно увеличивают до 15 в.ч.