Способ изготовления абразивного инструмента

О П И С А Н И Е ( ) 743855ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сова Советск ихСоцнвлистическинРеспублик Ф(23) Приоритет В 24 Э 17/0(3В 24 П 3/00 Геоударстаенный комитет делам изобретен и открытийН. Б. Урьев, В Ю. В. Иван Авторыобретения Клименко, Ю. М. Ковальчуки Г. И. Зимин Ордена Трудового Красного Знамени иАН СССР изическо х ими(54) СП ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТ инструмент с высокими эксми свойствами.етения - повышение прочностполучать плуатационнь ель изоб ных и эксплуатационных в инстру мента за сче создания рованным нородной струкасположением туры с ориезерен,15 Изобретение относится к технологииизготовления абразивных инструментов иможет быть использовано в станкостроительной и инструментальной промышленности для изготовления абразивных инструментов с высокими прочностными и эксплуатационными свойствами,Известен способ изготовления абразивного круга, включающий смешивание компонентов массы и последующее виброформование смеси с использованием вертикальной вибрации с заданной постояннойамплитудой ГЦ. Согласно этому способупорошкообразный состав засыпают в разборную форму, смонтированную на вибрирующей опорной плите, и за счет вибрациипроисходит фдрмование и твердение круга,после чего готовое изделие отделяют отформы.Недостатком указанного способа является образование структуры с хаотичнымрасположением зерен в обьеме инструмента, особенно в плоскостях, перпендикулярных направлению колебаний, что не поэвоУказанная цель достигается тем, ч смешение компонентов проводят вначалес колебаниями в вертикальной плоскостии с последующим наложением колебаний вгоризонтальной плоскости при одновременном уменьшении амплитуды колебаний ввертикальной плоскости, а формование смеси осуществляют при наложении вначалекрутильных колебаний в горизонтальнойплоскости с последующим нааикением олебаний в вертикальной плоскости при одыовремеином уменьшении амплитуды колебаний ,в горизонтальной плоскости и постепенном повышении давления формоваищьПри этом операцию смешения целесообраз"но проводить в режиме виброкипения вна.2-0,5 мм с последующим наложением колебаний в горизонтальной плоскости с частотой 30-100 Гц и амплитудой 3-0,5 ммцри одновременном уменьшении амплитудыколебаний в вертикальной плоскости до нуля к концу процесса смешения. формованиецелесообразно проводить в режиме псевдоожижения вначале с крутильными колеба,ниями в горизонтальной плоскости с частотой 50-150 Гц и амплитудой 3-0,1 ммс последующим наложением колебаний ввертикальной плоскости с частотой 50200 Гц и амплитудой 0,5-0,1 мм при 15одновременном плавном уменьшении амплитуды крутильных колебаний в горизонтальной плоскости до 0 к концу процесса формования; давление формования постепенноувеличивается в пределах 0,02-20 кг/см 202Способ осуществляется следующим образом,Применение в процессе смешения вибрации с колебаниями в вертикальной плоскости с частотой 20-50 Гц и амплитудой 252-0,5 мм в режиме кипения требуетсядля,создания активного массобмена компонентов абразивной смеси и достиженияравновероятного динамического состояниясмеси во всем ее объеме, Это необходи- З 0мо для получения высокой однородностираспределения компонентов. Вибрация вгоризонтальной плоскости с частотой 30100 Гц и амплитудой 3-0,5 мм в процессе смешения при одновременном вертикаль 35ком вибрировании необходима для распределения связки по поверхности зерна и получения сплошного тонкослойного покрытиясвязки по зерну. Для исключения возможности отслоения связки от зерна постелен но уменьшают до нуля вибрацию с колебаниями в вертикальной плоскости. Диапазон указанных выше параметров вибрации,обеспечивающих оптимальное динамическоесостояние на разных стадиях процесса смещения, определен экспериментально с учетом поля дисперсности наиболее распространенных видов абразивных смесей.Применение в процессе формовениякрутильных колебаний в горизонтальной плоскости с частотой 50-150 Гц и амплитудой 3-0,1 мм в режиме псевдоожижениянеобходимо для создания ориентированногорасположения зерен в условиях направленного периодического сдвигового деформирования, Вибрация в вертикальной плоскости с частотой 50-200 Гц и амплитудойО, 5-0, 1 мм в процессе фор мования при одновременном вибрировении с крутильными колебаниями в горизонтальной плоскости необходима для понижения объемной продольной вязкости смеси в результате разрушения структуры. Это необходимое условие для достижения высокой степени уплотнения при максимальной однородности структуры по высоте инструмента.После создания распределенного положения зерен дальнейшее воздействие вибрации с крутильными колебаниями в горизонталь ной плоскости не является необходимым и поэтому на завершающей стадии формоввния вибрацию с крутильными колебаниями в горизонтальной плоскости прекращают. Диапазон параметров вибрации при формовании определен, квк и при смешении, экспериментально с учетом поля дисперсности наиболее распространенных видов абразивных смесей.Ниже приводятся примеры осуществления предлагаемого способа.П р и м е р 1. Изготовление абразивного инструмента характеристики 63 С 125 М 13 К 10,Зерно карбида кремния зеленого дисперсностью 1250 мкм в количестве 10 кг засыпают в камеру вибросмесителя и подвергают вибрации в вертикальной плоскости в режиме виброкипения с частотой 20 Гц и амплитудой 2 мм в течение 10 с. Затем зерно смачивают водой в количестве 0,25 кг, Через 30 с после увлажнения в вибросмеситель засыпают 0,2 кг сухого декстрине, в затем еще через 20 с в камеру засыпают 1,2 кг керамической связки К 10, После этого одновременно с вибрацией в вертикальной плоскости смесь дополнительно подвергают вибрации в горизонтальной плоскости с частотой 30 Гц и амплитудой 3 мм. После совместного воздействия на смесь вертикальной и горизонтальной вибраций в течение 1 мин амплитуду колебаний в вертикальной плоскости уменьшают до 1 мм, в еше через 30 с - до 0,5 мм. Затем через 1 мин совместного воздействия вертикальной и горизонтальной вибрации амплитуду колебаний в вертикальной плоскости доводят до О и на этом заканчивают процесс смешения, Общее время смешения компонентов смеси при указанных параметрах вибрвционного воздействия составляет 3,5 мин, Полученную смесь равномерно распределяют в прессформе и затем вместе с пресс-формой подвергают воздействию вибрации в режиме псевдоожижения с крутильными колебаниями в горизонтальной плоскости с частотой 50 Гц и амплитудой 3 мм в течение 20 с. Верхним пуансоном создаю давление на смесь равное 0,02 кг/см . После этого пресс-форму со смесью подвергают вибрации в вертикальной плоскости с частотой 50 Гц и амплитудой 0,5 мм при сохранении вибрации с крутильными колебаниями в горизонтальной плоскости. По истечении 10 с уменьшают амплитуду вибрации крутильных колебаний в горизонтальной плоскости до 1,5 ммеше через 10 с до 0,5 мм и еще через 10 с - до 0 и на этом заканчивают процесс формирования смеси. Общее время формования смеси при указанных параметрах вибрационно го воздействия составляет 50 с. Заформованную заготовку извлекают из пресс-формы и подвергают сушке, обжигу и механической обработке. В результате указанных операций получают абразивный инструмент 20 с однородной структурой и ориентированным расположением зерен.П р и м е р 2. Изготовление абразивного инструмента характеристики 63 СМ 20 Т 2 12 К 10. 25Исходные компоненты: зерно карбида кремния зеленого дисперсностью 20 мкм в количестве 10 кг, вода в количестве 0,3 кг, сухой декстрин в количестве 0,25 кг, керамическая связка К 10 в ко личестве 3 кг. Процесс изготовления абразивного инструмента осуществляется в той же последовательности операций, что и в предыдущем примере.Параметры вибрационных воздействий 35 при смешении в режиме виброкипения следующие: вертикальные колебания - частота 50 Гц и амплитуда 0,5 мм, горизонтальные колебания - частота 100 Гц и амплитуда 0,5 мм. В процессе смешения ам плитуду вертикальной вибрации изменяют в следующей последовательности; после 1 мин совместного воздействия вертикальной и горизонтальной вибраций амплитуду уменьшают до 0,3 мм, еше через 30 с - 45 до 0,1 мм и еше через 1 мин - до 0 и на атом заканчивают процесс смешения, Полученную смесь равномерно распределяют в пресс-форме. и затем вместе с пресс-формой подвергают вибрации. Парамет 50 . ры вибрационных воздействий при формованиив режиме псевдоожижения следующие: крутильных колебаний в горизонтальной плоскости - частота 150 Гц и амплитуда 0,1 мм, вертикальной вибрации - частота 55 200 Гц и амплитуда 0,1 мм, В процессе формования амплитуду крутильных колебаний в горизонтальной плоскости и давле 743855 6ние формования изменяют в следующей последовательности: после 20 с воздействия на смесь крутильных колебаний в горизонтальной плоскости создают давление на смесь равное 1 кг/смзатем еше че 2рез 10 с после совместного воздействия на смесь крутильных колебаний в горизонтальной плоскости и вертикальных колебаний давление увеличивается до 10 кг/см а еше через 10 с доводят давление до 15 кг/см с уменьшением амплитуды крутильных колебаний в горизонтальной плоскости до 0,05 мм и еше через 10 с доводят давление до 20 кг/см и амплитуаду крутильных колебаний в горизонтальной плоскости до нуля и на атом заканчивают процесс формования смеси. После этого заготовку подвергают сушке, обжигу и механической обработке.П р и м е р 3. Изготовление абразивного инструмента характеристики 63 С 25 СМ 27 К 1 О.Исходные компоненты: зерно карбидакремния зеленого дисперсностью 250 мкм в количестве 10 кг, вода в количестве 0,27 кг, сухой декстрин в количестве 0,22 кг, керамическая связка К 1 О. в крличестве 1,8 кг. Процесс изготовления аб-, разивного инструмента осуществляется в той же последовательности операций, что и в примере 1, Параметры вибрационных воздействий при смешении в режиме виброкипения следующие: вертикальные колебания - частота 30 Гц и амплитуда 1 мм".горизонтальные колебания - частота 50 Гц и амплитуда 1,5 мм. В процессе смещения амплитуду вертикальной вибрации изменяют в следующей последовательности: пос- ., ле 1 мин совместного воздействия вертикальной и горизонтальной вибраций уменьшают до 0,6 мм, еше через 30 с - до 0;3 мм и еще через 1 мин - до 0 и на этом заканчивают процесс смешения. Полученную смесь равномерно распределяют в пресс-форме и затем вместе с, пресс-формой подвергают вибрации. Пара 1 метры вибрационных воздействий при формовании в режиме псевдоожижения следующие: крутильные колебания в горизонтальной плоскости - частота 70 Гц и амплитуда 1 мм, вертикальные вибрации - частота 90 Гц и амплитуда 0,25 мм. В прс- цессе формования амплитуду крутильных 1 колебаний в горизонтальной плоскости и давление формования изменяют в следующей последовательности: после 20 с воздействия на смесь крутильных колебаний в горизонтальной плоскости создают давле43855 8П р и м е р 4. Изготовление абразивного инструмента характеристики63 С 25 СМ 17 Б. Исходные компоненты: зерно карбида 5кремния зеленого цисперсностью 250 мкм,пульвер бакелит в количестве 1 кг, жидкий бакелит в количестве 0,3 кг, криолитв количестве 0,2 кг, Процесс изготовления 10 абразивного инструмента осуществляют втой же последовательности операций и притех же параметрах в процессах смешенияи формования, что и в примере 3. 45,7 45,7 45,7 12 150 Давление прессования, кг/см 80 650 150 Оф 115 0,152 0,144 0,140 78 78 858614 88 ф 4 87,4 89,8 70 70 70 70 1. Способ изготовления абразивного инструмента, при котором смешивают компоненты массы и формуют ее с примене нием вибрационных воздействий, о т л ич ающи йся тем, что, сцельюповышения прочностных и эксплуатационных свойств инструмента, смешивание компонентов проводят вначале с колебаниями в вертикальной плоскости, а затем - в горизонтальной, с постепенным затуханием колебаний в вертикальной плоскости, а фор 5 мование смеси проводят вначале с крутильными колебайиями в горизонтальной плоскости, а затем - с колебаниями в верти 7 7 ние на смесь равное 0,05 кг/смЯ, затем еще через 10, с после совместного воздействия на смесь крутильных колебаний в горизонтальной плоскости и вертикальных колебаний давление увеличивают до 0,1 кг/смй с уменьшением амплитуды крутильных колебаний в горизонтальной плоскости до 0 5 мм, а еще через 10 с доводят давление до 0,15 кг/смф и амплитуду крутильных колебаний в горизонтальной плоскости до 0,2 мм и еще через 10 с доводят давление до 0,2 кг/смЗ и амплитуду крутильных колебаний в горизонтальной плоскости до 0 и на этом заканчивают процесс формования смеси, После этого заготовку подвергают сушке, обжигу и механической обработке. Однородность смешивании, %,Время смешивания, мин Прочность сырых образцов наизлом, кг/м 2 П рочность обожженных образцов на разрыв, кг/см Однородность структуры, % Ориентация зерен в горизонтальной плоскости, град. формула изобретения Показатели инструментов ( изготовленных по примерам) приведены в таблице. кальной плоскости с постеленным затуханием крутильных колебаний и постепенном повышении давления формования.2, Способ по и. 1, о т л и ч а ю - ш и й с я тем, что, смешивание проводят в режиме виброкипения, при этом амплитуда колебаний в вертикальной плоскости составляет 0,5-2 мм при частоте колеба- ний 20-50 Гц, а амплитуда колебаний вгориэонтальной плоскости составляет 0,5- 3 мм при частоте 30-100 Гц.3. Способ,по пп. 1, 2 о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что формование проводят в режиме псевдоожижения, при этом амплитуда крутильных колебаний составляет 0,1-3 мм при частоте колебаний 50Составитель В. ВоробьевРедактор А. Мотыль Техред О. Легеза Корректор В. Синицкая Заказ 3751/3 Тираж 943 Подл исное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 9 743855 160 Гц, а амплитуда колебаний в вертикальной плоскости - 0,1-0,5 мм при час тоте 50-200 Гц и при повышении давления формования от 0,02-20 кг/см. Ж 10Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Акцептованная заявка Японии50-13988, кл. В 24 Э 3/00, 1975,