Абразивный торцовой инструмент

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) Ш) 5 4 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИА ВТОРСНСМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ дамоно шинков,ов во СССР 1978. ИНСТРУМЕНТ к област ивного инОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Ипроизв 915695/40-086.05,853.05.87. Бюл, 1 19В. 01 вайков, С. К.Матюшкин, Ф. Ф. МироЛунякин, Д, Т. НазарПетухов21.922.079(088.8)вторское свидетельс89, кл, В 24 Р 7/1БРАЗИВНЫЙ ТОРЦОВЫЙзобретение относитсодства алмазно-абра струмента для торцовой обработки плоских и сферических поверхностей из стекла, кварца, керамики и других материалов, применяющихся в оптикомеханической, радиотехнической, радиоэлектронной, приборостроительной и других областях промышленности.Изобретение позволяет повысить износостойкость инструмента. Для этого в круге, состоящем из корпуса 1 и закрепленных на нем абразивных элементов на металлической связке последние выполнены в виде пластин 2 шири1311921 ной 0,5-3 мм и ориентированы в радиальном направлении и перпендикулярноповерхности корпуса 1 при коэффициенте заполнения 0,05-0,15. Между абра -зивными пластинами 2 расположен абразивный наполнитель 3 с износостойкостью ниже износостойкости пластин2, а абразив наполнителя имеет зернистость, равную зернистости абразивных зерен указанных пластин или на1-2 номера ниже их, и количествоего составляет 10-50% объема наполИзобретение относится к областипроизводства алмазно-абразивного инструмента для торцовой обработки плоских и сферических поверхностей деталей из стекла, кварца, керамики, корунда и др. материалов, применяющихся в оптико-механической, радиотехнической, радиоэлектронной, приборостроительной и других областях промышленности,Целью изобретения является повышение износостойкости инструмента,Абразивный торцовый инструмент со 15держит корпус, на котором закреплень 1абразивные пластины. Между ними расположен абразивный наполнитель с износостойкостью ниже износостойкостипластин, Каждая из абразивнь 1 х пластинвыполнена шириной 0,5-3,0 мм и ориентирована в радиальном направлении иперпендикулярно поверхности корпусапри коэффициенте заполнения 0,05-0,15а абразив наполнителя имеет зернистость, равную зернистости абразивныхзерен указанных пластин или на 1-2номера ниже и количество его составляет 10-50% объема наполнителя, Вкачестве наполнителя инструмент содержит эпоксидную или пеко-канифольЗОную смолы. Применение в абразивном торцовом инструменте рабочих элементов в Форме абразивных плоских пластин с узколезвийной рабочей поверхностью ши;ниной 0,5-3,0 мм и с учетом особенностей технологии изготовления, установка их этой узкой стороной на корпус инструмента позволяет улучшить нителя. Б качестве наполнителя инструмент содержиэпоксидную или пекоканифольную смолу. На рабочей поверхности инструмента выполнены направленные от центра к периферии технологические отводные каналы 4. Конструкция круга позволяет с высокой экономической эффективнсстью при значительном сокращении расхода алмазовобрабатывать различнь:е поверхностизаготовок, 1 з.п. Ф-лы, 2 ил.1 табл. условия работы связанных металлической керамической или иной связкойабразивных зерен, повысить их режущие свойства. Так как в процессе изготовления указанных абразивных пластин усилия прессования направленыперпендикулярно их большей плоскости то абразивные зерна, имеюшие даже незначительную несимметричность,подвергаются механической ориентациисвоими длинными осями перпендикулярно вектору прикладываемых при прессовании усилий, т,е, вдоль большейплоскости пластины, Дальнейшая установка этих пластин на узкую 0,5 -3,0 мм плоскость обеспечивает повышенную абразивную способность этихчастично сориентированных алмазныхзерен. Установленная опытным путемоптимальная ширина пластин 0,530 мм при указанном их размещенииспособствует работе инструмента врежиме самозатачивания, когда осколки сработанного стекла и отходы связ-.ки, которыми ацсорбируются промежутки между зернами абразива на рабочихповерхностях абразивных элементов,не могут удерживаться на узкой ширине (0,5-3,0 мм) поверхности и срываются обрабатываемой заготовкой, обнажая режущие кромки выступакадх изсвязки алмазов, предотвращая засали=вание инструмента. Установленный опытным путем коэффициент заполнения рабочей поверхности инструмента К = Р /Г, (где Р суммарная рабочая площадь абразивных плстин; Г - площадь рабочей поверх3 1311921 4 ности корпуса инструмента), равный0,05-0,15 значительно занижен - в1,5-10 раз, что также способствуетповышению абразивной способности инструмента, так как позволяет за счетповышения удельных давлений на рабочие алмазные зерна наиболее полно использовать их режущие свойства присравнительно небольших статическихдавлениях. Закрепленные на корпусе 10абразивные элементы для обеспечениянеобходимой жесткости заливают легкоподвергающимся абразивному износунаполнителем, например, эпоксиднойсмолой, эаподлицо с рабочей поверхностью абразивных элементов, которыйодновременно выполняет роль регулятора рабочих зазоров для подачи смазывающе-охлаждающей жидкости в зону резания и поддержания постоянных оптимальных условий смачивания и охлаждения рабочих поверхностей абразивныхэлементов. В процессе работы инструмента диспергированные алмазные отходы стекла, а также выработанная 25, связка абразивных элементов воздействуют на рабочую поверхность инструмента и, в том числе на межэлементныйнаполнитель и вырабатывают его с таким расчетом, что между ним и обрабатываемой заготовкой, опирающейсяна абразивные элементы, образуетсязазор 6 Ь, равный величине выступающих из связки алмазных зерен, черезкоторый СОЖ поступает к рабочей поверхности абразивных элементов.Таким образом, независимо от фактической высоты абразивных элементовв момент работы в инструменте автоматически заложено технологией) под держиваются условия для обеспечениясмачивания инструмента, отвода теплаот рабочих алмазов и вывода отходовобработки из рабочей зоны. Это в значительной мере улучшает смазывающеохлаждающий эффект инструмента, способствует поддержанию условий работыего в режиме самозатачивания и представляет возможность применения абразивных элементов со значительно боль шей высотой. Предлагаемый инструмент дополнительно снабжен специально изготовленными и направленными от центра к пе 55 риферии технологическими отводными каналами, которые под действием давления в магистрали подачи СОЖ, а также центробежных сил вращения инструмента улучшают отвод шлама из зоныобработки деталей, а вместе с тем иотвод тепла. В зависимости от размеров инструмента, формы его рабочейповерхности, режимов обработки и применяемой оснастки профиль данных каналов может иметь различную геометрическую форму, например, прямоугольную, прямоугольную с уступами, изогнутую, суживающуюся и другие. Засчет суживания и кривизны отводныеканалы обеспечивают необходимое избыточное давление жидкости в зоне контакта инструмента и заготовки, чтоповышает эффективность смачивания иотвода тепла из нее. Пазыобразованные радиальным расположением абразивных элементов и отводными. междуними калиброванными каналами, играютроль резервуаров для размещения отходов резания, а стенки их выполняютроль скребков , которые их удаляют. Скрапливаясь в каналах, шлам потоком жидкости удаляется и инструмент не засаливается, что способствует повышению режущей его способности, стабильности работы и качества обработки деталей. Снижение температуры в предлагаемой конструкции происходит и за счет образования на каждом режущем выступе в результате ударного характера нагрузки заборной части, облегчающей внедрение в обрабатываемый материап расположенных на ней алмазных зерен и увеличивающей их работоспособное число. Повышается и вентиляционная способность инструмента (в:радиальном и концентрическом направлениях), достигается и более эффективная работа СОЖ, так как она захватывается каналами и под действием центробежных сил вращающейся пары и инерционных свойств жидкости через зазоры в наполнителе в достаточном количестве проходит через зазор между обрабатываемой заготовкой и рабочими поверхностями абразивных элементов. Все это снижает усилие трения в зоне обработки и соответственно накопление тепла и уменьшает адгезионный и диффузионный износ алмазных зерен, а также вероятность их сталкивания и преждевременного вырывания из связки, что ведет к повышению износостойкости инструмента, абразивной его стойкости и повьппению производительности работы.1311921Угол установки алмазных элементов от радиального, град. Вид эффектаНеперпендикулярностьалмазныхэлеменКоэффициент за- полнения олшина алмазных элементов, мм О-Э 0)5-3,0 4,0 6,0-15 (-5) -5 +15 0,03 тов ккорпусу Плохая Хорошая Удав- ХорошаялетвоХорошая Удовлет- Плохаяворитель- ная Абразивнаяспособность рительная Абразивнаястойкость(стабильнасть) интервалыправок, и Алмазные элементыне выдер. 14 2 14 Ухудшает рнагрузок Без по" Царапины Царапины Царапи Без де- Царапины Царапиныверхно- лассины лассины пины фектовстныхдефектов Качество обработки (по поверх постным дефектам) все па" раметры Отличная Хорошая Плохая Плохая Отлич- Удовлет- Плохаянвя воритель- ная Износостойкость П р и и е я в н и е. Высота алмазных элементов 12 мм,Абразивный компонент вводится в наполнитель в количестве 10-503 объема наполнителя, размеры его зерен идентичны алмазам или ниже на 1-2 порядка. По мере срабатывания абразивных элементов и выработки наполнителя абразивный компонент периодически вводится в контактную зону обработки заготовки. Воздействуя на рабочую поверхность абразивных элементов он очищает их от возникающих очагов засаливания шламом и, вырабатывая при этом связку абразивных элементов, обнажает свежие алмазные зерна и вводит их в работу.На фиг1 схематично показан аб" разивный торцовый инструмент со стороны рабочей поверхности, общий вид; на фиг. 2 - то же, разрез,Абразивный торцовый инструмент содержит корпус 1, абразивные пластины 2 при 12,5 Х-ном содержании алмазов с уэколезвийной рабочей поверхностью шириной 1,5 мм, которые установлены на корпусе радиально и своей большей стороной перпендикулярно его плоской поверхности с коэффициентом заполнения 0,07 на диаметре инструмента 350 мм. На инструменте установлено 120 элементов размером 40 х 12 х 1,5.Свободный между пластинами 2 объем заполнен наполнителем 3, в частности эпоксидной смолой, с включением в его 5 состав абразивного порошка крупностьюзерен 14 мкм в количестве 503 объема наполнителя. В направлении от центра корпуса 1 инструмента к его периферии изготовлены технологические отводные каналы 4, Для подачи смазывающе-охлаждающей жидкости на инструмент имеется специальное соединенное с напорной магистралью станка отверстие 5.15 Инструмент работает следующим образомм. Круг совершает принудительное вра щательное движение. Обрабатываемаязаготовкар закрепленная в приспособлении, прижимается к инструменту под действием силы Р пневматического прижима через поводок, палец станка и специальный ниппель приспособления, совершая принудительное возвратно- поступательное и вращательное движение, Вращение заготовки происходит в результате трения об алмазоносныйС абразивным компонентом Беэ наполните 1 ООХ 7 ОХ 5 Размерзерен аразинаменьше Размензерен абразиватот яе,что и Рюмерзеренабразивабольшеалмазных пя О,О 5-О, 5 0,2 алмазны на Э по алмазов ядк Отличная Отличи шая Отличная Хоровая Хорошая Хор Хорош охая Алмазны элементыие вы-4 4 ерзиввеэ дефек- Царапины ют нв- Отдельные Без де- Беэ де- Отдельные Беэ де- Без де- Отдельов лвссины грузок лассины фектов фектов дврвпииы фектов фехтов дефекты орошая Отличная Отличная Удовлез Отличная Отличная Плоха. вори- тельная тличнвя Удовлет- воритель- тельная слой инструмента, что в совокупностис компоновкой инструмента обеспечивает формирование сложного криволинейного режущего профиля с удалениемприпуска заготовки отдельными слоями, 5обеспечивая оптимальные условия егоработы. В процессе работы инструмента происходит врезание выступающихиз связки абразивных пластин 2 алмазных зерен в обрабатываемую заготовкуи ее абразивный износ. продукты износа заготовки и связки инструментапопадают в зазор ЬЬ между рабочейповерхностью инструмента и обрабатываемой заготовкой и в результате низкой износостойкости наполнителя 3производят его выработку. Работа инструмента производится при постояннойпод давлением подаче СОЖ через отверстие 5 в центре корпуса 1 инструмента. Образовавшийся в результате абразивного износа заготовки и инструмента шлам вместе СО% центробежнымисилами вращающейся пары и избыточногодавления в магистрали выбрасываетсянаружу. Лучшему выводу шлама из контактной эоны обработки, смачиванию иохлаждению инструмента служат отводные каналы 4. В целях исключения. за 921 8саливания рабочих поверхностей абразивных пластин 2 в зону обработкипериодически по мере выработки наполнителя 3 подается абразивный порошок, который способствует сохранениюабразивной стабильности инструмента. формула изобретения1. Абразивный торцовый инструмент,содержащий корпус с установленнымина нем абразивными элементами, междукоторыми расположен наполнитель с износостойкостью ниже износостойкостиабразивных элементов, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения иэносостойкости инструмента,абразивные элементы выполнены в видеплоских пластин, закрепленных радиально на корпусе и своей большейстороной перпендикулярно к его поверхности, при коэффициенте заполнения 0,05-0,15,2, Инструмент по п. 1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что наполнитель содержит абразив с зернистостью,равной зернистости абразивных зеренплоских пластин, или на 1-2 номераниже их, а количество его составляет10-507 объема наполнителя.роектная роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,Редактор Н. ЕгороЗаказ 1922/15 арственного зобретений Ж, Рауш Подписноеомитета СССРоткрытийкая наб., д, 4/