Абразивный инструмент

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТ ИЧЕСКИЕРЕСПУБЛИК В 1/О 1 5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ(21) 4666427 (22) 27. 03. 3 (46) 23. 019 (71) Институ лов АН УССР (72) И. Х, Чепи С,Н,Будник (53) 621. 923 (56) Авторск Г 1541020, к (54) АБРАЗИВ Бюл. Мсверхтвердых материаецкий, В. В. Маковецкий(57) Изобретение ной обработке, а износостойких пов скольжения. Цель шение длитвльност кости инструмента ведут с использов содержащего групп различной прочнос сится к абразив но к созданиюостей тренияретения - повыработки и стойя этого процесс ерхн изо и анием инструмента ы абразивных зере ти. Величину проч условия ности выбирают к абразивной,ию износоия с коль Г,3и, и с различ й или зернистостью ен, находящимися в ениях: ыми концентрац абразивных, эесЛедующим соотн ие и ерхно оикост инст- с 1 с схемы, поых варианяс то 1,2 п,инс мен ной и использую зивных зере чина котооо Р 1 И 1-йнист и 1-йти 1-й где К;,К- когрупп зерен; ри 1-й групп зе центрац Ч- зыбирает ЫГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ П 1 НТ СССР А ВТОРСНОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВ Изобретение относитсяоработкеа именно создантойких поверхностей тренения.Цель изобретения " повышостойкости обрабатываемойти, производительности и срумента.На фиг.1-7 представленыняюцие реализацию различнв инструментов.для обработк тгруппами абранрочности, вели йя из условия,ВО.Любами А 2ЫГи 1 где Р,- прочность зерен 1-й группы, пои этомР1: ( Р;= 2-10; 1 = 1,2п.Кооме того, группы зерен имеют различную концентрацию или зернистость,которые находятся в следующих соотношениях: 1 с 1,: К с 2,5, 1 3;Р с 4; 1; ) 1 3, ) 3; 1,1 =1,2,,п, где 1;, К- концентрации 1-йи 1-й групп зерен, д;,- зернис 1 1тости 1-й и 1-й групп зерен. Лля повышения степени шаржирования увеличивают концентрацию или зернистостьгрупп зерен наименьшей прочности сцелью уменьшения времени обработкии увеличения съема обрабатываемогоматериала повышают концентрацию илизеонистость зерен средней прочности,а для повышения стойкости инстоументаувеличивают концентрацию или зернистость зерен наибольшей прочности.7 ил., 3 табл,где Р 1- прочность зерен -й групы, при этом= 2 - 10,Р;.ДСпособ осуществляют следующим образом.Обработка материала производитсяинструментом, в котором используютнесколько видов групп зеоен с разлиц 5ной пРочностью Рл 11 РД) Р 1 (фиг.1),при этом зерна указанных групп имеютразличные концентрацю и зернистость.Ваоьирование концентрации (соотношения количества) и зернистости зеренопределенной прочности пооизводитсядля управления интенсивностью процесса шаржирования, съемом обрабатываемого материала, стойкостью инструмента и временем обработки при осуществлении предлагаемого способа,целью интенсиФикации процессашаржирования обрабатываемой поверхности и уменьшения времени ооработкипроизводят увеличение концентрации(фиг.2) или зернистости (фиг,3) зерен наименьшей прочности (Р). Однако в этом случае стойкость инструмента уменьшается. 25В случае необходимости увеличениясъема обрабатываемого материала повышают концентоацию (фиг,1 л) или зернистость (фиг,5) зерен средней прочности (Р ) (в общем случае - (Р)и+1 и+2где в = длл нецетн х и и2для четных и) . Зерна указанной прочности применяют в составе инструментадлл обыцной абразивной обработки сполучением требуемого микрорельефаобработанной поверхности, При этомуменьшается время обработки за счетинтенсиФикации процесса резания, ностепень шаржировднил несколько снижается.Для повышения стойкости применяемого абразивного инструмента увеличивают концентрацию (фиг.6) или зернистость (фиг7) зерен наибольшей прочности (Рд ), хотя при этом снижается степень шаржировднил обрабатываемой поверхности. Каждый из указанных вариантов применим в зависимости от конкретного случая использования поедлагдемого спосооа, Тдк, ндпоимео, пои небольшой программе выпуска из,н лий стойкость инструмента не имеет решающего значе- .55 нйя, поэтому необходимо увеличивать концентрацию или з 1 рнистость зерен наименьшей или сэ.,;ней прочности, если же прогоамма ве, икд, то следует повышать концентодцию или зернистость абразивных зерен наибольшей процности,Использование при оеэлизации предлагаемого способа абразивного инструмента, содержащего группы зерен, различающихся по концентрации более 2,5 одэа, или по зернистости болеераэ , приводит к уменьшению степени шдржирования и износостойкости обработанной поверхности (опыты 8, 10,13, 15, 18, 20, табл.1) веде к значительному снижению съема обрабатываемого материала и увеличению времени обработки (опыты 3, 10, 13, 15, 18, 20, табл,2), наряду с некоторым увеличением степени шаржирования, вызывает существенное уменьшение стойкости инструментд (опыты 3, 10, 13, 15, 20, табл.3). Вместе с тем сохранение концентраций и зернистостей зерен в инструменте равными не позволяет достичь в случае необходимости достаточно высоких параметров обработки (степень шдржирозднил, стойкость инструмента, съем оорабатываемого материала, время обработки) (опыты 6, 11, 16,табл.1, 2, 3).Приведенные -оотношения концен 1 раций и зернистостей абразивных зеренобеспечивает достижение укаэанных эффектов лишь при выборе прочностей зеренв соответствии с условием, справедливым длл прототипа. Выход зд пределы диапазона соотношенил прочностей зерен приводит к суцественному снижениюстепени шаржировдния, увеличению износа поверхности и уменьшению съемаобрабатываемого материала (опыты 1-5,21-25, табл.1-3).Для улучшения закрепления шаржированных зерен и устранения из обработанного материала слабо закрепленных частиц предусматривается выхаживание обработанной поверхности (обработка беэ подачи на снятие припуска). Кроме того, возможно применениетвердых брусков (роликов), напримертвердосплавных, установленных в одной головке с абразивными брусками, цто повышает эффективность процесса шаржирования.П р и м е р, Реализация предлагаемого способа производилась в одну операцию на хонинговальном станкеОФ 38-А путем обработки гильз И 70из чугуна СЧ 21, Длл сравнения осуществлялась реализация способа согласно прототипу.1, )и) 3,.) Табли а 1У Опыт Износ обработанной поверхСоотношение зернистостей зерен,эь.зв.Зд Степень Съем обрабатыСоотношениепрочностей Соотношениеконцентраций зерен,Стойкостьбрусвов аремлобработки,мин шарированил 4 зерен (Рв):.(Р ).(Р ) ности при испытаниях натрение, мкм шт.дет. ваемогоматериала,ми/мин 1:1: 1 1;г:4 1:г:4 1:2:4 1:2: 4 1:2:4 1: 3: 15 1: Э:15 1: 3:15 1:3:15 1:3:15 1:а:ао 1:о:оо 1: О: 1 ОО 1:о;оо .о:оо 1:г:1 зг 1:г:Зг 1;г;Эг 1:1;1г,5: 1;Э:1:2,5;1:1Э:1.11:1:11:1:12,5:1:13:1:1:1:2,5:113:1: 11:1:12,5:1:13:1:1 1:1: 1:1:14: 1:1 6:1: 1:1:14;1:1 6:1:1 1.1:1 4:1:1 б:1: 1:1: 6:1:11:1;1 0,02 о,о 1 о,об 0,09 0,07 9,81 г,о1 О,а г,7 9,3 о,о 12,5 о,г 1 З,О о,о 10,0 13,5 9,9 13,9 10,8 0,02 0,05 0,04 13-16 14-15 13-14 14-16 7-8 4-6 6-8 4-5 7-9 6-6 4"5 6-8 4-5 6-8 6-8 Э6-6 3-5 6-7 12-14 13-14 13-6 а,о 4 о,о 4 о.аз о,оз о,оз о,о 7 0,06 а,оз0,06 0,06 о,о 7 0,06 о,оз о,о 7 0,06 0,07 0,07 0,06 0,06 0,06 005 О,о 4 0,04 2,6 г,з 2,4 2,2 2,3 г,о 1 7 1,9 1,1 1,9 г,о 1,6 г,о 1,6 2,0 1,9 1,7 г, 1,6 2,0 2,4 г,о . г,г 3 4 5 6 7 8 9 1 О 2 13 14 15 6 17 8 9 20 21 22 23 гзоо гоа 18 ао 1 оо 15 оо ггоо 8 оо 1350 гооо 17 оо ггоо 7 оо 1450 гааа 18 ао гоо 1900 17 оо 18 ао боо гоо 75 о 1600 Обработка гильз согласно прототипупроизводилась хонинговальными бруска-(ми АБх 125 хЗх 7 х 5 Ас 20 100/с)0-504 ++ АС 2 100/о 0 - 501 + КЗ 3 - 50 (опыты 16 табл. 1, 2, 3).11 ри обработке гильз поедлагаемымспособом использовались бруски с характеристиками алмазных и абразивныхзерен, взятых в соответствии с соотношениями концентраций и зернистостей, указанными в табл.1-3, исходяиз характеристик брусков для способапо прототипу,Износ гильз после испытаний определяют на профилографе-профилометремод,201-завода "Калибр". Степеньшаржирования устанавливают при помощи метода катодной люминесценции наэлектронном микроскопеКэмскан", 20Результаты испытаний отоажены втабл.1-3, составленных для случаевварьирования концентраций или зернистостей зерен наименьшей, средней инаибольше прочности соответственнопри реализации заявляемого способа,Результаты, приведенные в табл,1-3,свидетельствуют что обработка попредлагаемому способу по сравнению собработкой по прототипу позволяет при 30соответствующем выборе соотношенийзернистостей и концентраций абразивных зерен сократить время обработкина 256, увеличить степень шаржирования на 25-30, снизить износ обрабоХарактеристика хонинговальных брусков та 1 ной повеихости до 2 оаэ, повыситьстойкость инструмента в 1 1-15 раз,увеличить съем обрабатываемого материала на 30-О; Формула изобретения Абразивный инструмент, содержащий корпус с закрепленным на нем абразивным слоем с группами зерен заданной концентрации или зернистости и раэличнои прочностью, величину которой выбирают иэ условия-2-103о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения износостойкости обрабатываемой поверхности, производительности обработки и стойкости инструмента, концентрацию или зернистость групп зерен выбирают из условий: 1 С К;/К)м 2,.1; 1 ( 3/3 ( 4; 1 К,; 3;ЗК, 1.- концентрации 1-й и 1-йгрупп зерен;113- зеонистости 1-й и 1 - йгрупп зерен;1,2 п,при этом концентрацию или зернистостьгруппы зерен одной прочности выбираютоольшей этих характеристик зерен осталь 1 Ых гоупп прочности. Контролируемые параметры обработки706333 Продолжение табл. Характеристика хонинговальных брусков Опыт параметры обработки Степеньшарирования, 2 Соотношениезернистостей зерен,дэ:ВЬ:З Соотношениеконцентраций зерен,Кь.кь КЛ Износ обработанной поверхности при ис"пытаниях на Соотношениепрочностейзерен (РЬ6 Съем обрабаты 1 реилобработки,мин Стойкостьбрусиловат,лет,ваеиого материала,тря ие мкм ммумин 4:1:1 6:1:1 0,06 0,07 1550 1450 0,03 0,03 12-13 12-15 1,9 2,0 24 1:12:132 1.1:1 1:12;132 1:1;1 блица Т а Характеристика хонинговальных брусков параметры обработки Контролируемые Опы т Стойкостьбрусковат,дет. Съем обрабатыИзнос обработаннои поверхности при испытаниях на Времяобработки,мин Степень Соотношениезернистостей зерен,Эь.дь.д я Соотношение концентрв ций зерен,Ь ЬКяСоотношение прочностей зерен (Рь): :(РВ):( ) шармиро" вания,ваеиогоматериала,ми/мин трение, мкм 1:1:11:2,5:11:3:11:1;11:1;11:1:11:2,5:113: 11:1;11:1:11:1;1 1 1;1:12 1:1:13 1:1:14 1,15 1:1:(6 1:2:47 1:2.48 1:2:49 1;2;41 О 1:2:411 1: 3: 15 2,6 2,3 2,4 2,2 2,32,0 2,0 2,1 1,6 2,0 2,0 13-16 13-14 4-15 13-14 14-16 7-8 7-9 8-9 7-6 7-9 6-8 0,04 0,04 0,03 0,03 0,03 0,07 0,09 0,07 009 0,07 0,07 1:1:1 1:1:1 1:1:1 1;4;1 1:6: 1 1:1:1 1:1:1 1:1:1 1;4:1 1:6: 1 1:1:1 2300 2100 1800 1700 1500 2200 1850 1700 1900 1700 2200 1900 2150 1900 2000 2100 2050 2000 1900 1750 2100 2050 1950 2000 2000 0,02 0,07 0,06 0,09 0,07 9,8 8,5 7,3 10,2 9,5 10,0 10,3 7-310,6 7-810,3 7-89,9 о 10, 0 6-310, 3 6-310,56-610,1 7-39,7 7-9О, 02 12-140,04 12 1 ч0,06 12-140,08 2-130,07 12-13 Табли ц а 3 Контролируемые параметры обработки Характеристика хонингоцальных брусков Опыт.(Р ),(Р ) 1Соотношениеконцентраций зерен,э Б "А Стон костьбрусковат.йет,Съем обрабатыввемого Износ обработанной поверхности при испытаниях натрение, мки Времяобработки,мин Степень Соотношениезернистостей зерен,ЗЬ,З,:3шармирования,иатериами/мин0,02 0,07 0,06 0,09 0,07 9,8 3,7 9,5 9,2 9,3 10,0 10,2 10,3 10,7 10,2 10,0 9,7 9,9 10,4 1 О,О 1 123 14 15 16 17 18 1910 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 1 0,04 004 0,03 0,03 0,03 0,07 0,07 0,06 0,06 0,06 0,07 0,07 0,06 0,06 0,06 0,07 0,08 0,07 0,060,07 12 13 4 15 16 17 18 9 20 21 22 23 24 25 1: 3: 151: 3: 151: 3: 151:3:151: 10: 100 1: 1 О; 100 1: 10:1001: 1 0: 1 00 : 10;1001: 12; 1 32 1: 12: 132 1: 12: 132 1;12:132 1:12: 132 1:11:1 1:1 1:1 1:1 2:4 2:4 2:4 2;4 2:4 3: 15 3:15 3:5 3: 15 3:5 1 О:100 1 О; 100 10;100 10;00 О:100 1:2,511: 3:11:1:1;1:11:1:11:25;1:3:11:1;11:1:11,1:11:2,5;11:3:11:1:11:1;1 1:1:11:1:2,51:1:31:1:1,1:11:1:11:1:2,51:1:31,1:) /Г)1 Й ПроЛолжение табт,3 Контролируемые параметры обработки Характеристика хонинговальны бруское Опыт износ оорабоСъем обрабатыСтепень шарнире ваемогоматериае 2,0 21 2,1 22 2,3 22 2,3 225 2,я 205 21 22 25 Риг 2 Соотношениепрочностейзерен (РА ):Б) А ) 1: 2: 132 1: 12: 132 1: 12: 132 1: 12: 132 1; 12;132 Соотношение концентраций зерен,Ь 6 А 1:1:1:1:2,51.1:31:1:11:1: Соотношениезернистостей зерен,3 :36:3 1:1: 1;1: 1;1: 0,0.0,00 0,07 0,09 0,05 тдннпй плеерности при испытаниях нарение, нкм 12-11 11-13 11-1 3 1-13 0,05 0,05 0,05 О,ОЦ Времяобработки,мин 1Стойкостьбрус.ков,ш,рет.1706333 Фиг,в орректор М,Шароши акто Подпис Тира кий комбинат "Патен город, ул. Гагарина,101 роиэводственно-издат Заказ 230 НИИПИ Го Риг 7 Составитель 0 ШУл.Патоушеса Техред Л,Олийнык арственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 1/5