Способ изготовления прерывистого абразивного круга

(51)4 В 24 В 5/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Северо-Западный заочный политехнический институт, Всесоюзйый научноисследовательский институт абразивови шлифования и Ленинградский политехнический институт им. М.И,Калинина(56) Захаренко И.П. Эффективность обработки инструмента сверхтверлымиматериалами. И.: Машиностроение,1982, с. 45.(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕР 1 ВИСТОГО АБРАЗИВНОГО КРУГА(57)-Изобретение относится к производству шлифовальных кругов с абразивно-гальваническим покрытием. Цель 2и создает на передней по направлениювращения кромке круга заборную частьвыступов. На заборную часть наносятэльборовые зерна. Затем покрывают 5 полную поверхность выступа тонкимслоем связки, после чего на поверхность выступов, свободную от эльборовых зерен, наносят электрокорундовыезерна и вновь производят покрытие 10 поверхности гальваническим металлом,заращивая зерна из разных абразивныхматериалов. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпо изоБРетениям и ощРытиямпРи гкнт сссР Изобретение относится к производству шлифовальных кругов, в частности к производству прерывистых инструментов с абразивно-гальваническимпокрытием.Целью изобретения является улучшение эксплуатационных свойств инструмента.Способ изготовления прерывистогокруга заключается в следующем,На корпусе круга выполняют углубления, образующие выступы. Корпусусообщают вращение и обрабатывают егов "кипящем" слое свободного абразива,который очищает впадины микронеровностей, сглаживает исходную шероховатость поверхности, скругляет кромку изобретения - улучшение эксплуатационных свойств круга. Выступы, образованные на корпусе, обрабатывают вкипящем слое свободного абразива дообразования заборной части. Эльборо"вые зерна наносят на заборную частьповерхностей выступов, а затем покрывают полную поверхность выступовтонким слоем связки, после чего наносят на свободные от эльборовых зеренповерхности выступов электрокорундовые зерна и вновь производят покрытие поверхности гальваническим металлом, зарашивая зерна из разных материалов. Гальванический металл связкина скругленных кромках заборной части выступов упрочняют электроэрозионным легированием твердым сплавомтолщиной 20-30 мкм. 1 з,п. ф-лы,1 табл. Для повышения износоустойчивости 15 связки гальванический металл на скруг.ленных кромках заборной части выступов упрочняют электроэрозионным леги"3 145467 рованием твердым сплавом толщиной 20-30 мкм.Сущность изобретения поясняется чертежами.5На фиг. 1 показан . прерывистый шлифовальный круг, содержащий выступы с ромбовидными площадками на периферийной поверхности, образованные пересекающимися винтовыми углублениями; на фиг. 2 - сечение А-А нафиг, 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг, 4 - сечение В-В на фиг. 1; на фиг, 5 - сечение Г-Г на фиг. 1, 15Прерывистый шлифовальный круг содержит металлический корпус 1, выпол.ненный из стали 3 в виде диска. На периферийной поверхности диска прорезают пересекающиеся винтовые углуб ления 2 и 3, тем самым образуя выступы 4 с ромбовидными вытянутыми в окружном направлении площадками на рабочей поверхности круга, Скругпение кромок выступов 4 под радиусом г и 25 создание на передней по направлению по стрелке Д) вращения круга заборной части выступов разновысотного и очерченного кривой профиля выступов периферийной поверхности, а также ме- ЭО ханическую очистку от грязи и инород-. ных включений во впадинах микронеров,ностей шероховатости на выступах осуществляют в "кипящем" слое свободного абразива при быстром вращении дис- З 5 ка с частотой, равной рабочей частоте, После промывания химическими растворами и сушки корпуса 1 наносят изоляционное лаковое покрытие 5, например лак типа АК, на поверхности корпуса 1 в углубления 2, 3, свободные от абразивного покрытия. Абразивные зерна 6 из эльборового материала, например зернистостью 25, наносят в один слой на скругленные кромки выступов 4 и периферийную криволинейную поверхность ромбовидных площадок заборной части выступов, покрывают полную поверхность выступа тонким слоем, преимущественно 25-30 мкм, связкигальванического металла на основе никеля и тем самым предварительно скрепляют эльборовые зерна. Затем наносят электрокорундовые зерна 8, например, зернистостью 25 на предварительно нанесенный слой связки 7 на свободные периферийные и боковые поверхности выступов 4 и вновь производят покрытие поверхностей выступов 6 4гальваническим металпом, заращиваязерна,из разных материалов, расположенные в один слой на выступах 4 корпуса 1, При этом электрокорундовыезерна 8 располагают на второй половине ромбовидной площадки выступа 4 срадиальным смещением г на 25-30 мкмот зерен эльбора. Полную толщинусвязки гальванического металла выбирают из условия прочности удержанияна выступах 4 корпуса 1 эльбровыхзерен 6, например, наносят слой связки толщиной 0,55-0,60 средней величины зерен эльбора,Обработка выступов круга в "кипящем" слое свободного абразива упрощает подготовку Фасонной рабочей поверхности корпуса 1 под нанесение гальванического металла связки и обеспечивает при быстром вращении корпусаскругление кромок и занижение заборной рабочей поверхности выступов попрофильной кривой на 20-100 мкм ина длине, превышающей в 1,5-2 разаширину паза между выступами в окружном направлении. При этом исключаетсяручная механическая доводка поверхностей выступов.Нанесение изоляционного лаковогопокрытия на поверхности корпуса вуглубления, свободные от абразивногопокрытия, перед скреплением абразивного порошка устраняет дополнительныеприемы по очистке поверхностей в углублениях от абразива, попадающегопри ",анесении на выступы, и обеспечивает упрощение технологии изготовления абразивного прерывистого круга.Нанесение слоя эльборового зерна6 на заборную криволинейную разновысотную часть ромбовидной площадкивыступа 4, предварительное скрепление и послецующее размещение зеренэлектрокорунда на тонкий слой связки, например толщиной 25-30 мкм, с последующим совместным окончательным заращиванием абразивных зерен из разных абразивных материалов обеспечивает рациональное расположение зеренэльбора на высоте и возвышение на25-30 мкм зерен электрокорунда 8 надзернами эльбора 6. Это позволяет осуществлять правку участков рабочейповерхности круга с электрокорундовым покрытием 8 и снижает шероховатость обрабатываемой поверхности,сокращает в несколько раз расход эльборового материала при одновременном1 МЧзЫ Чь51=120 ч 55 наружный диаметр круга;окружная скорость круга;скорость подачи; где Э кчп получении инструмента с высокими режущими свойствами, позволяющими увеличивать в несколько раэ производительность обработки.Дпя повьцпения износоустойчивости5 связки гальванического металла на кромки заборной. части выступов 4 в межзеренное пространство наносят электроэрозионным легированием слой 0 твердого сплава, например твердый сплав ВК 8, толщиной 20-30 мкм. За счет этого повышается износоустойчивость связки гальванического металла на передних по направлению вра щения круга кромках заборной части выступов и снижается расход абразива при шлифовании неметаллов, повьппается стойкость круга при одновременном увеличении режимов и производитель ности обработки.П р и м е р, На периферийной поверхности металлического корпуса, выполненного из стали 35, в виде диска диаметром 200 и высотой 27 мм25 прорезают резцом многозаходные винтовые пересекающиеся углубления шириной 3 и глубиной 4 мм с радиусным .скруглением во впадине (фиг. 3). При этом образуют выступы с ромбовид- З 0 ными вытянутыми в окружном направлении площадками на периферийной поверхности длиной 40-55 мм, превышающей в 4-6 раз их ширину. Очистку от грязи и инородных включений рабочих поверхностей выступов 4, а также скругление кромок выступов под радиусом г=0,5-0,8 мм и создание на передней по направлению вращения круга (по стрелке Д) заборной части по верхности выступов криволинейного разновысотного профиля осуществляют турбоабразивной обработкой в "кипящем" слое свободного абразива. Для этого корпус 1 устанавливают и вращают на 45 оправке с окружной скоростью ч, равной скорости резания. При этом образуют разновысотность ЛЬ й 30-60 мкм на длине, превышающей до двух раз ширину углубления в окружном направлении, 50 Причем величину ЛЬ (фиг,2) увязывают с режимными параметрами прерывистого круга по известной формуле О - центральный угол участка круга, находящегося в.контактес обрабатываемым материалом;Ц - центральный угол межвыступноЬго паза.Предварительную обработку абразивных порошков, например, из разных материалов зернистостью 25 осуществляют для соблюдения требований по электропроводности и чистоте поверхности зерен, Разделение абразивных зерен по электрическим свойствам и отбор неэлектропроводящей фракции нз общей массы порошка осуществляют в электрическом сепараторе. Металлический диск после турбоабразивной обработки и абразивные зерна перед их скреплением очищают от жировых загрязнений и различных органических веществ химическими растворами с последующей промывкой в теплой воде и просушиванием. После этого наносят изоляционное лаковое покрытие, например типа "Уотса" АК, на поверхности в углублениях 2 и 3 корпуса 1, свободных от абразивного покрытия. Эльборовые зерна 6 зернистостью 250 наносят на скругленные кромки выступов и на периферийную по направлению вращения заборную часть ромбовидной площадки, Затем покрывают поверхность выступов слоем 25-30 мкм электролитически осажденного никеля и предварительно скрепляют зерна эльбора тонким слоем связки, например, толщиной 5 мкм. После этого наносят электрокорундовые зерна 8 на боковые поверхности выступов и на предварительно нанесенную связку металла на периферийной поверхности свободной от эльбора части выступов 4 и окончательно заращивают гальваническим металлом абразивные зерна из разных материалов слоем связки, равным 0,5 средней величины абразивных зерен, При этом создают возвышение на 25-35 мкм зерен электрокорунда над эльборовыми зернами, На кромки заборной части выступов 3 в межзеренное пространство на металлическую связку наносят электроэрозионным легированием слой твердого сплава ВК толщиной 20-30 мкм,После испытания круг устанавливают на шпиндель станка и осуществляют правку участков выступов с электрокорундовыми зернами, выступающими на 25-35 мкм над участками с зернами эльбора.145467В процессе шлифования кругу сообщают вращение с окружной скоростью ч=30-60 м/с, а изделию, например, из резины дерева пластмассы - проЭ Э5 ,дольную подачу со скоростью 1=5- 50 м/мин, Рабочую поверхность круга сближают с обрабатываемой поверхностью изделия. Между кругом и изделием создают давление. При этом возникает контактная деформация материала иэделия, прямо пропорциональная ширине режущего выступа 4, а максимальное давление и напряжение, превышающее напряжение среза, возникает на участ ке контакта изделия с вершиной и на скругленных кромках заборной части ромбовидной площадки режущего выступа 4, несущей эльборовые зерна 6,В момент проДольной поДачи чд изделия и вращения круга со скоростью ч кромки режущего выступа 4 с эльборовым абразивным покрытием переме ,щаются в плоскости резания относи, тельно деформируемого слоя изделия ; под углом к плоскости вращения кру, га, и на них возникает максимальноеудельное давление и напряжение, превышающее напряжение среза материала. При этом в связи с левым и правым винтовыми уклонами кромок заборной части режущих выступов 4, расположенных по спирали и в шахматном порядке, и движением кромок с эльборовым абразивным покрытием относительно35 обрабатываемой поверхности в тангенциальном и осевом направлениях основная часть материала иэделия срезается эльборовыми зернами, расположенными на полной ширине кромок забор- ной части ромбовидной площадки выступа 4, При глубине резания И центральный угол участка, находящегося в контакте с обрабатываемым материалом, будет равен величине М. При располо жении эльборовых зерен на рабочей поверхности равномерно с некоторым расстоянием, центральный угол которого равен ц, каждбе зерно будет снимать одинаковую толщину стружки определяемую по известной зависимости Однако на дисковом инструменте с прерывистым абразивным слоем имеется безабразивный промежуток с центральным углом . Этот безабразивный промежуток вызьвает увеличение толщины 6 8стружки, подлежащей снятию зерном,расположенным на рабочей поверхностиза углублением, на величину, равную Следовательно, эльборовые зернав этом случае нагружены неравномерно,Для того, чтобы распределить не срезанный в связи с наличием безабраэивного промежутка материал между всемизернами выступа, переднюю по направлению вращения поверхность заборнойчасти выступа занижают по высоте навеличину ЛИ при обработке выступов в"кипящем" слое абразива,Электрокорундовые зерна, расположенные на замыкающей части выступа4 по направлению вращения круга инаправленные по его радиусу, срезают линь навалы и микронеровности шероховатости поверхности, образованныепри срезании материала эльборовымизернами. При этом на электрокорундовых зернах возникают более низкиесила резания и удельное давление посравнению с эльборовыми зернами. Засчет радиального занижения заборныхповерхностей выступа 4, разновысотного расположения эльборовых зерен ирегламентированного расположения вершин электрокорундовых зерен на смежных участках выступа 4 выправленногокруга обеспечивается равномерное срезание материала припуска эльборовымизернами и последующее срезание выступов шероховатости поверхности электрокорундовыми зернами. При этом создаются условия для повышения в несколько раз производительности обработки, уменьнается высота шероховатости на обрабатываемой поверхности,стабилизируется износ зерен из разных абразивных материалов на участкахвыступов и уменьшается в несколькораз расход эльборового зерна, Причемсущественное повышение стойкости круга и производительности обработки достигается при упрочнении слоя связкииз гальванического металла на скругленных кромках заборной части выступов электроэрозионным легированиемтвердым сплавом,Анализ сравнительных данных по экспериментальным испытаниям прерывистьж кругов, изготовленных известным и предложенным способами, приведен9 145467 Ь 10ных в таблице, показывает, что пред- га, предварительно до нанесения абложенный способ изготовления прерьг- разивных зерен на выступах корпусавистого круга с однослойным абразив- образуют заборную часть, а абразивным гальваническим покрытием из раз- ные зерна наносят в два этапа: вначаных по прочности материалов сокращает ле наносят эльборовые зерна на забор 5до 2,2 раза расход эльборового мате- ную часть и покрывают всю поверхностьриала высокой прочности при изготов- выступов слоем гальванической. связки,ленин круга, снижает износ эльборово- затем на поверхность выступов, свого материала до двух раэ в процессе 1 О бодную от эльборовых зерен, наносятшлифования и позволяет увеличить злектрокорундовые зерна и вновь порежимы и производительность обработ- крывают всю поверхность слоем гальваки и улучшить качество обработанной нической связки для закрепления всехповерхности, т,е. улучшает эксплуата- абразивных зерен,циоиные свойства кругов с АГП, 15 Формул а из о бр е те ни я чаня атыв иал ент с АГП эготовлен с тый круг с од Прерыв нослой ньая электрокорунокрьпиеи на ромппоиадках выстуготовленний по повиибо видных пов, иизвестирнанту24 А 25 П ч=35 и/чО м/ь д 2 им Древесно-струлечная плита 52 му базовому в 2007527 р10 3 ебуется Требуется очистка углублен,Резина с иолеи упр,ве 00 ения по являют АГПт=35 и/м ч 6 м/ин я С 1 мм 150 100- 120 1 способ по п. 1 о-ст плит н иэве из го товл120 хечнаяс промехуным выл ени 5 круг с однРнии помбовидньи Прерывистыйслойным альбокрытием на рплощадках выготовленныйному базовомуПП 20075 х 27 улов, из 30 80-120 15 ребуется чн тка 35 Древеснохечная пп тр та извес ариан,25 П тный спо по п.Требуетсястка 1045-60 То и кф 35 м/5 и/мф 1 мм ный способпо и. 4 струга с клм Древеснонечная пли 6. Круг и изве н 9 готовления 0-100 55-60 оявляььтся колы на кр ченистали 1. Способ изготовления прерывистого абразивного круга, при котором на его корпусе выполняют углубления, образующие выступы, на которые наносят абразивные зерна и.закрепляют их гальванической связкой, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных свойств кру 2, Сйособ по п. 1, о т л и ч а 1щ и й с я тем, что заборную часть образуют обработкой вращающегося корпуса в кипящем слое абразива.3, Способ по пп, 1 и 2, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что до нанесенияна выступы электрокорундовых зеренсвязку на кромках заборной части дополнительно упрочняют электроэрозион ным легированием твердым сплавом толщиной 20-30 мкм.1454676 2 ечаяне йкос 4-6 ет эат 2 35 м/с 18 м/мн 2 мм правкой учатков выступов эле ктрокоуч. эерном яия 2 енес но"с ечная Зяб ленному .75 я 27 300 25-36 5-6 Нет эа24 ч Нет эапения О 15-2 О ч 35 м ч 10 м Ь 1 2 мы С правкой уч ч стка с электрокорундовымэерном Ревнив с мод упр. 20 кг/смТ.70 20-26 4 Нет э леяия ч Тон 35 м/с5 и/мн1 мм Древесно-струк.материал сидочениемтали 45 0 30-40 4 е 1 О н преллояенный б его наготовлено и. 7 с электровев легяроваияем го сплава ВН 8эабориой часносяняискртвер лохромов яасти выстуяа2 ОО мм ц 35 м/с 10 м/мин Древесноечная пли обра-.оверхГрубаяботка Древесно-струечиая плита 12, Круг, с яой ало лы альбо 25 Нрерывнстмй кррг с оВо слойками зпектрокоруядовыя покрытяем н влвборяэю покрытием ла эакруглеищп кромкая высгу лов нэготонпеава и нсннтащвй по лредяоспособу, Ш 200 ф24 А/Л.25 Д 8. Круг н предлонен 3 вй способ аго нэготовл вня по и. 7 ф. Круг я предлонеяяыйслособ его яэготоникло п, 7Хруг, содернаннй иавыступах одяородянйэлэбориый материал, с ч 35 м/с выполнением прочих при- ч 10 и/мин емов по и, 1 О С 5 имодернаний на эаборщадке моиокрясталра эеркястостыо, а на остальной части- чке 35.м(с эльбор обычной прочности чаО м/мнн эернист. 20, яэготовлен- с 5 ю ай предлокеииым способомпо другим приемам, иэлояенвщ в п. 10 Продолжение таблицы Нет эатуп- -"- 300 25-36 2,5-3 пения 24 ч 1300 120-,170 2,5-3 То ке 300 100-120 1,7-2 То яеСоставитель Н,Балашовар А.Маковская Техред М,Дидык Корректор Г.Решетни аказ 7393/21 Тирак 663 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по киям и открытиям при ГКНТ СССР 13035, Москва, Жая наб., д. 4/5 веино-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна роизв иэобрете5; Раушск Я 6