Алмазный инструмент

 

АЛМАЗНЫЙ ИНСТРУМЕНТ для обработки стеклоизделий, содержащий корпус, на котором концентрично расположены алмазоносный и внутри него калибрукщий слои, о т л и ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения стойкости инструмента и снижения Шероховатости обработки, он снабжен дополнительным калибрующим слоем, расположенньм снаружи алмазоносного слоя, при этом калибрующие слои выполнены из чугуна, а соотношение ширины алмазоносного и ширины каждого калибрукидего слоев составляет 2-5. ч СП о:) СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (! 1) а(51) В 24 D 5/04

РУРК% W k

1 б - .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1" К ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3583031/25-08 (22) 26.04.83 (46) 23.04.85, Бюл, И - 15 (72) В.Н.Алексеев, В.И.Иноземцев, Т.Б,Чикова, Г.К.Моисеев и В.В.111вайков (53) 621.922.079 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Ф 105970, кл. В 24 В 7/26, 1956.

2.Авторское свидетельство СССР

9 242705, кл. В 24 D 5/04, 1,967.

З.Авторское свидетельство СССР

Ф 910401, кл. В 24 D 17/00, 1980 (прототип). (54) (57) АЛМАЗНИЙ ИНСТРУМЕНТ для обработки стеклоизделий, содержащий корпус, на котором концентрично расположены алмазоносный и внутри него калибрующий слои, о т л и ч-а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения стойкости инструмента и снижения шероховатости обработки, он снабжен дополнительным калибрующим слоем, расположенным снаружи алмазоносного слоя, при этом калибрующие слои выполнены из чугуна, а соотношение ширины алмазоносного и ширины каждого калибрующего слоев составляет 2-5.

1 11514

Изобретение относится к области алмазно-абразивного шпифсвания, в частности к обработке диэлектриков, например экранов электронно-лучевых трубок, изделий иэ ситалла, кварца, деталей для оптических приборов, Известно устройство для шлифования стеклоиэделий, в котором совмещены операции предварительной и окончательной шлифовки. В качестве шпи- 10 фовальников в нем использованы кабл„ки из чугуна и органического материала, Работа производится со свободным абразивом - суспензиями электрокорунда, карбида бора, карбида крем- 1 ния. Разрушение стекла происходит под действием абразивных зерен, передающих вибрационно-ударным действием .I кинематическую энергию инструмента на обрабатываемую поверхность. Инстру- 2б мент же, изготовленный из более вязкого материала, чем стекла, изнашивается Г13, Однако применение устройства не позволяет увеличить производитель- 2 ность процесса шлифования из-за частой правки рабочей зоны инструмента, переналадки инструмента на разные виды шлифования и требует большого расхода дефицитных шлифпорошков.

Известно устройство для шлифования, выполненное в виде алмазосодержащего участка, ограниченного с обеих сторон кромками, изготовленными из материала связки f2 ).

Однако производительность процесса обработки стеклоизделий рассмотренными инструментами и получаемая шероховатость поверхности зависят от зернистости алмаза, применяемого 40 в инструменте. Для повышения производительности процесса шлифования необходимо увеличить зернистость алмазов, при этом шероховатость обработанной поверхности увеличивается

Известен алмазный инструмент, который состоит из рабочего алмаэоносного слоя и калибрующего алмазоносного слоя, расположенного концентрично рабочему слою и внутри него.

Рабочий и калибрующие слои имеют различную зернистость и концентрацию алмазов, что позволяет получить xopomee качество поверхности и увеличить производительность процесса 3).

Однако при обработке стеклоиэделий, имеющих обычно большие припуски, нод действием сил трения происходит

43 2 выкрашивание или образование заусенцев по внутреннему или наружному диаметру алмазоносных участков, что приводит к преждевременному износу инструмента и появлению на обработанной поверхности дефектов в виде царапин и выколок.

Цель изобретения — увеличение стойкости алмазного инструмента и повышение чистоты обработанной поверхности при использовании алмазов только одной зернистости.

Указанная цель достигается тем, что алмазный инструмент снабжен дополнительным калибрукнцим слоем, расположенным снаружи алмазоноснаго слоя, при этом калибрующие слои выполнены иэ чугуна, а соотношение ширины алмаэоносного и ширины каждого калибрукнцего слоев составляет

2-5.

На чертеже изображен предлагаемый инструмент, разрез.

Алмазный инструмент может быть л использован для обработки сферических и плоских поверхностей. В зависимости от типа поверхности выбивают диаметр инструмента и ширину алмаэоносного участка.

Инструмент состоит иэ корпуса t на котором жестко закреплены алмазосодержащий слой 2 и калибрующие чугун ные слои .3.

Соотношение ширины (Н) алмазоносного слоя к ширине (h) калибрукнцего слоя Н/h = 2 — 5.

Работа инструмента осуществляется следующим образом.

Алмазный инструмент устанавливают на шпинделе шлифовально-полировального станка таким образом, чтобы центр рабочей зоны инструмента проходил через центр обрабатываемого изделия.

Инструменту и изделию сообщают вращательное движение с определенными скоростями, подводят инструмент к иэделию и, установив рабочее давление, осуществляют обработку. В зону контакта инструмента и изделия подают смазочно-охлаждающую жидкость.

Инструмент испытывают на операции грубой шпифовки наружной поверхности сферы экрана кинескопа 61ЛЕЗЦ с применением станка Б2105И (работа по методу жестких осей}, наружный диаметр шлифовального инструмента

320 мм, ширина алмазосодержащего

3 1151 участка Н = 10 мм (высота = 10 мм), скорость вращения инструмента

1400 об/мин, скорость вращения изделия 100 об/мин, рабочее давление

Р = 90-110 кг.

Алмазоносный кольцевой участок составлен из элементов, серийно выпускаемых промышленностью.

В таблице приведены экспериментальные данные по стойкости алмаз- 10 ных инструментов, линейному съему, величине шероховатости обработанной поверхности в зависимости от вида и соотношения геометрических размеров алмазного инструмента. 15

Испытания каждого иэ видов инструментов и каждого из соотношений параметров H/h проводят не менее чем на трех инструментах.

Из таблицы видно, что применяя 20 обычный алмаэный инструмент, получаем поверхность с шероховатостью, определяемой зернистостью используемого алмаза. На обработанной поверхности имеются царапины и выкол- 25 ки, полученные за счет разрушения краев алмаэоносного кольца. Эта же причина уменьшает стойкость инструмента.

В инструменте, где алмазоносное кольцо окружено слоями иэ латуни, по составу близкой к материалу связки MR-i, получаем поверхность без сколов и выколок с шероховатостью, определенной зернистостью примененного алмаза. Латунь имеет невысокую

35 твердость и при шлифовании легко сошлифовывается, не оказывая дополнительного действия на обрабатываемую поверхность.

Использование алмазного инстру40 мента с чередующимися элементами разной зернистости повышает производительность процесса обработки (съема), улучшает шероховатость поверхности, но при этом недостаточна

45 стойкость инструмента из-за краевого разрушения.,Одновременно на поверхности имеют место царапины и сколы.

Испытания инструмента, где алмазо50 носное кольцо окружено слоями из стали, показали отрицательные результаты, так как сталь в силу своей монолитности и высокой твердости не со-. ,ифовьщается под действием, тре 55 ния при рабочем давлении. Увеличение

443 4 же давления приводит к разрушению иэделия.

Из таблицы видно, что применяя инструмент, алмазоносное кольцо которого окружено слоями из чугуна, получают хорошую производительность, высокую стойкость инструмента и калибрующий эффект. Полученная поверхность без дефектов такого же класса, как и при применении инструмента со смешанной зернистостью. Это объясняется тем, что структура чугуна характеризуется наличием в ней графитовых включений. Графит обладает низкими механическими свойствами и графитовые включения можно считать sa пустоты, трещины. В процессе обработки диэлектриков в результате трения происходит разрушение поверхности чугуна цо концам графитовых включений; На поверхности чугуна обнажается каркас, свойства которого также, как твердость, сопротивление износу, определяются свойствами металлической основы и близки к свойствам стали.

Обнажившийся на поверхности чугуна каркас скалывает вершины микрорельефа, образовавшегося в результате резания алмазными зернами рабочего участка, что способствует сокращению времени обработки и улучшению качества обработанной поверхности.

Ширина калибрующих чугунньм слоев влияет на работу алмазного инструмента. При Н/h (2 для ведения процесса шлифования необходимо давление выше рабочего, что приводит к разрушению изделия. При Н/h ) 5 из-за отнооительно малой ширины калибрующих слоев происходит их частичное разрушение, что приводит к появлению на обрабатываемой поверхности дефектов.

Таким образом, оптимальным решением является использование алмаэногб шпифовальника с калибрующими слоями, выполненными из чугуна при соотношении ширины рабочего слоя к ширине калибрующего 5 — 2.

Применение предлагаемого инструмента позволяет получить поверхность по чистоте на класс выше, чем при использовании других инструментов одной зернистости. Одновременно стойкость инструмента увеличивается в три раза.

1151443

1Перохова тость об работанной поПримечание

ОтношеЛинейный

Износ инХарактеристика инструмента струмента после обработки

1000 экразмеров н/ь съем, мм/мин верхности R а, мкм ранов, мм

На обработанной поверхности отдельные царапины, выколки

Алмаз оносное кольцо, зернистость алмазов

83/60, концентрация

100_#_ связка ИВ-1 (аналог - ГОСТ 1700671)

Алмазоносное кольцо, составленное из чередующихся элементов:, л с зернистостью алмазов 83/60, концентрации 100Х и с зернистостью алмазов

40/28, концентрацией 50Х (калибрующих); связка ИВ-17 Е23.

Алмаэоносное кольцо, зернистость алмазов

83/60, конц.100Х, связка NB-1, окруженное калибровочньичи слоями из латуни по свойствам, близким к материалу связки (1J

ТО же, что и в п.3 калибрунщие слои из стали

2,48

8,1

0,24

1,13 То же

6,3

0,30

Поверхность беэ дефектов

1 6

6,5 2,45

0,23

Незначительный съем в первый момент времени. Далее обработка не идет

1-", 6

5. То же, что и в п. 3, калибрующие слои иэ чугуна

1, 14 Поверхность без дефектов

0,43

2,0

1,13 То же

2,1

0,44

1,13 -" —

2,1

0,44

0,45

1 13 -"2,2

1, 14 На обработанной поверхности отдельные царапины

2,2

0,48

ВНИИХИ Заказ, 2228/12 Тираж 769 Подписное

Филиал ППЛ "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,