Способ изготовления прерывистого абразивного круга

 

-Изобретение относится к производству шлифовальных кругов с абразивно-гальваническим покрытием. Цель изобретения - улучшение эксплуатационных свойств круга. Выступы, образованные на корпусе, обрабатывают в кипящем слое свободного абразива до образования заборной части. Эльборовые зерна наносят на заборную часть поверхностей выступов, а затем покрывают полную поверхность выступов тонким слоем связки, после чего наносят на свободные от эльборовых зерен поверхности выступов электрокорундовые зерна и вновь производят покрытие поверхности гальваническим металлом , зарапирая зерна из разных материалов . Гальванический металл связки на скругленных кромках заборной части выступов упрочняют электроэрозионньтм легированием твердым сплавом толщиной 20-30 мкм. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. СЛ

союз советсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (!9) (И) (51)4 В 24 D 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4267306/25-08 (22) 22-96.87 (46) 30;01.89. Бюл, ¹ 4 (71) Северо-Западный заочный политехнический институт, Всесоюзйый научноисследовательский институт абразивов и шлифования и Ленинградский политехнический институт им. M.È.Êàëèíèíà (72) Б,И.Никулкин, А.И.Федотов, Б.Н.Ардашников и А.С.Черкудинов (53) 621.922,079(088.8) (56) Захаренко И.П. Эффективность обработки инструмента сверхтверлыми материалами. И.: Машиностроение, 1982, с. !45. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕР!1ВИСТОГО АБРАЗИВНОГО КРУГА (57) -Изобретение относится к производству шлифовальных кругов с абразивно-гальваническим покрытием. Цель

2 и создает на передней по направлению вращения кромке круга заборную часть выступов. На заборную часть наносят эльборовые зерна. Затем покрывают

5 полную поверхность выступа тонким слоем связки, после чего на поверхность выступов, свободную от эльборовых зерен, наносят электрокорундовые зерна и вновь производят покрытие

1О поверхности гальваническим металлом, заращивая зерна из разных абразивных материалов.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изоБРетениям и о нР1ытиям

ПРИ ГКНТ СССР

Изобретение относится к производству шлифовальных кругов, в частности к производству прерывистых инструментов с абразивно-гальваническим покрытием.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных свойств инструмента.

Способ изготовления прерывистого круга заключается в следующем.

На корпусе круга выполняют углубления, образующие выступы. Корпусу сообщают вращение и обрабатывают его в "кипящем" слое свободного абразива, который очищает впадины микронеровностей, сглаживает исходную шероховатость поверхности, скругляет кромку изобретения — улучшение эксплуатационных свойств круга. Выступы, образованные на корпусе, обрабатывают в кипящем слое свободного абразива до образования заборной части. Эльборовые зерна наносят на заборную часть поверхностей выступов, а затем покрывают полную поверхность выступов тонким слоем связки, после чего наносят на свободные от эльборовых зерен поверхности выступов электрокорундовые зерна и вновь производят покрытие поверхности гальваническим металлом, заращивая зерна из разных материалов. Гальванический металл связки на скругленных кромках заборной части выступов упрочняют электроэрозионным легированием твердым сплавом толщиной 20-30 мкм. 1 з,п. A-лы, 1 табл.

Для повышения износоустойчивости

15 связки гальванический металл на скругленных кромках заборной части выступов упрочняют электроэрозионным леги"

3 145467 рованием твердым сплавом толщиной ,20-30 мкм.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 показан прерывистый шлифовальный круг, содержащий выступы с ромбовидными площадками на периферийной поверхности, образованные пересекающимися винтовыми углублени,ями; на фиг. 2 — сечение А-А на, фиг. 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. 15

Прерывистый шлифовальный круг содержит металлический корпус 1, выпол.ненный из стали 3 в виде диска. На периферийной поверхности диска прорезают пересекающиеся винтовые углуб- 20 ления 2 и 3, тем самым образуя выстуны 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 забор ной 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 диска с частотой, равной рабочей частоте, После промывания химическими растворами и сушки корпуса 1 наносят изоляционное лаковое покрытие 5, например лак типа AK-20, 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 sa6opной части выступов, покрывают полную поверхность выступа тонким слоем, преимущественно 25-30 мкм, связки 7 гальванического 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 4 гальваническим металпом, заращивая зерна, из разных материалов, расположенные в один слой на выступах 4 корпуса 1. При этом электрокорундовые зерна 8 располагают на второй половине ромбовидной площадки выступа 4 с радиальным смещением ri на 25-30 мкм от зерен эльбора. Полную толщину связки гальванического металла выбирают из условия прочности удержания на выступах 4 корпуса 1 эльбровых зерен 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 корпуса скругление кромок и занижение заборной рабочей поверхности выступов по профильной кривой на 20-100 мкм и на длине, превышающей в 1,5-2 раза ширину паза между выступами в окружном направлении. При этом исключается ручная механическая доводка поверхностей выступов.

Нанесение изоляционного лакового покрытия на поверхности корпуса в углубления, свободные от абразивного покрытия, перед скреплением абразивного порошка устраняет дополнительные приемы по очистке поверхностей в углублениях от абразива, попадающего при --.анесении на выступы, и обеспечивает упрощение технологии изготовления абразивного прерывистого круга.

Нанесение слоя эльборового зерна

6 на заборную криволинейную разновысотную часть ромбовидной площадки выступа 4, предварительное скрепление и послецующее размещение зерен электрокорунда на тонкий слой связки, например толщиной 25-30 мкм, с последующим совместным окончательным заращиванием абразивных зерен из разных абразивных материалов обеспечивает рациональное расположение зерен эльбора на высоте и возвышение на

25-30 мкм зерен электрокорунда 8 над зернами эльбора 6. Это позволяет осуществлять правку участков рабочей поверхности круга с электрокорундовым покрытием 8 и снижает шероховатость обрабатываемой поверхности, сокращает в несколько раз расход эльборового материала при одновременном

1454676

131/ и QnSiI1 Qh

Д 11=

1? О т„

55 наружный диаметр круга; окружная скорость круга; скорость подачи; где D

V к ч п получении инструмента с высокими режущими свойствами, позволяющими увеличивать в несколько раэ производительность обработки.

Дпя повьппения износоустойчивости

5 связки гальванического металла на кромки заборной. части выступов 4 в межзеренное пространство наносят электроэрозионным легированием слой 0 твердого сплава, например твердый сплав ВК8, толщиной 20-30 мкм. За счет этого повышается износоустойчивость связки гальванического металла на передних по направлению вра- 15 щения круга кромках заборной части выступов и снижается расход абразива при шлифовании неметаллов, повьппается стойкость круга при одновременном увеличении режимов и производитель- 20 ности обработки.

II р и м е р. На периферийной поверхности металлического корпуса, выполненного из стали 35, в виде диска диаметром 200 и высотой 27 мм

25 прорезают резцом многозаходные винтовые пересекающиеся углубления шириной 3 и глубиной 4 мм с радиусним .скруглением во впадине (фиг. 3).

При этом образуют выступы с ромбовид- З0 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 r=0,5-0,8 мм и создание на передней по направлению вращения круга (по стрелке Д) заборной части по- 40 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 V<, равной скорости резания. При этом образуют разновысотность dh и 30-60 мкм на длине, превышающей до двух раз ширину углубления в окружном направлении. 50

Причем величину dh (фиг.2) увязывают с режимными параметрами прерывистого круга по известной формуле

Lf центральный угол участка круга, находящегося в контакте с обрабатываемым материалом, Ц вЂ” центральный угол межвыступноЬ го паза.

Предварительную обработку абразивных порошков, например, из разных материалов зернистостью 25 осуществляют для соблюдения требований по электропроводности и чистоте поверхности зерен. Разделение абразивных seрен 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-20, на поверхности в углублениях 2 и 3 корпуса 1, свободных от абразивного покрытия. Эльборовие 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 электрокорундовие 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 электроэрозионним легированием слой твердого сплава ВК толщиной 20-30 мкм.

После испытания круг устанавливают на шпиндель станка и осуществляют правку участков выступов с электрокорундовими зернами, выступающими на

25-35 мкм над участками с зернами эльбора.

Dv> 4„s in<1, d h=12(Ьп

? у 4 з>п 4 и

120v

7 145467

В процессе шлифования кругу сообщают вращение с окружной скоростью

vÄ=30-60 м/с, а изделию, например, из резины дерева пластмассы — проЭ

5 .;дольную подачу со скоростью „=550 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- 15 ке контакта изделия с вершиной и на скругленных кромках заборной части ромбовидной площадки режущего выступа 4, несущей эльборовые зерна 6.

В момент продольной подачи v„ Hsделия и вращения круга со скоростью

v 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 максимальное удельное 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 IllsxMpтном порядке, и движением кромок с эльборовым абразивным покрытием относительно

35 обрабатываемой поверхности в тангенциальном и осевом направлениях основная часть материала иэделия срезается эльборовыми зернами, расположенными на полной ширине кромок забор-4 ной части ромбовидной площадки выступа 4. При глубине резания h центральный угол участка, находящегося в контакте с обрабатываемым материалом, будет равен величине Ц„. При располо- 4 жении эльборовых зерен на рабочей поверхности равномерно с некоторым расстоянием, центральный угол которого равен Lf, каждЬе зерно будет снимать одинаковую толщину стружки оп 50 ределяемую по известной зависимости

Однако на дисковом инструменте с прерывистым -абразивным слоем имеется безабразивный промежуток с центральным углом „. Этот безабразивный промежуток вызьвает увеличение толщины

6 8 стружки, подлежащей снятию зерном, расположенным на рабочей поверхности за углублением, на величину, равную

Следовательно, эльборовые зерна в этом случае нагружены неравномерно.

Для того, чтобы распределить не срезанный в связи с наличием безабраэивного промежутка материал между всеми зернами выступа, переднюю по направлению вращения поверхность заборной части выступа занижают по высоте на величину ЛЬ при обработке выступов в

"кипящем" слое абразива.

Электрокорундовые зерна, расположенные на замыкающей части выступа

4 по направлению вращения круга и . направленные по его радиусу, срезают линь навалы и микронеровности шероховатости поверхности, образованные при срезании материала эльборовыми зернами. При этом на электрокорундовых зернах возникают более низкие сила резания и удельное давление по сравнению с эльборовыми зернами. За счет радиального занижения заборных поверхностей выступа 4, разновысотного расположения эльборовых зерен и регламентированного расположения вершин электрокорундовых зерен на смежных участках выступа 4 выправленного круга обеспечивается равномерное срезание материала припуска эльборовыми зернами 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 участках выступов и уменьшается в несколько раз расход эльборового зерна. Причем существенное повышение стойкости круга и производительности обработки достигается при упрочнении слоя связки из гальванического металла на скругленных кромках заборной части выступов электроэрозионным легированием твердым сплавом, Анализ сравнительных данных по экспериментальным испытаниям прерывистых кругов, изготовленных известным и предложенным способами, приведеннмечанне батыв риал

Инструмент с АГП и слособ е изготовления опель иэ аб

Прерывистый круг с од" нослойньая электрокорундовьа« покрытием на ромбовидных ппоиадках выступов, изготовленный по известному базовому варианту ПП200*75 27

24А25П ч„=35 и/с Древесно-струч„ 10 м/мин лечная плита 520 70-110 30

t «2

Требуется чистка

Требуется очистка углублен.

Резина с модулем упр, =120 кг/сн2

2. Круг и известный способ из Гото аления по л l

25-40 20

500

Появляются сколы АГП ло кронк ам

Древесно-струкечная плита с промекуточным вьа олнением стали 45

1 00-1 50 100- 120 1

120

4. Прерывистый круг с однослойным эльборнын покрытием на ромбовидных плонддках выступов, изготовленный по известному базовому варианту

ПП200 75х27 Л.25П

7>5 Требуется чистка

v„ 35 н/с Древесно-стру- 530 80-120 15 чя10 н/н кечная плита

t «2 нм

Резина с модулем упругости о=120 кг/см

5. Круг и известный способ изготовления по п. 4

То ке

Древесно-струиечиая плита с пронек. вклк чением полосы стали 45

9 14546 ных в таблице, показывает, что предложенный способ изготовления прерьРвистого круга с однослойным абразивным гальваническим покрытием из разных по прочности материалов сокращает

5 до 2,2 раза расход эльборового материала высокой прочности при изготовлении круга, снижает износ эльборового материала до двух раэ в процессе шлифования и позволяет увеличить режимы и производительность обработки и улучшить качество обработанной поверхности, т.е. улучшает эксплуатационные свойства кругов с АГП. 15

Формул а из о бр е те ни я

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 шийся тем, что, с целью улуч- 25 шения эксплуатационных свойств кру3. Круг н известный способ v -35 и/м его изготовютения по п.! v„ 6 и/мин

t"-1

6. Круг и известный способ vö 35 м/с изготовления по п. 4 v, 5 н/м

t «1 w

7Ь l0

ra, предварительно до нанесения абразивных зерен на выступах корпуса образуют заборную часть, а абразивные зерна наносят в два этапа: вначале наносят эльборовые зерна на заборную часть и покрывают всю поверхность выступов слоем гальванической. связки, затем на поверхность выступов, свободную от эльборовых зерен, наносят злектрокорундовые зерна и вновь покрывают всю поверхность слоем гальванической связки для закрепления всех абрasивных sерен.

2. Сйособ по п. 1, о т л и ч а 1 шийся 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 шийся тем, что до нанесения на выступы электрокорундовых зерен связку на кромках заборной части дополнительно упрочняют электроэрозионным легированием твердым сплавом толщиной 20-30 мкм.

510 45-60 12- 5 11 Требуется чистка.

120 80- 00 55-60 1 Появляются сколы на кромхах

1454676!

2 ечаяне йкос

С правкой участков выступов с электрокоруид. эерном

8. Круг н предавняя!яай способ аго иэготовлеяня ao n. 7

v»«35 м/с ч„10 м(мин

t «2 le!

Реанна с мод. упр. )20 rr/см)5 мм! ! !

9, Круг я

1 способ ю»я по ! предлонеяиый его яэготовлеп, 7 ч„«35 x/ñ

v„«5 и/мнн

t«) ìì

Древесно-струк. материал с включением стали 45

° I

v» 35 м/с ч„-!О м/мин

t «5 ми

Древесно-струиечная плита

l l. Kpyr, содериаинй на выступах одяородяый эльборный материал с ч „«35 м/с выполнением прочик прн- v„ l O и/мнн емов по п. 10 С«5мм

)2 ° Круг, содернаинй на эаборяой площадке моиокрясталлы эльбора эеркистостыо

25, а на остальной части- v»e35.м(с эльбор обычной прочности v»«10 м/мнп эерннст. 20, яэготовлен- t 5 !е»

sadt предлоиениым способом

По другим приемам, иэлоненнмю в п. lO

Грубая обра-. ботка поверхности

Древесно-струхечиая плита

7. Нрерывистмй круг с однослойнэае эпектрокоруядо !

s»e» покрытием к элвборЯФФА Itospblvscs яа эакру» гнея!нп кромкая выс гулов» иэготонпиана) н нспытаэпн3й по предло ванному способу,)m 200» . 75»27 24k/ä.25а

lO. Круг s предлоиеиный способ его нэготовлеssa по а. 7 с электроискровев» легнрованяем твердого сплава ВК8 кромек яа эаборной части выстуна толияной

20-30 мкм „ 35 м/с

«!8 м/Nss Древесно стру»

t «2 мм иечлая вата

Продол)кение таблицы

530 20-30 4-6 Нет эатуплаяня 24 ч

1300 25-36 5-6 Нет эатуп.

24 ч

5)0 15-20 3-4 Нет эатуп- С правкой учаления 24 ч стка с электрокорундовым эерном!

270 20-26 4-5 Нет эатуплеяия 24 ч То яе

120 30-40 40-50 6

Нет эатуп1300 25-36 2,5-3 пения 24 ч

1300 120-,)70 2,5-3 То ке

1300 100-120 1,7-2 То ке То ке

145467 б

1454676 ®ф Ф&Рмюр

Ф

Составитель Н,Балашова

Ре едактор А.Маковская Техред М.Дидык Корректор Г.,Реше т них

Закаэ 2393/21 Тирак 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., а- 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4