СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА Российский патент 1996 года по МПК B24D18/00 

Изобретение относится к области производства абразивного инструмента, у которого рабочая часть состоит из слоев различной характеристики. В качестве абразивного материала может быть использован любой известный абразив: окись алюминия, карбид кремния, карбид бора, алмаз, кубический нитрид бора и др.

Известен способ заготовления сегментов к отрезной пиле, при котором в пресс-форму последовательно засыпают абразивные массы, отличающиеся по составу, каждую массу после ее засыпки прессуют пуансоном, размер которого соответствуют данному слою, а затем весь слой подвергают горячему прессованию (патент США N 3298806, кл. 51-293, 1961).

В известном способе прессование слоев производится как бы в радиальном направлении, т. е. в направлении по радиусу сегмента, который затем будет соединен с корпусом этой радиусной поверхностью.

Для способа, при котором алмазоносную массу напрессовывают на корпус, такое прессование неприемлемо.

Известен способ изготовления абразивного отрезного круга, у которого рабочий слой выполнен в виде состоящих из отдельных слоев различной характеристики сегментов, закрепленных на корпусе, заключающийся в том, что для изготовления сегментов прессуют заготовки из абразивных масс, отличающихся по составу, собирают заготовки в пакет в требуемой последовательности, пакет подвергают горячему прессованию и полученные сегменты соединяют с корпусом (патент США N 3203774, кл. 51-293, 1959).

Этот способ предусматривает предварительное изготовление рабочего слоя в виде сегментов и крепление этих сегментов на корпусе круга. Однако известно, что операция соединения сегментов с корпусом является достаточно трудоемкой и имеет множество отрицательных моментов, связанных с нагревом места соединения, доводкой инструмента после пайки.

Известен способ изготовления отрезного круга, при котором для корпуса круга берут две заготовки и соединяют их друг с другом пайкой, сваркой и т. п. и к готовому корпусу присоединяют алмазные сегменты (патент США N 4867025, кл. В 23 D 61/00, 1982). Корпус делается сборным для уменьшения шума и вибраций. В патенте не предусматривается изготовление слоеной режущей части и по существу используется технология, аналогичная патенту США N 3203774: изготовление корпуса, сегментов и соединение этих элементов любым известным способом.

В качестве прототипа взят способ изготовления отрезного круга, описанный в патенте США N 4982720, кл. 125-15, 1989.

Способ заключается в том, что берут две предварительно спрессованные заготовки рабочего слоя, размещают их в пресс-форме, туда же помещают две заготовки для корпуса, после чего подвергают сборку горячему прессованию.

Недостаток способа, по мнению авторов, заключается в том, что после холодного прессования сформованные слои недостаточно прочные и при их выемке из одной прессформы (а это производится вручную: слой берут руками или каким-либо приспособлением) и перекладывании в другую происходят частые поломки самого слоя.

Целью изобретения является создание способа, который позволил бы уменьшить количество поломок слоя и, соответственно, упростить способ изготовления инструмента.

Другой целью изобретения является улучшение соединения слоев с корпусом.

Заявляемый способ, включающий прессование из абразивосодержащих масс слоев для рабочей части, размещение их в пресс-форме, помещение в пресс-форму заготовок для корпуса и горячее прессование всей сборки, отличается тем, что берут абразивосодержащие массы разных составов, предварительно напрессовывают массы на заготовки корпуса, при этом на две заготовки корпуса напрессовывают абразивосодержащую массу несимметрично относительно плоскости симметрии заготовки корпуса, проходящей через середину ее толщины, и помещают полученные заготовки в пресс-форму таким образом, чтобы заготовки с несимметрично расположенными слоями располагались по краям рабочей части наружу стороной с большим нависанием слоя над плоскостью заготовки корпуса и проводят горячее прессование до упора, в качестве которого служат заготовки корпуса инструмента. Предварительное напрессовывание абразивосодержащих слоев на заготовки корпуса позволяет уменьшить количество поломок слоев, т.к. при всех действиях с заготовками последние берут не за слой, а за корпус, сохраняя целостность слоя. Улучшается соединение слоев с корпусом, так как каждый слой уже предварительно достаточно прочно соединен при холодном прессовании со своим корпусом, и при горячем прессовании происходит дополнительное уплотнение массы и приваривание ее к корпусу. Кроме того, горячее прессование в заявленном способе осуществляется до упора, в качестве которого служат заготовки корпуса инструмента, а это позволяет при прессовании привести их в плотный контакт, подвергнуть дополнительной деформации, после которой практически не требуется дополнительная обработка корпуса, например, рихтовка. Для того, чтобы корпус деформировался, заготовки изготавливают из малоуглеродистой стали и, благодаря тому, что таких заготовок несколько, корпус получает достаточную прочность и жесткость и в то же время имеет невысокую стоимость.

Способ поясняется фиг. 1-6:
на фиг. 1 3 показаны заготовки для круга, состоящие из заготовок корпуса с напрессованным на них абразивосодержащим слоем;
на фиг. 4 пресс-форма в сборе: слева до прессования, справа после прессования;
на фиг. 5 готовый круг, рабочая часть которого состоит из трех слоев;
на фиг. 6 готовый круг, рабочая часть которого состоит из двух слоев.

Способ поясняется на примере изготовления дисковой пилы.

Берут три дисковые заготовки 1 для корпуса и на каждую заготовку напрессовывают абразивосодержащую массу для получения слоя для рабочей части. На одну из заготовок корпуса напрессовывают массу так, чтобы слой 2 над плоскостью заготовки корпуса 3 с левой стороны имел бы большее нависание, чем над плоскостью 4 с правой стороны. С правой стороны абразивосодержащий слой может быть выполнен вровень с плоскостью корпуса, как показано на фиг. 1.

Вторую заготовку делают таким образом, чтобы слой 5 был симметричен относительно плоскостей 3 и 4 заготовок корпуса, т. е. слой может иметь либо одинаковое нависание над этими плоскостями заготовки корпуса, либо может быть выполнен вровень с этими плоскостями.

Третью заготовку изготавливают аналогично первой, но нависание слоя 6 делают с правой стороны заготовки корпуса.

Для изготовления рабочих слоев берут три абразивосодержащие массы, из которых две массы для изготовления слоев 2 и 6 имеют одинаковый состав, а третья для изготовления слоя 5 отличается по составу от первых двух. Например, в третью массу можно ввести хрупкий наполнитель для того, чтобы при работе круга средний слой имел бы опережающий износ.

Холодное прессование всех трех заготовок для инструмента осуществляют в обычной пресс-форме, в которую вначале закладывают заготовку корпуса пилы, затем абразивонесущую массу соответствующего состава, брикетируют массу в слой, а затем, используя заготовку корпуса, вынимают полученную заготовку инструмента из прессформы холодного прессования и помещают ее в пресс-форму горячего прессования. Аналогично поступают со второй и третьей заготовками.

Пресс-форма для горячего прессования содержит матрицу 7 и два пуансона: нижний 8 и верхний 9. Рабочие поверхности пуансонов имеют две ступени 10 и 11. В пресс-форму на нижний пуансон вначале укладывают заготовку со слоем 2 нависанием вниз-наружу так, чтобы нависание слоя над плоскостью заготовки корпуса располагалось на ступени 10, а заготовка корпуса на ступени 11 с зазором 12. Затем в пресс-форму помещают заготовку с симметричным слоем 5 и затем со слоем 6. Последнюю заготовку помещают нависанием слоя вверх-наружу аналогично первой так, чтобы ступень 10 верхнего пуансона после его введения в пресс-форму касалась бы слоя, а ступень 11 находилась над плоскостью заготовки корпуса, образуя зазор 12. Собранную пресс-форму помещают на рабочую плиту пресса и абразивонесущие слои подвергают горячему прессованию. Прессование проводят по способу до упора, и в качестве упора служат заготовки корпуса, т. е. прессование заканчивается тогда, когда верхний и нижний пуансоны войдут в контакт с заготовками корпуса, последние получат некоторую деформацию и движение пуансонов прекратится. Слева на фиг. 4 показана пресс-форма до прессования рабочей части круга, справа после прессования. Затем готовый круг извлекают из пресс-формы и при необходимости подвергают механической обработке. При сборке пакета между заготовками корпусов может быть проложен материал припоя, тогда в процессе горячего прессования произойдет их припаивание. Либо заготовки корпусов в собранном пакете приваривают между собой известным способом: контактной сваркой, лазером, электроннолучевым способом и т.п. В готовом виде круг содержит корпус 13, состоящий из заготовок 1 и рабочей части 14, содержащей три слоя. Слой, расположенный в середине, имеет состав, позволяющий при работе круга иметь опережающий износ, в результате чего рабочая часть по периферии будет иметь вогнутую форму. Средний слой может быть изготовлен и более прочным. В этом случае периферия круга в процессе работы приобретет выпуклую форму. На фиг.6 показан вариант круга, рабочая часть которого и, соответственно корпус, состоят из двух слоев. Такой круг может быть использован, например, для шлифования. Для корпуса изготавливаемого дискового отрезного круга была использована малоуглеродистая сталь 08КП. Этот материал хорошо поддается выравниванию при горячем прессовании, имеет малую деформацию при тепловой обработке, а в готовом виде корпус имеет высокую жесткость, благодаря своей сборной конструкции.

Использование: для производства абразивного инструмента. Существо изобретения: абразивосодержащие массы предварительно напрессовывают на заготовки корпуса, при этом на две заготовки корпуса напрессовывают абразивосодержащие массы несимметрично относительно плоскости симметрии заготовки корпуса, проходящей через середину ее толщины. Заготовки помещают в пресс-форму таким образом, чтобы заготовки с несимметричным расположением слоя были по краям рабочей части наружу стороной с большим нависанием слоя над плоскостью заготовки корпуса. Горячее прессование проводят до упора, в качестве которого выбирают заготовку корпуса. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ изготовления абразивного инструмента, при котором в пресс-форме прессуют из абразивонесущих масс отдельные слои и соединяют их горячим прессованием друг с другом и с корпусом инструмента, составленным по меньшей мере из двух заготовок, отличающийся тем, что процесс прессования каждого из абразивонесущих слоев производят с одновременным соединением их с отдельными заготовками корпуса, при этом слои прессуют из условия их выступания над одной из торцевых плоскостей заготовки корпуса, полученные заготовки с абразивонесущими слоями укладывают в пресс-форму так, чтобы выступающие стороны абразивонесущего слоя были обращены к пуансонам пресс-формы, и горячее прессование осуществляют до упора в заготовку корпуса. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно берут по меньшей мере одну заготовку корпуса инструмента и абразивонесущий слой прессуют и одновременно соединяют с ней с обеспечением расположения торцевых плоскостей слоя в торцевых плоскостях заготовки, после чего полученную заготовку помещают между двумя заготовками с выступающими абразивонесущими слоями. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что для прессования рабочих частей инструмента и соединения их с заготовками корпуса инструмента берут абразивонесущие массы разных характеристик.