АЛМАЗНЫЙ ОТРЕЗНОЙ КРУГ Российский патент 1997 года по МПК B24D5/12 B24D17/00 

Предлагаемое изобретение относится к обработке резанием и может быть использовано для разрезки полимерных композиционных материалов (ПКМ) авиакосмической и судостроительной отраслях промышленности.

Известны алмазные отрезные круги (АОК) по ГОСТ 10110-87Е, ТУ 2-037-575-87, ТУ 2-037-595-87Е, имеющие непрерывный рабочий профиль и состоящие из металлического корпуса и закрепленного на нем посредством гальванических или активных металлических связок алмазного рабочего слоя. Данные круги имеют высокую работоспособность при разрезке ПКМ небольшой толщины. При увеличении толщины разрезаемого материала работоспособность данного вида инструмента снижается. Снижение работоспособности объясняется следующими причинами: при резке образуется значительное количество мелкой пылевидной стружки, плохо удаляемой из зоны резания. Пылевидная стружка затирает круг и может "спекаться" в зоне резания под воздействием высоких температур, что приводит к снижению качества обработки, расслаиванию разрезаемых материалов и деструкции связующего. Результатом этого в конечном итоге является снижение ресурса деталей или агрегатов из ПКМ и увеличение стоимости их изготовления. Удаление дефектных слоев для частичной компенсации снижения ресурса связано с большой трудоемкостью из-за ручного характера выполняемых работ.

Частичное повышение производительности может быть обеспечено за счет применения алмазных кругов с прерывистой режущей кромкой, например, по ТУ 2-037-585-87, но их применение не позволяет существенно повысить качество обработки из-за расположения алмазного слоя с двух сторон и "резкого" изменения динамических нагрузок при входе и выходе каждого рабочего сегмента в работу. Все это приводит к возникновению дефектов кромок при разрезке материалов большой толщины, а именно расслоению верхних или нижних слоев композиционных материалов при выходе каждого рабочего сегмента из работы, а при входе в работу образуется буртик. Дальнейшее повышение работоспособности кругов с прерывистой режущей кромкой может быть обеспечено за счет скругления участков входа и выхода абразивных сегментов в работу и из работы, например, авт. св. N 948649, кл. B 24 D 17/00, B 24 D 5/06, 1982. Скругление данных участков выполняется по радиусам, меньшим радиуса круга. Все это позволяет снизить динамические нагрузки на обрабатываемый материал и тем самым повысить качество обработки, но не исключает возможность образования дефектов, а именно расслоения нижних слоев композиционных материалов при выходе круга из работы из-за упругого последействия обрабатываемого материала, значительно большего даже, чем у титановых сплавов, и тем более не исключает возможность заклинивания круга при разрезке /прорезке глубоких пазов/ в деталях из композиционных материалов большой толщины.

Целью изобретения является повышение качества обработки деталей из ПКМ. Поставленная цель достигается тем, что каждый сегмент прерывистой режущей кромки имеет радиус кривизны, значительно меньший, чем у цилиндра круга, а в торцевых направлениях алмазонесущие слои расположены на сегментах в шахматном порядке. Кроме того, для компенсации температурных деформаций корпус круга разбит на секторы, каждый из которых имеет определенное число режущих сегментов.

На фиг. 1 изображен общий вид круга, на фиг 2 расположение алмазонесущих слоев на режущих сегментах.

Работа круга заключается в следующем: благодаря тому, что кривизна рабочей поверхности в радиальном направлении каждого режущего сегмента больше кривизны круга, происходит нарастание сил резания при врезании каждого режущего сегмента и соответственно плавное уменьшение нагрузки при выходе их из работы. Все это не создает резкого перепада напряжений в разрезаемом материале, т. е. не приводит к хрупкому разрушению связующего и к сколам углеродных или иных волокон.

Дополнительно следует отметить, что кривизна рабочей поверхности сегментов хорошо согласуется с высоким упругим последействием ПКМ. При выходе из работы наиболее выступающих частей сегментов за счет упругого последействия в работу вступают алмазные зерна, расположенные за наиболее выступающими частями сегментов, и выполняют дополнительную обработку. Это обеспечивает меньший перепад градиентов напряжений как при выходе сегментов из работы, так и при входе в работу последующих сегментов. В результате этого значительно уменьшается вероятность возникновения дефектов обработки.

Шахматное расположение алмазонесущих слоев на боковых сторонах сегментов исключает "заклинивание" круга во время работы, уменьшает активную длину режущих кромок, одновременно участвующих в резании. Тем самым обеспечивается во время обработки меньшая термодинамическая напряженность процесса резания. Это, в свою очередь, также уменьшает дефектный слой, возникающий во время обработки. Дополнительное разделение круга на сектора, кроме сегментов, повышает устойчивость круга к температурным деформациям и уменьшает возможность его заклинивания при работе ручным механизированным инструментом.

Эффект от применения предлагаемых конструкций алмазных отрезных кругов обеспечивается за счет:
-повышения производительности труда при разрезке;
повышения ресурса изделий из ПМК повышения качества обработки, т.е. уменьшения глубины дефектных слоев во время обработки.

Изобретение относится к обработке полимерных композиционных материалов, дополнительно может быть использовано в камнеобработке. Каждый режущий сегмент круга имеет большую кривизну, чем цилиндр круга, а в торцевых направлениях алмазонесущие слои на сегментах расположены в шахматном порядке. 2 ил.

Алмазный отрезной круг с прерывистой режущей поверхностью, выполненный в виде несущих алмазные слои сегментов, кривизна каждого из которых превышает кривизну круга, отличающийся тем, что алмазные слои на торцевых поверхностях смежно расположенных сегментов размещены с разных сторон круга.