Шлифовальный круг Советский патент 1984 года по МПК B24D3/14 

Изобретение относится к производству Бысокопористых абразивных инструментов, предназначенных для обработки инструментальных сталей. Известны шлифовальные круги, обладающие повышенной пористостью, получаемой путем введения в формовочную массу вЕ пораюших и невыгорающих наполнителей. Такими наполнителями могут служить вспученные нерлиты, нафталин, синтетические смолы, полистиролы, пеностекла, древесные опилки, пробковая крошка и другие органические и неорганические материалы. Наиболее других удовлетворяет требованиям, иредъявленным к наполнителям, бисер сополимера М СН, выгорающий в процессе обжига кругов 1. Известен абразивный шлифовальный круг, в который вводится жаростойкий наполнитель сферической формы. Частицы наполнителя выполняются из стекла, алюмо-силиката и т.д. и могут иметь как закрытые ячеистые поры, так и тонкостенные полые шарики. Пористость частиц наполнителя составляет не менее 30%, а их режущая способность значительно ниже чем у абразивных зерен. Абразивный материал может быть любым из известных 2. Недостатком известного круга является то, что снижение доли режущих частиц в круге приводит к увеличению толщины стружки, срезаемой одним зерном и, следовательно, к повыщению износа круга и температуры процесса шлифования. Низкая режущая способность наполнителя приводит к увеличению доли работы трения и повышению температуры, что снижает производительность и качество обработки. Целью изобретения является повышение производительности и улучшение качества обработки инструментальных сталей. Поставленная цель достигается за счет того, что R абразивном инструменте, пористостью 36,5-46,5 об.%, содержащем абразивные зерна, керамическую связку и полые тонкостенные электрокорундовые сферические частицы, размер последних равен 0,45-0,65 величины абразивных зерен, а их количество составляет 0,5-0,54 количества абразивных зерен при содержании последних 30-37 об.%. Объемная доля сферических частиц и ее соотношение с объемной долей зерен, а также соотношение размеров сферических частиц п абразивных зерен, существенно 1 лияют па производительность и качество обработки. Применение сферических частиц указанных характеристик и в указанном процентном соотношении с количеством и размерами абразпвных зерен позволяет получить оптимальную укладку зерен и обеспечиваг необходимую пористость круга и равноiviepHOCTb его структуры. При этом между кяжды.ми двумя соседними зернами расположены две сферы, которые вскрывают в процессе работы круга и образуют пространство, в которое умеш.ается снимаемая зерном стружка. Стенки сферических частиц гладкие, и стружка под действием центробежной силы удаляется из сфер при выходе их из зоны обработки. Кроме того, при указанных соотношениях между зерном и сферически.ми частицами зерно имеет оптимальную жесткость закрепления за счет повышенной деформационной способности сфер. Связь между зернами, образованная с помощью сферических частиц обладает повышенной демпфирующей способностью и повышенной усталостной прочностью. Все эти факторы обеспечивают снижение износа круга в прооессе работы. Пониженное содержание абразивных зерен в круге и упорядоченное их расположение приводит к нивелированию толщин снимаемых ими стружек и снижению средней температуры процесса. Таким образом, предлагаемое строение шлифовального круга позволяет при достижении высокой пористости и незначительном снижении статической прочности увеличить удельный объемный съем и снизить температуру, возникающую в процессе щлифования. Пористость круга 36,5-46,5 об. % указывается без учета пор тонкостенных сферических частиц. На фиг. 1 изображено схематически строение высокопористого шлифовального круга с оптимальной структурой; на фиг. 2 кривь1е зависимости удельной работы шлифования и удельного съема высокопористым шлифовальным кругом от объемного содержания сферических частиц при объемном содержании абразивного зерна 33,6%; на фиг. 3 - кривые зависимости удельной работы щлифованкя и удельного съема от содержания абразивного зерна при содержании сферических частиц 16,3%; на фиг. 4 - кривые зависимости удельного съема и удельной работы щлифования от соотношения размеров абразивного зерна и сферических частиц. Пример 1. Высокопористый шлифовальный круг, содержащий, -/о от его объема: сферические частицы пористостью 85-90% диаметром 125 .lкм-15; абразивное зерно 24А зернистостью № 25Н - 33,6; связка К11 - 8,5, поры - 42,9. Пример, 2. Высокопористый шлифовальный круг, содержащий, /о от его объема: сферические частицы пористостью 85-90% диаметром 125 мкм - 16,3; абразивное зерно 24А25Н 33,6; связка КП - 8.5; поры 41,6. Структура такого круга схематически показана на фиг. 1. Зерна 1 соединяются посредством сферических частиц 2 и связки 3, причем между двумя соседними зернами раз.мещаются две сферические частицы. Такая укладка сфер и зерна является оптимальной.

Пример 3. Высокопористый шлифовальный круг, содержащий, % от его объема: сферические частицы пористостью 85-90% диаметром 125 мкм - 20; абразивное зерно 24А25Н - 33,6; связка КП - 8,5; поры - 37,9.

Пример 4. Высокопористый шлифовальный круг, содержащий, % от его объема: сферические частицы пористостью 85-90/о диаметром 125 мкм - 16,3; абразивное зерно 24А25Н - 30; связка КП - 8,5; поры - 45,2.

Пример 5. Высокопористый шлифовальный круг, содержащий, % от его объема: сферические частицы пористостью 85-90/. ди аметром 125 мкм - 16,3; абразивное зерно 24А25Н - 37; связка К И - 8,5; поры - 38,2.

Пример 6. Высокопористый шлифовальный круг, содержащий, % от его объема: сферические чистицы пористостью 85-90% диаметром 90 мкм - 16,3; абразивное зерно 24А 25Н - 33,6, связки КП - 8,5; поры - 41,6.

Пример 7. Высокопористый шлифовальный круг, содержащий, % от его объема: сферические частицы пористостью 85-90% диаметром 160 мкм - 16,3; абразивное зерно 24А25Н - 33,6; связка КП - 8,5; поры --41,6.

На фиг. 2 показано влияние состава круга по примерам 1-3 на удельную работу шлифования и удельный съем. Из графика видно, что у.меньшение объема сферических частиц Ксф ниже 15% (соотношение 0,5) приводит к снижению удельной работы шлифования, но за счет снижения удельного съема. Увеличение же содержания сферических частиц выше 20% (соотношение 0,54) приводит к резкому увеличению удельной работы шлифования и, как следствие, к повышению температуры процесса и незначительному снижению удельного съема.

Оптимальное содржание сферических частиц составляет 16,3°/о. При этом наблюдается максимум удельного съема при низком значении удельной работы шлифования. На фиг. 3 показано влияние состава круга по примерам 2,4 и 5 на удельную работу шлифования и удельный съем материала. Из графика видно, что аменьшение содержания абразивного зерна КзерДО 30% приводит к снижению удельного съема. При

увеличении содержания абразивного зерна до 37% незначительно снижается уде пьный съем, но резко увеличивается удельная работа шлифования. На фиг. 4 показано влияние соотношения размеров сферических частиц и абразивных зерен на удельный съем и удельную работу шлифования по примерам 2,6 и 7. Из графика видно, что при , 0,45 уменьшается удельный съем и увеличивается удельная работа шлифования, а при (,65 удельный съем

значительно уменьшается при незначительном снижении удельной работы шлифования. Таким образом, на примерах 1-7 показано, что содержание сферических частиц 16,3%, абразивного зерна 33,6/о и соотношения их размеров 0,5 при пористости

сферических частиц 85-90%, соответствующие кубической укладке сферы и зерен в круге, является оптимальным, при этом круг имеет наибольший удельный съем при низкой удельной работе шлифо&ания.

Применение высокопористого шлифовального круга при изготовлении и заточке инструментов из быстрорежущих сталей позволяет увеличить .минутный съем до 0,6

мин без снижения качества обрабатываемой поверхности, в то время как известные шлифовальные круги для этих же целей имеют минутный съем 0,03 . Кроме того, по сравнению с известным предлагаемый круг не нуждается в правке.

ШЛИФОВАЛБНБ1Й КРУГ, содержащий абразивные зерна, керамическую связку и тонкостенные элекпрокорундовые сферические частицы, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и качества обработки, величина сферических частиц равна 0,45-0,65 величины абразивны.х зерен, а их количество составляет 0,5-0,54 количества абразивных зерен нри содержании последних 30-37 CZ со о 00 го

%. %

Фиг.г

О

,

зер. %

,/wf

//A/3

0.5

0,115

0.65

фигЯ