Способ изготовления абразивного инструмента Советский патент 1986 года по МПК B24D18/00 

Изобретение относится к производству абразивного инструмента, изготавливаемого методом гальваностегии и применяемого для финишной обработки, т.е. инструмента, у которого абразивные зерна различной величины последовательно закреплены на рабочей части.

Целью изобретения является повышение производительности процесса изготовления инструмента с переменной по длине средней величиной зерна путем совмещения закрепления на корпусе зерен всех требуемых зернисто- стей.

Способ заключается в том, что осаждение связки при предварительном закреплении зерен вьтолняют по длине заготовки при переменной условной плотности тока, причем в каждом поперечном сечении заготовки пропускают ток с условной плотностью

120 К D,

гаке

п I

q

где i

-условная плотность тока. А/дм ;

-Наибольшая величина зерна, закрепляемого в данном сечении, мкм;

-коэффициент, выбираемый в пределах 0,1-0,2 в зависимости от плотности электролита и условий

его активации;

-плотность металла связки,

-число оборотов заготовки об/мин.;

-электрохимический эквивалент осаждаемого металла связки, г/А ч;

-катодный выход металла по току, %;

t, - доля времени, в течение

которого происходит электроосаждение.

На фиг. 1 показан один из вариан- тов выполнения способа; на фиг. 2 - другой вариант выполнения способа.

Способ поясняется на примере изготовления развертки, которая содержит рабочую часть с коническим заборным и цилиндрическим калибрующим участками. На поверхность рабочей части инструмента наносятся алмазные зерна

1

10

t5

35

504492

трр.х зернистостей. Ср(М1няя величина зерна в различ(тьгх поперечных сечениях инструмента различна и уменьшается от заборного участка к хвостовику инструмента.

Заготовка 1 инструмента помещается в г альваническую ванну в кожух- экран 2, выполненный из диэлектрика, В кожухе имеется щель 3 переменной в осевом направлении ширины, причем ширина щели пропорциональна максимальной величине зерна, закрепляемого в данном поперечном сечении. Щель выполняет функцию регулятора плотности тока.

Эквидистантно поверхности заготовки в ванне установлен анод 4.

При работе устройства в ванну заливают электролит и засыпают абразивные зерна различной величины. Электролит активируют, приводя зерна во взвешенное состояние, подключают анод 4 и заготовку к источнику постоянного тока и приводят во вращение заготовку. Кожух экранирует заготовку, при этом доля времени, в течение которого происходит электроосаждение в каждом из сечений заготовки, определяется отношением центрального уг- 30 ла cJ , опирающегося на щель, к половине оборота заготовки, т.е. 180, а условная плотность тока определяется соотношением

20

25

120 D

п 180

Для удержания зерна на корпусе инструмента толщина связки должна составлять 0,1-0,2 от диаметра зерна.

Выбор толщины связки в диапазоне 0,1-0,2 определяется плотностью электролита и интенсивностью его активации (взмучивания, вибрации и т.п.), необходимой для поддержания зерен во взвешенном состоянии. Таки образом, зерно данного диаметра может быть закреплено только в том случае, когда на заготовке за половину ее оборота будет осажден слой связки, толщина которого не менее 0,1-0,2 диаметра зерна.

Таким образом, в различных поперечных сечениях заготовки будут закрепляться зерна различной величины При этом максимальный диаметр зерна

31250/.

закрепляемого в данном сечении, определится уравнением

-

21600 К р п

где 1 - плотность тока, равная во всех сечениях вследствие эквидистантности анода и заготовки;

fV - центральный угол, опирающийся на щель в данном сечении кожуха.

Пример. На гладкий цилиндрический притир диаметром 25 мм и длиной рабочей части 120 мм наносили алмазный микропорошок, закрепляемый никелем методом гальваностегии. В гальваническую ванну засыпали алмазный порошок следующих зернистостер : АСМ 40/28, АСМ 28/20 и АСМ 20/14, средний размер зерна которого соответственно равен 34, 24 и 17 мкм. Условия нанесения покрытия: плотност тока 2 А/дм ; катодный выход металла по току 95%; коэффициент плотности и активации электролита 0,15; электрохимический эквивалент никеля 1,095 г/А ч; плотность никеля 8,9 г/см.

Заготовку помещали в кожух диаметром 30 и длиной 150 мм, выполненный из текстолита и имеющий продольную щель; нанесения покрытия выполняли при вращении заготовки притира со скоростью 0,025 об/мин.

Ширину щели в кожухе рассчитали в из условия закрепления зерен алмаза всех зернистостей на участке длиной 60 мм от переднего конца заготовки, зерен зернистостью 28/20 и 20/14 на втором участке длиной 44 мм, расположенном в средине длины заготовки, и только зерен АСМ 20/14 на третьем прилежащем к хвостовику участке заготовки длиной 16 мм.

Расчет центрального угла с , опирающегося на щель, выполнили по формуле

21600 Б„

р п

где D,

- максимальный размер зерна, закрепляемого в данном сечении, мкм;

-ко:)ф|;,ии11(-1гг, чляш .чглг,

от плот иости i.-i(, : ,1 ;

-плотность нико.пя, ;

-число оборотои притир,), об/мин;

-плотность TcxHojioi iiMi: ско-

го тока

А/Д

м

Так, для ка в начале ПЫ11 .угол

эле к тр охими ч е с к ни ;i к в и - валент , г/Л ч; катодныГ) выход металла по току, %,

второго, среднего, участ- и 13 конце его neiiTpa:ii 15

21600-0,15 34 8,9 0,025 2 1,095-95

20

21600 24 0,15 8,9-0,025

2 0,095 95

83

25

35

30

0

5

Ширина щели в начале и конце среднего участка соответственно равна: t 31 мм и с 22 мм.

После нанесения алмазно-никелевого покрытия с помощью описанного кожуха приведена оценка распределения алмазных зерен различной крупности по длине притира на микроскопе ММР-5. Анализ статистических данных свидетельствует о совпадении расчетного и экспериментального распределений зерен.

В другом варианте устройства (фиг. 2) осуществления способа стержневые аноды 5, 6, 7 установлены так, чтобы сумма их расстояний до данного сечения заготовки была обратно пропорциональна величине зерна, закрепляемого в данном поперечном сечении.

В гальванической ванне заготовка 1 установлена с возможностью вращения и включена в электрическую цепь как катод. Стержневые аноды 5, 6, 7 установлены неэквидистантно обрабатываемой поверхности. Анод 7 установлен от сечений Т, ТТ и Т на расстояниях (1), г (2), е (3).

Аналогично обозначены расстояния анодов 6 и 7 до этих же сечений.

Так как ток, проходящш 1 в каждом из сечений, обратно пропорционален расстоянию от этого сечения до анода, то в сечениях Т, IT и ТТТ заготовки будут протекать токи, определяемые отношениями:

ml

t, (1)

TTTT

L,(3)

где m - коэффициент пропорциональности.

Таким образом, в каждом из поперечных сечений заготовки будет протекать ток, условная плотность которого пропорциональна сумме величин, обратно пропорциональных расстояниям от этого сечения до анодов устройства. При работе такого устройства на

каждом из поперечных сечений заготовки закрепляется зерно, максимальньй размер которого обратно связан с расстояниями от этого сечения до анодов Способ позволяет увеличить производительность процесса изготовления инструмента за счет одновременного осаждения зерен всех зернистостей.

Формула изобретения

Способ изготовления абразивного инструмента на гальванической связке, 35 включающий осаждение из электролита

50Д496

на корпус инструмента абразивных зерен различной величины, совмещенное с их предварительным закреплением, и окончательное заращивание материалом 5 связки, отличающийся

тем, что, с целью повьщ1ения производительности процесса при изготовлении инструмента с абразивными зернами, распределенными вдоль корпуса по их величине, зерна различной величины осаждают одновременно, при этом плотность тока i для различных сечений корпуса при предварительном закреплении зерен выбирают из условия

10

1

120 К В„„,,

где К

Р

-коэффициент, выбираемьш

в зависимости от плотности и интенсивности активации электролита (К 0,1-0,2):

-наибольший размер зерна, закреппяемого в данном сечении, мкм; плотность металла связки,

число оборотов заготовки, об/мин;

электрохимический эквивалент осаждаемого металла

связки,

VA.4;

1 - катодный выход металла по току, %.

qjueZ

Способ изготовления инструмента для финишной обработки позволяет изготовить инструмент с абразивными зер нами различной зернистости, последовательно расположенными на рабочей части. Инструмент изготавливается методом гальваностегии, при этом при предварительном закреплении зерен в ванну помещают одновременно зерна всех зернистостей. Распределение зерен по поверхности заготовки осуществляется за счет различия в плотностях тока, проходящих через различные поперечные сечения заготовки. Плотность тока для каждого сечения выбирают из условия 1 120 к Б„ /п :, qi где i - условная плотность тока А/дм ; D - наибольшая величина зерна, закрепленного в данном сечении, мкм; К - коэффициент, выбираемый в пределах 0,1-0,2 в зависимости от плотности электролита и условий его активации; р- плотность металла связки, г/см ; п - число оборотов заготовки, об/мин; q - электрохимический эквивалент осаждаемого металла связки г/А.ч / - катодный выход металла по току, Z; i, - доля времени, в течение которого происходит электроосаждение. Различную плотность тока в различных сечениях заготовки можно создать щелью с переменным сечением в экране- диэлектрике, в который помещают заготовку, либо различным расстоянием анодов от поверхности катода-заготовки. с (О (Л ;о

Составитель H, Балашова Редактор Л, Лежиина Техред Л.Сердюкова Корректор С. Черни

4366/1-

Тираж 7ДО Подписное ВНИ11ПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

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