Способ изготовления абразивного инструмента Советский патент 1987 года по МПК B24D18/00 

Изобретение относи тся к производству абразивного инструмента на органической связке, ареимупдественно из эноксиполиуретано- вых смол, и может быть использовано, на машиностроительных заводах при изготовлении шлифовальных головок, шлифовальных брусков и другого мелкого эластичного абразивного инструмента, используемого при доводке штампов и пресс-форм.

Цель изобретения - повышение производительности за счет исключения последующей механической обработки вырубленного инструмента.

Предлагаемый способ изготовления абразивного инструмента включает обработку абразивного зерна раствором клеяш,его вещества, смешивание его с эластичной связкой и наполнителями, формообразование заготовки, термообработку и вырубку. Перед вырубкой заготовку нагревают до температуры размягчения эластичной связки и вырубают инструмент нужного профиля, не требующий дальнейшей обработки. В качестве эластичной связки применяются смолы на по- лиуретаиовой и эпоксиполиуретановой основе.

Размягчение эластичной связки происходит при нагреве ее до температуры теплостойкости. Известно, что теплостойкость полимеров определяется их способностью при повышенных температурах сохранять твердость, необходимую для работоспособности изготовленных из них изделий. Потери твердости или размягчение материала связано с разрушением лабильных физических связей, способных восстанавливаться при понижении температуры. Температура, при которой наступает размягчение материала, зависит от свойств самого материала и от при-, ложенной нагрузки. На практике теплостойкость характеризуют температурой, при которой в образце под действием заданной нагрузки развивается заданная деформация. При достижении температуры теплостойкости целостность материала сохраняется, в отличие от температуры термостойкости, при которой разрушаются химические связи и идет термодеструкция материала.

Температура теплостойкости является оптимальной для вырубки инструмента, так как размягченная эластичная связка легко поддается вынужденно эластичной деформации. При нагреве заготовки до более низкой температуры возможно хрупкое разрушение ее при вырубке. При нагреве до температуры выше температуры теплостойкости возможна термодеструкция материала, ухудшающая прочностные свойства абразивного инструмента.

В процессе вырубки инструмента из размягченной абразивной заготовки слой связки оттесняется от поверхности вырубного приспособления вглубь вырубаемого инструмента, уплотняется в теле инструмента и высвобождает абразивные зерна, находящиеся

на рабочей поверхности. В результате получается инструмент с активной рабочей поверхностью, имеющий точные размеры и не требующий дополнительной механической обработки.

Вырубка инструмента из уже отвержден- ,ной заготовки, набравшей заданные физико-механические свойства, обеспечивает однородность характеристик инструмента по

всему объему, отсутствие неконтролируемых изменений поверхности инструмента, возникающих при его термообработке вне пресс- формы.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет, и.мея комплект отвержденных заго5 товок разной толщины, получать нужное количество абразивного инструмента требуемого профиля непосредственно в месте его использования.

Пример I. Предлагаемым способом изготавливают шлифовальный круг формы ПП

размерами D 40 мм, Н 10 мм, d 8 мм, с зернистостью 25/8, применяемый для обработки штампов горячей щтамповки. После обработки этим инструментом получают высоту микронеровностей 0,63-0,32 мк.

5 Смесь абразивных зерен карбида кремния черного № 25 и Х 8 в соотногнении 4:1 смачивается 10%-ным раствором эпокси- новолачной СМОЛЬ в ацетоне. После удаления растворителя абразив, обработанный клеящим веществом, смешивают при 80°С с

0 жидкой эпоксиполиуретановой связкой и наполнителем - дисульфидом молибдена. Соотношение абразива и связки составляет 4:1. Полученную абразивную массу выкладывают в плоскую, пресс-форму высотой 10 мм и термообрабатывают до Полного

5 отверждения в течение 24 ч при 120°С.

Ранее опытным путем определили, что при нагрузке 0,5 кг/см (усилие штамповки инструмента ) температура теплостойкости эпок- сиполиуретана составляет 140°С. Поэтому от вержденную заготовку помещают в термошкаф, нагретый до 140°С, выдерживают в течение 10-15 мин до достижения ею 140°С и из нее щтампом с D 40 мм и d 8 мм вырубают нужное количество кругов формы ПП, готовых к употреблению. На вырубку одного

5 круга затрачивают 25-30 с.

Пример 2. Предлагаемым способом изго-. тавливают -шлифовальную головку ГЦ с размерами D 6 мм, Н 10 мм, зернистостью 8/М40, применяемую для обработки пресс-форм из инструментальной ста0 л,и до высоты микронеровностей 0,08- 0,04 мк.

Смесь абразивных зерен карбида кремния черного № 8 и М40 в соотношении 4:1 смачивают 10%-ным раствором эпокси- новолачной смолы в ацетоне. После удаления

растворителя абразив, обработанный клеящим веществом, смешивают при 100°С с жидкой связкой из полиуретана СКУ-НЛ и наполнителями - дисульфидом молиб0

дена, аэросилом и двуокисью титана. Соотношение абразива и связующего составляет 4:1. Полученную абразивную массу выкладывают в плоскую нресс-форму высотой 10 м.м и термообрабатывают до нол- ного отверждения при 100° в течение 24 ч. Ранее онытным путем определили, что при нагрузке 0,5 кг/cм температура теплостойкости полиуретана СКУ-НЛ составляет 160°С. Поэтому отвержденную заготовку помешают в термоп1каф, нагретый до 160°С, выдерживают 10-15 мин до достижения ею заданной температуры 160°С и затем штампом с D 6 мм из нее вырубают нужное количество головок ГЦ, готовых к употреблению.

Отходы заготовок также могут быть использованы для получения более мелкого инструмента, напри.мер шлифовальных брусков.

Пример 3 (известный) .Известным способом изготавливают шлифовальный круг формы ПП размерами D 40 мм, Н 10 мм, d 8 мм, с зернистостью 25/8, применяемый для чистовой обработки стальных и,,;елий.

Смесь абразивных зерен карбида кремния черного № 25 и № 8 в cooTHouie- нии 4:1 смачивают 10%-ным раствором идитола в этиловом спирте. После удаления растворителя абразив, обработанный идито- лом, смешивают на вальцах с вулканито- вой связкой и наполнителями - мелкодисперсным аэросилом и окисью цинка. Смешивание заключается в многократно.м пропускании массы в зазор между валками,

врашаюшимися с различной частотой. Цикл с.мешивания длится 20 мин.

Готовую абразивную массу прокатывают на вальцах (листуют) до толщины 10 мм и вырубают из нее заготовки диаметром 40 мм. Отформованные и вырубленные заготовк вулканизируют в электрической низкотемпературной нечи (вулканизаторе). После вулканизации круги подвергают механической

обработке алмазными зенкерами и шлифовальными кругами. Круги обрабатывают по наружной поверхности и посадочному отверстию. Время механической обработки 7-10 мм.

Как видно из приведенных примеров, в

предлагаемом способе отсутствует операция механической обработки абразивного инструмента, требующая значительных трудозатрат и расхода дорогостоящего алмазного ин стру- мента, применяемого для правки абразивного инструмента.

5

0

Формула изобретения

Способ изготовления абразивного инструмента, включающий приготовление абразивной смеси на основе эластичной связки, формообразование, вырубку и термообработку заготовки, отличающийся тем, что, с целью новыщения производительности, в качестве эластичной связки берут смолу на полиуретавовой основе, а термообработку заготовки производят после ее формообразования, при этом перед вырубкой заготовку дополнительно нагревают до температуры размягчения эластичной связки.

Изобретение относится к производству абразивного инструмента на органической связке преимуш,ественно из эпоксиполиурета- новых и полиуретановых смол и позволяет повысить производительность способа. Для этого при осуществлении способа изготовления абразивного инструмента, включающего обработку абразивного зерна раствором клеящего вещества, смешивание его с эластичной связкой и наполнителями, формование заготовки, ее вырубку и термообработку, термообработанную заготовку нагревают до температуры размягчения эластичной связки и из горячей заготовки вырубают инструмент нужного профиля, не требующий дальнейшей механической обработ- g ки, а в качестве эластичной связки берут смолу на полиуретановой основе. (Л оо о со