Способ изготовления абразивного инструмента Советский патент 1988 года по МПК B24D18/00 

Изобретение относится к технологии оптического производства и може быть использованоS в частности, при изготовлении абразивного инструмент на органической связке на основе эпоксидной,смолы для обработки оптических деталей. I

Целью изобретения является по- вьшение производительности и раз-мерной стойкости инструмента при обработке стеклянных оптических деталей.

Согласно предлагаемому способу на корпус инструмента наносят и закрепляют сплошной абразивньй слой и абразивной массы на органической связке на основе эпоксидной смолыр отверждаемой полиэтиленполиамином,, причем отвердитель эпоксидной смоль: полиэтиленполиамин в состав абразивной массы вводят дифференцированно по зонам абразивного слоя,

В абразивных инструментах на эпосидной связке пик технологических

свойств наблюдается при введении в абразивную массу 10-11 . отверди- ; теля эпоксидной смолы - полиэтилен- полиамина на 100 в.чс эпоксидной смолы. В этом случае при использовании абразивных инструментов цдя обработки оптических деталей наблюдается их наибольший износ (удельный расход алмаза, в частности) Введение в состав абразивной массы большего или меньшего количества полиэтиленполи- . амина по отношению к эпоксидной смо- i ле приводит к снижению износа (удель- I ного расхода алмаза) абразивных ин- { струментов..

Различная износостойкость у ин- 1 струментов с различным содержанием полиэтиленполиамина по отношению к эпоксидной смоле объясняется следующим. При увеличении содержания от- вердителя от 4 до 10 в.ч„ на 100 Б.Ч эпоксидной смолы частота сшивки эпоксидных молекул возрастаетэ повьшшют- ся микротвердость и хрупкость, вдавливание в связку абразивных зерен уменьшается. Увеличение хрупкости связки сни:«ает ее . износостойкость и повьшает расход алмаза. Введение же в состав абразивной массы более 10 в.ч. полиэтиленполиамина на 100 Б.ч. эпоксидной смолы приводит к тому, что полиэтиленполиамин не ; полностью вступавт в реакцию с эпок- i сидной смолой, а непрореагировавшая;

его часть является пластификатором абразивной массы (композиции) и, таким образом повьшается пластичность связки, в результате чего повьшается

0

5

0

5

0

5

5

ее износостойкость и снижается удельный расход алмаз а;. При уменьшении содержания отвердителя от 10 в.ч. до 4 Б.ч. на 100 в,ч. эпоксидной смолы частота сшивки эпоксидных молекул сокращается, снижается микротвердость и хрупкость вдавливания в связку абразивных зерен увеличивается, в результате чего абразивные зерна меньше вырываются из связки. Снижение хрупкости связки повьшает ее износостойкость и снижает расход алмаза. Это явление (изменение износостойкости в зависимости от количества полиэтиленполиамина по отношению к эпоксидной смоле) используется при изготовлении абразивного инструмента, У которого по условиям эксплуатации для стабильного формообразования при обработке оптических деталей необходимо обеспечить различную износостойкость зон рабочей поверхности.

При обработке блоков вогнутых

0 оптических деталей, близких к полусфере, и при нижнем положении инструмента, например, для стабильного формообразования и исключения правок инструмента необходимо, чтобы крае5 вые зоны инструмента обладали большей износостойкостью по сравнению с цент- ральнь1ми. Иными словами, необходимо обеспечить, чтобы центральная зона инструмента изнашивалась больше (быст0 рее) по сравнению с краевыми. При этом необходимо, чтобы износ зон рабочей поверхности плавно уменьшался от его центра к краю, т.е. чтобы из- носостойкость зон рабочей поверхности инструмента увеличивалась от центра к периферии инструмента. Для реше- НИН этой задачи приемлемы два способа.

1. Количество полиэтиленполиамина, вводимого в состав абразивной массы, изменяют в пределах от 4 в.ч. до 10 . на 100 в.ч. эпоксидной смолы и распределяют его по зонам рабочей поверхности инструмента так, чтобы в зонах с необходимым большим износом содержалось большее количество поли- зтиленполиамина (изменяя количество полизтиленполиамина от 10 в.ч. на 100 в,ч. эпоксидной смолы в центре

3

Б.ч.

на его периинструмента до 4 ферии).

2. Количество полиэтиленполиамина, вводимого в состав абразивной массы, изменяют в пределах от 10 до 15 в.ч. на 100 в.ч. эпоксидной смолы и распределяют его по зонам рабочей поверхности инструмента так, чтобы в зонах с необходимьш большим износом содер- ю жалось меньшее количество полиэтилен- полиамина (изменяя количество поли- этиленполиамина от 10 в.ч. на 100 в.ч. эпоксидной смолы в центре инструмента

1437

до 4 в.ч. на его периферии).

Для других видов инструментов и спосЬбов обработки для стабильного формообразования необходимы другие зависимости износа рабочей поверхности инструментов.

Как указывалось вьш1е, наибольший износ (наименьшую износостойкость) имеют алмазные инструменты, в состав абразивной массы которых вводят .10- 11 в,ч. полиэтиленполиамина на 100 Б.ч. эпоксидной смолы. Следовательно, зоны рабочей поверхности ин- струмента с таким содержанием отвёр- дителя по отношению к эпоксидной ,смоле будут иметь меньший износ. Поэтому за базу сравнения принят износ зоны рабочей поверхности инструмента (как функция удельного расхода алмаза в этой зоне), в которой в состав абразивной массы введено 10 в.ч. полиэтиленполиамина на 100 в.ч. эпоксидной смолы. Зная износ зоны рабочей поверхности инструмента (удельный расход алмаза в зоне инструмента с содержанием 10 в.ч. полиэтиленполиамина на лы

100 в.ч. эпоксидной смо- , определяют износ (удельный расход алмаза) с содержанием с в.ч. полиэтиленполиамина на 100 в.ч. эпоксидной

Коэффициент а и вьфажение в це лом получены эмпирически путем ма 35 матической обработки методом наим ших квадратов приведенных в табл результатов сравнительных испытан абразивных инструментов с различн содержанием отвердителя эпоксидно смолы - полиэтиленполиамина, где относительный износ инструментов ражен как удельный расход алмаза (кар/дм).

Когда ,01 при одном и том

50

смолы. Вьфажение a(c-b)+l опреде- 45 значении величины с, фактический ляет отношение износа в зоне рабочей поверхности инструмента (удельного расхода алмаза) с содержанием с в.ч. полиэтиленполиамина к износу (удельному расходу алмаза) в зоне рабочей поверхности инструмента с содержанием 10 в.ч. полиэтиленполиамина на 100 Б.ч. эпоксидной смолы. Зная его, из выражения а(с-Ь) +1 легко определить значение величины с-количест-. ва полиэтиленполиамина на 100 Б.Ч. эпоксидной смолы, которое необходимо ввести в состав абразивной массы для любой зоны рабочей поверхности инстизнос зоны рабочей поверхности и румента с с в.ч. полиэтиленполиам на 100 в.ч. эпоксидной смолы буд ниже расчетного.

Когда ,03 при одном и том I значении величины с, фактический износ зоны рабочей поверхности и струмента с с в.ч. полиэтиленпол на на 100 Б.ч. эпоксидной смолы 55 Bbmie расчетного.

Преобразуя выражение ( -Ь)+1, определяем величину с личество полиэтиленполиамина на 100 в.ч эпоксидной смолы, котор

05

румента, чтобы обеспечить последнему необходимый износ рабочей поверхности в целом, что, в свою очередь, обеспечивает стабильность формообразования при обработке оптических деталей.

В выражении

,o Га(с-10)-И приняты следующие обозначения:

и - относительный износ (удель- ньш расход алмаза) зоны рабочей поверхности инструмента с содержанием с в.ч. полиэтиленполиамина на 100 в.ч. эпоксидной смолы;

и,л - относительньй износ (удельный расход алмаза) зоны рабочей поверхности инструмента с содержанием 10 в.ч. полиэтиленполиамина на 100 в.ч. эпоксидной смолы (с минимальной износостойкостью);

с - количество полизтиленполи- амина, вводимого в состав абразивной массы на 100 в.ч, эпоксидной .смолы;

количество полиэтиленполиамина на 100 в.ч. эпоксидной смолы, при котором зона рабочей поверхности инструмента имеет максимальный износ (удельный расход алмаза);

а(0,01-0,02) - коэффициент корреляции.

Коэффициент а и вьфажение в целом получены эмпирически путем мате- матической обработки методом наименьших квадратов приведенных в таблице результатов сравнительных испытаний абразивных инструментов с различным содержанием отвердителя эпоксидной смолы - полиэтиленполиамина, где относительный износ инструментов выражен как удельный расход алмаза (кар/дм).

Когда ,01 при одном и том же

значении величины с, фактический

50

45 значении величины с, фактический

износ зоны рабочей поверхности инструмента с с в.ч. полиэтиленполиамина на 100 в.ч. эпоксидной смолы будет ниже расчетного.

Когда ,03 при одном и том же I значении величины с, фактический износ зоны рабочей поверхности инструмента с с в.ч. полиэтиленполиамина на 100 Б.ч. эпоксидной смолы буде 55 Bbmie расчетного.

Преобразуя выражение ((c- -Ь)+1, определяем величину с ко- личество полиэтиленполиамина на 100 в.ч эпоксидной смолы, которое

51 АЗ

необходимо ввести в состав абразивной массы в зоне рабочей поверхности инструмента, чтобы обеспечить данной зоне необходимый износ (необходимую износостойкость) по отношению к зоне., в которую вводят 10 в.ч, полиэтилен- полиамина на 100 в.ч. эпоксидной . смолы:

.Щ-„.

Где - количество полиэтиленполи- амина на 100 в.ч. эпоксидной смолы, при котором 30Корпус инструмента выбирают из

комических соображений.

Изготовление абразивного инструмента по предлагаемому способу осуществляют следующим образом.

Вначале перемешивают все компоненты, входящие в состав абразивной массы., кроме полиэтиленполиаминаэ который в абразивную массу вводят в последнюю очередь. Затем в состав абразивной массы вводят полиэтилен- полкамин в MHHHMSJibHOM его соотноше

Изобретение относится к технологии оптического производства и может быть использовано, в частности, при изготовлении абразивного инструмента на органической связке на основе эпоксидной смолы для обработки оптических деталей. Целью изобретения является повьшение производительности я размерной стойкости инструмента при обработке оптических деталей. Для этого на корпус инструмента наносят слой абразива и связки. В качестве связки берут эпоксидную смолу. Зонам рабочей поверхности обеспечивают различную износостойкость. Для обеспечения различной износостойкости зон рабочей поверхности инструмента количество полиэтиленполианина, вводимого в состав абразивной массы по зонам рабочей поверхности инстру- мента, изменяют в предедах 4-15 мае.ч. на 100 мае.ч. эпоксидной смолы. Для по- вьппения износостойкости рабочей поверх- ности инструмента от его центра к периферии в центральной зоне вводят 10 мае.ч. полиэтиленполиамина на 100 мае.ч. эпоксидной емолы, плавно уменьшая его количеетво до 4 мае.ч. пли плавно увеличивая до 15 мае.ч. на периферии. Для повьппения изноеостой- кости рабочей поверхности инструмента от его периферии к центру на периферии вводят 10 мае.ч. полиэтиленполиамина на 10 мае.ч. эпокеидной емолы, плавно, уменьшая его количеетво до 4 мае.ч. или плавно увеличивая до 15 мае.ч. в центре. Количество массовых частей полиэтиленполиамина на 100 мае.ч. эпокеидной смолы, вводимого по зонам рабочей поверхности инструмента, определяют из математического еоотношения. 2 з.п. ф-лы. i (Л 4 со го

и,на рабочей поверхности ин- |5 . отношению к эпоксидной смоле; струменга имеет максималь- ньий износ - удельньй расход алмаза (наименьшую износостойкость) . относительный износ (удель 20 Р обеспечении стабильности формонолучеяную массу перемешивают и необ ходимое количество абразивной массы наносят на корпус инструмента в зоне где по условиям износа инструмента

ный расход алмаза) зоны рабочей поверкности инструмента с содержанием с в.Чс полиэтиленполиамина на

образования при обработке оптических деталей необходима абразивная масса с минимальньм содержанием полиэтилен полиамина по отношению к эпоксидной смоле. Затем последовательно в абразивную массу дополнительно вводят полиэтиленполиамин,. массу перемешива ют и наносят на корпус инструмента.

100

и

в.ч. эпоксидной смолыд

JP - относительный износ (удельный расход алмаза) зоны рабочей поверхности инструмента с содержанием 10 в.ч. полиэтиленполиамина на 100 в.ч. эпоксидной смолы;

(0,01-0j02) - коэффициент корреляции,

Принимая для расчета величины с из данного выражения a -OjOl, получаем такое значение с в.ч. полиэтиленполиамина на 100 в„ч, эпоксидной смолы, ведение которого в состав абразивно фассы обеспечит зоне рабочей поверхности инструмента меньгаий износ (большую износостойкость) по сравнению с необходимой; принимая a -OjO:, получаем такое значение с ВоЧ„ полиэтиленполиамина на 100 в.ч, эпоксидной смолы, введение которого в соста абразивной массы обеспечит в зоне рабочей поверхности инструмента больший износ (меньшую износостойкость) по сравнению с необходимой.

Пример. В состав абразивной массы, кроме эпоксидной смолы, полиэтиленполиамина и абразивного материала, могут входить органические к минеральные наполнители, порообразо- ватель, поверхностно-активные вещества.

. отношению к эпоксидной смоле; Р обеспечении стабильности формонолучеяную массу перемешивают и необходимое количество абразивной массы наносят на корпус инструмента в зоне, где по условиям износа инструмента

5

0

0

5

образования при обработке оптических деталей необходима абразивная масса с минимальньм содержанием полиэтилен- полиамина по отношению к эпоксидной смоле. Затем последовательно в абразивную массу дополнительно вводят полиэтиленполиамин,. массу перемешивают и наносят на корпус инструмента.

Износ абразивного, слоя инструмента в зависимости от количества полиэтиленполиамина по отношению к эпок- сидной смоле определяют из выражения

,e ta(c-b).

Было изготовлено шесть образдов плоских абразивосодержащих инстр мен- тов на органической связке на основе эпоксидной смолы, в состав абразивной массы которых вводили, в.ч,:

Алмазный порошок

АС2 80/631

Полирйт50

Аммоний фосфорнокисЛс

двузам,120

Электрокорунд 2,5

Полистирол40

Полиэтилен20

МетилфениДон6

Эпоксидная смола 100

Полиэтиленполиамин 4

Эпоксидная смола отверждалась 4; 5; 8| 12 и 15 Б.Ч. полиэтршенполиами- ка на 100 в.ч. эпоксидной смолы.

Образцы плоских абразивньпс шлифовальных инстр 1ентов с различным содержанием полиэтиленполиамина были испь таны в лабораторных условиях при шлифований образцов стекла К 8 на испытательном стенде при давлении 0,5 кг/см 5 окружной скорости 10

20

15 м/с. В качестве смазочно-охлаждаю- щей жидкости использовался 30%-ный водный раствор глицерина. При испь;- тании каждого образца абразивного :инструмента бьшо обработано по 90 образцов стекла. Величина снимаемого припуска - 0,12 мм на каждом образце стекла поддерживалась с помощью прибора активного контроля БВ-4111. При испытании каждого состава абразивного инструмента было обработано по 90 образцов стекла, после чего был определен относительный, удельный расход алмаза, износ каждого образца абразивного инструмента как отношение объема сработанной (изношенной) части инструмента к объему сошлифованно- го этим же инструментом стекла на 90 образцах.

Относительныйд износ алмазных инструментов на органической связке на основе эпоксидной смолы, отверж- денной различным количеством поли- этиленполиамина, следующий:

Содержание поли- Относительный из- этиленполиамина, нос инструмента

в. ч.

40,502

61,002

81,318

101,45

121,344

150,96

Таким образом, при изменении в составе абразивной массы на органической связке на основе эпоксидной смолы, от-верждаемой полиэтиленполиамином, количества полиэтиленполиамина на единицу массы смолы относительный износ инструмента можно изменять в 2,9 раза. Следовательно, применяя дифференциальное введение отвердите- ля эпоксидной смолы - полиэтиленполиамина в состав связки абразивного ин- 45 струмента на органической связке на основе эпоксидной смолы по зонам рабочей поверхности инструмента, достигают различного износа зон рабочей поверхности инструмента. Образуя на инструменте необходимое количество

зон рабочей поверхности с опре ным износом, достигают требуем кона износа абразивного слоя и мента по сравнению с прототипо ведет к повьшению стабильности образования в процессе обработ струментом оптических деталей, зультате чего отпадает необход правки инструмента. Нанесение пус инструмента сплошного без лений абразивного слоя приводи сравнению с прототипом, к повы производительности обработки о 15 ких деталей инструментом, изго ным по предлагаемому способу.

Формула изобрете

30

35

40

50

вводимого полизтиленполиамина няют в пределах от 4 в.ч. до 1 на 100 в.ч. эпоксидной смолы.

Редактор М.Циткина

плавно увеличивают до 15 в.ч. Составитель Л.Сергеева Техред А.Кравчук Корректор А.Обручар

зон рабочей поверхности с определенным износом, достигают требуемого закона износа абразивного слоя инструмента по сравнению с прототипом, что ведет к повьшению стабильности формообразования в процессе обработки инструментом оптических деталей, в результате чего отпадает необходимость правки инструмента. Нанесение на корпус инструмента сплошного без ослаблений абразивного слоя приводит, по сравнению с прототипом, к повышению производительности обработки оптичес- ких деталей инструментом, изготовленным по предлагаемому способу.

Формула изобретения

вводимого полизтиленполиамина изменяют в пределах от 4 в.ч. до 15 в.ч. на 100 в.ч. эпоксидной смолы.

плавно увеличивают до 15 в.ч. ва Корректор А.Обручар