Способ изготовления абразивного инструмента Советский патент 1990 года по МПК B24D3/34 B24D17/00 

изобретение относится к производству алмазно-абразивного инструмента, предназначенного для финишной обработки стекла, керамики, кварца, корунда и других материалов, применяющихся в оптико-механической, приборостроительной и других областях.промышленности.

Цель изобретения - повышение производительности обработки и улучшение стабильности работы инструмента.

Способ изготовления инструмента заключается а том, что масса для алмазно-абразивного инструмента, содержащая абразив, органическое связующее и металический наполнитель содержащий металл отрицательным и металл с положительным ормальными электрохимическими потениалами, образующие гальванические паы, содержит компоненты при следующем оотношении, мас.%:

Абразив0,5-12

Металл с отрицательным нормальным электротехническим потенциалом50-70 Металл с положительным нормальным электротехническим потенциалом 20-40 Органическое связующее1-15 Компоненты массы дозируют и смешивают. Для дозирования компонентов предварительно изготавливают образцы из органического связующего и металлов наполнителя, испытывают их на истирание при трении об обрабатываемый материал и на коррозионную стойкость металла с отрицательным нормальным электрохимическим потенциалом, определяют величины износа образцов за счет трения и коррозии, и дозирование компонентов осуществляют согласно соотношениям:

MI ASi . Мз TSs;

- М2 AS2 +AS2 -Щ 5ST

где Ml, М2, Мз - навески образцов связующего и металлов с отрицательным и положительным электрохимическими потенциалами соответственно, г;

Л S2 - износ за счет коррозии образца из металла с отрицательным нормальным электрохимическим .потенциалом;

ASi, А S2, А5з - износ за счет трения образцов связующего и металлов с отрицательным и положительным электрохимическими потенциалами, мг/мин.

Масса сдержит в качестве металла с отрицательным нормальным электрохимическим потенциалом магний или алюминий, а в качестве металла с положительным элект- рохимическим потенциалом - медь.

Дозированные таким образом компоненты смешивают и из смеси формуют инструмент с последующей термообработкой.

При обработке неметаллических материалов, например стекла, инструментом из предложенной абразивной массы в качестве СОЖ используются вода и различные водные растворы. Таким образом, на рабочей поверхности инструмента присутствует вода, при диссоциации которой образуются

ионы Н, ОН , а также НСОз (за счет растворения в воде двуокиси углерода). Получается гальванический элемент, в котором отрицательным электродом служит металл с отрицательным нормальным электрохимическим потенциалом, а положительным - металл с положительным нормальным электрохимическим потенциалом. Ввиду того, что элемент замкнут, он работает непрерыв- 0 но: отрицательный электрод отдает свои ионы раствору, а избыточные электроны переходят к положительному электроду, у поверхности которого они разряжают ионы водорода.

5 Таким образом, металл с отрицательным нормальным электрохимическим потенциалом подвергается коррозии. Скорость электрохимических реакций (коррозии) пропорциональна плотности тока, 0 т.е. ЭДС гальванической пары, а последняя определяется разностью абсолютных электрохимических потенциалов металлов пары. Таким образом, для получения максимальной скорости коррозии рабочей поверхно- 5 сти инструмента в абразивной массе следует использовать металлы, стоящие в ряду напряжений (ряду Бекетова) слева и справа от водорода и максимально удаленные один- от другого.

30Из ряда напряжений следует, что любые

металлы, выбранные слева от водорода и справа от него, образуют гальваническую пару и металл с отрицательным нормальным электрохимическим потенциалом подверга- 35 ются коррозии. Насколько быстро будет металл корродировать и как будут соотноситься между собой механический 1 износ металла при трении об обрабатываемую поверхность и износ металла за счет 40 коррозии, зависит от количественного их содержания в массе и соотношения.

Выбор металлов и соблюдение соотношения между компонентами в массе для изготовления абразивного инструмента в 45 соответствии с величинами износа компонентов с учетом коррозии обеспечивает.самозатачивание инструмента в процессе обработки, позволяет осуществлять съем материала с обрабатываемой поверхности с 50 высокой производительностью и стабильно- ,тью. Стабильность работы устраняет необходимость правки инструмента (вскрытие засаленного слоя), за счет чего износостойкость инструмента также возрастает, 55П р и м е р 1. Готовят инструмент для

тонкого шлифования стекла, В качестве абразива используют алмазы АСИ зернистостью 14/10, в качестве наполнителя - магний и медь, в качестве связующего пуль- вербакелит.

Массу для алмазного инструмента приготавливают следующим образом. Изготавливают образцы ф 42 мм из пульвербакелита, ; магния и меди и испытывают их на истирание при трении о поверхность стекла марки К8 (образец ф 60 мм), обработанную инструментом с зернистостью алмазов 14/10. Испытания на истирание проводят на станке 2ШП-200М при частоте вращения образца стекла К8 200 об/мин, усилии прижима 70 Н. Образец из магния испытывают на коррозионную стойкость при помещении в емкость, заполненную применяемой для обработки стекла СОЖ (водный раствор глицерина) с помещенным в нее медным образцом (элект- родом).

Определяют величины износа: ASi (пульвербакелит) 1,2 мг/мин; А $2 (магний) 13мг/мин; Д5з(медь) 6,3 мг/мин: Д52 0,45 мг/мин.

Дозирование компонентов осуществляг ют согласно соотношениям:

Мз(медь)

М2(магний) о 1ор. Мз(медь)

т.е. безабразивную массу составляют из на- весок меди (30,1%), пульвербакелита (5,71%) и магния (64,26%), смешивают с алмазами и перемешивают в барабане, установленном п магнитном поле, с помощью ферромагнитных и немагнитных тел.

Алмазный инструмент готовят в виде таблеток 010x5 мм, которые наклеивают на планшайбу 0 60 мм в количестве 12 штук. Инструмент испытывают при шлифовании плоских поверхностей оптических деталей

ф 36 мм из стекла К8 на станке 2ШП-200 М при следующих режимах: частота вращения инструмента 200 об/мин, усилие прижима 120 Н, длина штриха - 25 мм, несимметрия штриха 2 мм, смещение штриха 10 мм, время шлифо- вания 1 мин.

Результаты испытаний представлены в табл. 1.

П р и м е.р 2. Готовят инструмент для тонкого шлифования стекла. В качестве аб- разива используют алмазы АСЫ зернистостью 20/14, а 3 качестве наполнителя - алюминий и медь, в качестве связующего - пульвербакелит. Массу для алмазного инструмента приготавливают по примеру 1. Из- готавливают образцы из пульвербакелита, алюминия и меди, испытывают их на истирание и коррозионную стойкость. Определяют величины износа:

А Si (пульвербакелит) 1,2 мг/мин AS2 (алюминий) 12.7 мг/мин; А 5з (медь 6,3 мг/мин; А 52 0.03 мг/мин.

Дозирование компонентов осуществляют согласно соотношения|« :

М1(ПБ) Мз(медь) .

М2(алюминий) „ rto Мз(медь)

т.е. безабразивную массу составляют из навесок меди (31,2%), пульвербакелита (5,9%) и алюминия (62,9%),

Алмазный инструмент готовят и испытывают по примеру 1. Результаты испытаний приведены в табл, 2.

Приготовление массы согласно предложенному способу позволяет для каждого конкретного случая обработки обеспечить наиболее аффективную работоспособность инструмента за счет оптимального соотношения компонентов массы.

Формула изобретения

Способ изготовления абразивного инструмента, при котором дозируют компоненты массы, включающей органическое связующее, абразив, металл с положительным нормальным злектрохимическим потенциалом - медь и металл с отрицательным нормальным электрохимическим потенциалом, смешивают их и формуют инструмент с последующей термообработкой, отличающийся тем, что, с целью улучшения стабильности работы инструмента и производительности обработки дозирования, готовят образцы отдельно из связующего и металлов, определяют величину износа образцов при их истирании об обрабатываемый материал и дополнительно величину коррозии образца из метала с отрицательным нор- мадьным злектрохимическим потенциалом и дозируют компоненты согласно соотношениям

fvh ASi Мз АЗз

М2 AS2 +Д32

Мз5S1

где MI - навеска образца из связующего, г:

М2 - навеска образца из металла с отрицательным нормальным злектрохимическим потенциалом, г;

Мз - навеска образца из металла с положительным нормальным электрохимическим потенциалом, г;.

ASi - износ за счет трения образца из связующего, мг/мин;

AS2 - износ за счет трения образца из металла с отрицательным, нормальным электрохимическим потенциалом, мг/мин:

Д S3 - износ за счет трения образца из металла с положительным нормальным электрохимическим потенциалом, мг/мин:

А 82 - износ за счет коррозии образца из металла с отрицательным нормальным электрохимическим потенциалом, мг/мин.

при этом в качестве металла с отрицательным нормальным электрохимическим потенциалом выбирают металл из группы: магний, алюминий при следующем соотно- 5 шении компонентов массы, масс.%:

Абразив0,5-12,0

Металл с отрицательным нормальным электрохими10 ческим потенциалом50-70

Металл с положительным нормальным электрохимическим потенциалом20-40 Органическое связующее.1-15

15

Изобретение относится к производству алмазно-абразивного инструмента, предназначенного для финишной обработки стекла, керамики, кварца, корунда и других материалов, применяющихся в оптико-механической, приборостроительной и других областях промышленности. Цель изобретения - повышение производительности обработки и улучшение стабильности работы инструмента за счет коррозии металла в алмазоносном слое. Для изготовления инструмента берут массу, содержащую органическое связующее и металлический наполнитель, включающий металл с отрицательным и металл с положительным нормальными электрохимическими потенциалами, образующие гальванические пары, при следующем соотношении компонентов (мас.%): органическое связующее - 1-15, металл с отрицательным нормальным электрохимическим потенциалом 50-70, металл с положительным нормальным электрохимическим потенциалом 20-40, абразив 0,5-12. Из компонентов изготавливают образцы отдельно из органического связующего и металлов наполнителя, испытывают их на истирание при трении об обрабатываемый материал и на коррозионную стойкость металла с отрицательным нормальным электрохимическим потенциалом, определяют величины износа образцов за счет трения и коррозии и осуществляют дозирование компонентов согласно соотношениям M₁:M₃=ΔS₁:ΔS₃

M₂:M₃=ΔS₂+ΔS₂, где M₁, M₂, M₃ - навески для образцов связующего, металлов с отрицательным и положительным электрохимическими потенциалами соответственно, ΔS₁, ΔS₂, ΔS₃ - износ за счет трения образцов связующего, металлов с отрицательным и положительным электрохимическими потенциалами соответственно

ΔS₂ - износ за счет коррозии образца металла с отрицательным электрохимическим потенциалом. Затем компоненты массы смешивают и формируют инструмент с последующей термообработкой. 2 табл.

Отношение производительности съема материала при обработке 10-й детали к производительности съема материала 1-й детали.

20

Таблица 1

Таблица 2