Масса для изготовления абразивного инструмента Советский патент 1991 года по МПК B24D3/28 

т

с

Изобретение относится к производству абразивного инструмента. Цель изобретения - повышение стойкости инструмента при обеспечении заданных геометрических параметров детали при обработке преимущественно на станках-автоматах. Масса для изготовления абразивного инструмента содержит (мас.%) абразив 44,0 - 68,0, графит порошкообразный 18,0 - 26,0, связку бакелитовую порошкообразную 8,5 - 31,0 и в качестве увлажнителя смесь 2,5 - 4,0 фурфурола с 1,0 - 4,5 политерпенами. 2 табл.

Изобретение относится к технологии изготовления абразивного инструмента на бакелитовой связке и может быть использовано предпочтительно при производстве полировального инструмента с графитовым наполнителем.

Целью технического решения является разработка массы для изготовления полировального инструмента высокой стойкости, обеспечивающего получение заданных геометрических параметров детали, при отсутствии прижогов на обработанной поверхности.

Масса для изготовления абразивного инструмента содержит абразив, графит порошкообразный, бакелитовую связку и увлажнитель, в качестве которого она содержит смесь фурфурола с политерпенами при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Шлифматериал44,0-68,0

Графит порошке- .

образный18,0-26,0

Связка бакелитовая порошкообразная8,5-31,0

Фурфурол2,5-4,0

Политерпены1,0-4,5

Отличительным признаком предлагаемой абразивной массы является использование политерпенов в составе увлажнителя в смеси с фурфуролом.

Политерпены применяются в массе в качестве увлажнителя графита, фурфурол преимущественно увлажняет шлифовальный материал. Слой фурфурола на поверхности абразивного зерна смачивает и частично растворяет порошкообразную бакелитовую связку, связывая ее с зерном, что является непременным условием однородности состава формовочной массы.

Политерпены - маслообразные продукты полимеризации терпеновых углеводородов. Объемная1 доля отгона до 200°С составляет не более 0,2%. Политерпены

о о го

00

го го

вводятся в увлажнитель, который добавляется в формовочную массу после абразива и графита, при этом для получения положительного эффекта используется их малая испаряемость до 200°С. Малое содержание летучих позволяет использовать политерпены при горячем прессовании, При изготовлении абразивного инструмента методом холодного прессования с использованием политерпенов указанное свойство в сочетании с химической активностью к бакелитовому связующему повышает физико-механические свойства абразивного инструмента.

Предельные содержания компонентов в предлагаемой массе определяются следующими обстоятельствами. Максимальное содержание абразива (и минимальное количество связки) определяются достаточностью объема связки для получения инструмента.необходимой твердости. При этом следует учитывать также величину предельной упаковки абразива в заданном объеме. Так, при содержании абразива выше предельного, образцы не запрессовываются до заданной плотности.

При содержании шлифматериала ниже минимального абразивный инструмент имеет недостаточную режущую способность из-за малого количества абразивных зерен в объеме инструмента. При этом его плотность и скорость распространения ультразвука соответственно ниже, а твердость из-за высокого содержания связки выше допустимой.

Графит является твердой смазки шлифуемой поверхности, его присутствие необходимо для обеспечения требований к чистоте обработанной поверхности. Кроме того, графит влияет на твердость абразивного инструмента. При содержании графита выше предельного твердость, плотность и скорость прохождения ультразвука ниже допустимых. При содержании графита ниже предельного высокая твердость полировального инструмента не обеспечивает требуемого качества обработанной поверхности.

Содержание увлажнителя определяет качество формовочной массы, которая характеризуется сыпучестью, наличием пыли и отходов при смешивании в виде окатышей.

При содержании увлажнителя выше предельного масса получается мало сыпучей из-за переувлажнения, плохо укладывается в пресс-форму, из-за чего возможно получение большой неуравновешенности круга. Если в увлажнителе много фурфурола, в массе будет много окатышей, что обуславливает неравномерность ее состава.

Если много политерпенов - последние будут вытекать из пресс-формы при горячем прессовании и последующей термообработке.

При малом содержании увлажнителя

масса имеет повышенную запыленность, что ухудшает условия труда. Кроме того, наличие свободных пылящих приводит к неоднородности массы и состава круга, по0 следнее может вызвать биение при вращении круга и огранку на обрабатываемой цилиндрической поверхности. Особенно большое количество пыляших наблюдается в случае малого количества фурфурола. При

5 недостатке политерпенов масса пылит и имеет большое количество окатышей.

Бакелитовая связка, входящая в состав массы для изготовления абразивного инструмента, состоит из связующего фенольно0 го порошкообразного и наполнителя, в качестве которого применяются криолит, оксиды железа и кальция или используется фенольное порошкообразное связующее без наполнителя.

5 П р и м е р. В лабораторных условиях были изготовлены абразивные массы с минимальным, оптимальным и максимальным содержанием всех компонентов и выходящих за указанные пределы содержанием ув0 лажнителя и его составляющих.

В табл.1 приведены рецептуры абразивных масс.

Весовым способом дозируются компоненты массы в соотношениях, указанных в

5 табл.1. В смесительную машину лопастного типа загружаются абразив, микропорошок, графит карандашный ГК-3 и перемешиваются 20 мин, после чего добавляется увлажнитель - смесь фурфурола с политерпенами,

0 перемешивание продолжается еще 20 мин. Увлажненные материалы протираются через сетку с размером ячейки 0,16 мм, после чего вновь загружаются в смесительную машину, туда же вводится порошкообразная

5 бакелитовая связка и производится перемешивание 20 мин. Смесительная машина выключается, масса выгружается на сито с размерами ячеек 1,0 мм и просеивается. Визуально оценивается влажность, сыпучесть,

0 пыление массы, наличие окатышей. Масса считается технологичной, если она обладает умеренной влажностью, обеспечивающей сыпучесть, но не допускающей наличие свободных пылящих и незначительным количе5 ством окатышей.

При горячем прессовании увлажнитель не должен вытекать из пресс-формы.

В табл.2 приведены показатели свойств формовочных масс и образцов абразивно- бакелитовой композиции.

Согласно табл.2, требованиям технологичности не удовлетворяют массы №2,8,9,1 причем масса № 2 из-за недостатка политерпенов имеет значительное количество окатышей, пылит.

Масса № 8 влажная из-за повышенного содержания увлажнителя и политерпенов. Избыток политерпенов при прессовании вытекает из пресс-формы, Масса № 9 сухая, неоднородная, сильно пылит из-за недо- статка увлажнителя. Масса № 10 влажная из-за повышенного содержания увлажнителя; избыток фурфурола обусловливает большое количество окатышей. Масса кру- пинчатая, т.е. по существу вся состоит из мелких окатышей. Пониженную плотность и скорость распространения ультразвука в образцах из массы № 10 можно объяснить разрыхлением композиционного материала при испарении избытка фурфурола.

Из готовых формовочных масс прессовались при 160+5°С образцы - цилиндры. Время выдержки под прессом принимается из расчета 1 мин на 1 мм высоты образца. После прессования образцы термообраба- тывались 9 ч при 160-175°С. Затем определяли плотность, степень твердости и скорость распространения ультразвука в образцах,

Для сравнительного анализа парал- лельно приготавливали абразивную массу, содержащую в качестве увлажнителя лак бакелитовый и масло турбинное, изготавливали из нее образцы и испытывали аналогично описанному.

Преимуществом предлагаемой массы для изотовления абразивного инструмента, отличающейся тем, что увлажнитель содержит политерпены в количестве 1,0-4,5%, появляется возможность изготовления для станков-автоматов полировального инструмента со следующим комплексом свойств:

Компоненты

1

2 j3 4 р. Т7 Т вLLJL

44,0 56,0 49,2

20,5 19,8 26,0

31,0 17,8

4,0 4,0

0,5 2,4

19,8

4,0

1,0

твердости М2-СМ1 ть, г/см3 1,8-2,1

Степень

Плотность,

Скорость распространения

ультразвука,м/с 2700-3200

Из массы № 1 были изготовлены шлифовальные круги ПП 400x30x127 и испытаны в производственных условиях при обработке деталей топливной аппаратуры. Круги работали в режиме самозатачивания, до полного износа, состояние обработанной поверхности удовлетворительное. Одним кругом обрабатывалось 90 тыс. деталей, в отличие от известных кругов, где через 200 деталей требовалась правка круга.

Политерпены могут вводиться в увлажнитель при изготовлении формовочных масс абразивного инструмента другого назначения, в том числе заформованного методом холодного прессования.

Так, при введении в формовочную массу с графитовым наполнителем политерпенов вместо турбинного масла повышается твердость и скорость распространения ультразвука образцов, изготовленных методом холодного прессования.

Формула изобретения Масса для изготовления абразивного инструмента, содержащая абразив, порошкообразный графит, порошкообразную бакелитовую связку и увлажнитель, отличающаяся тем, что. с целью повышения стойкости инструмента, в качестве увлажнителя масса содержит смесь фурфурола с политерпенами при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Абразив44-68

Порошкообразный

графит18-26

Порошкообразная

бакелитовая связка8,5-31,0

Фурфурол2.5-4.6

Политерпены1,0-4,5

Таблица 1

Рецепт, 1C

10

62,046,147,146,1

22,018,719,118,5

10,028,228,527,9

4,02,52,52,0

2,04,52,85,5

47,9 19,2

28,9

1,5

2,5

50,3 18,0

24,2 5,0

2,5

Показатели

Рецепт, Н

ZIOZIOZZZIZZZEZZI

Технологич- Удив- Ока тьг-Удов- Удов- Удов- Удов- Удов- Влажная,Сухая, Влаж-Техно- ность массы летие- ши,пы- летво- летво- летво- летво- летво- увлалс- сильно ная, логичная ритель- лит pHTenb -pHTenb--pHTenbrPHTenb-pHTenb-HHTenb пылит круная

Степень

твердости 112 Плотность, г/см 1,88 Скорость распространения ультразвука, С,1 Г%м/с 3,24 -2,74 2,80 2,76 2,96 2,89 3,02 2,84 3,15 2,50 2,02

Таблица 2

Прототип

10