ШЛИФОВАЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ

Полезная модель относится к алмазно-абразивной обработке различных материалов, а также к производству связанного абразивного инструмента и может быть использовано в различных отраслях производства при обработке изделий из сапфира, кварца, керамики, стекла, полупроводниковых материалов и различных металлов.
Известен абразивный торцовый инструмент (А.С. СССР 1311921, МПК B24D 7/14, 23.05.1887), содержащий корпус с установленными на нем абразивными элементами, выполненными в виде плоских пластин, закрепленными радиально на корпусе с коэффициентом заполнения 0,05-0,15, а пространство между пластинами залито наполнителем. В качестве наполнителя используется эпоксидная или пекоканифольная смолы. При этом наполнитель содержит абразив с зернистостью, равной зернистости плоских абразивных пластин или на 1-2 номера ниже, а количество его составляет 10-50% от объема наполнителя.
Недостатком данного шлифовального инструмента является низкая эффективность шлифования из-за наличия эпоксидной смолы между абразивными пластинами. Это объясняется следующими причинами. Во-первых, из-за резкого увеличения общей площади рабочей поверхности шлифовального инструмента удельное давление на режущий инструмент снижается во много раз. Например, для указанного диапазона плотности заполнения удельное давление снижается от 7 до 20 раз. Поэтому, следует увеличивать общую нагрузку на шлифовальный инструмент и на обрабатываемые детали. А это автоматически приводит к деформациям обрабатываемых деталей и, как следствие, к ухудшению геометрических параметров обработки. При обработке тонких деталей зачастую происходит их разрушение в процессе шлифования из-за чрезмерно высоких нагрузок в зоне обработки. Во-вторых, эпоксидная смола, как известно, приводит к засаливанию абразивного инструмента. Наличие абразива в эпоксидной смоле не может в полной мере обеспечить работу шлифовального инструмента в режиме самозатачивания, так как фактор засаливания режущей поверхности абразивных пластин эпоксидной смолой значительно преобладает над фактором вскрытия, освобождающимся в результате износа наполнителя абразивом.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является шлифовальный инструмент (Патент RU 2208511, МПК B24D 3/34, B24D 7/14, 20.07.2003), содержащий планшайбу с закрепленными на ней абразивными элементами, пространство между которыми заполнено наполнителем, при этом абразивные элементы выполнены в виде таблеток, в качестве наполнителя использован пеноэпоксид с добавлением смеси абразива и мелкодисперсного порошка аминопласта и/или фенопласта, а плотность наполнителя составляет 0,05-0,8 от плотности абразивных таблеток, зернистость абразива наполнителя составляет 0,05-0,5 от зернистости абразива абразивных таблеток, при этом количество абразива и аминопласта и/или фенопласта в наполнителе составляет, соответственно 15-30 и 10-40% от массы пеноэпоксида.
Недостатком данного шлифовального инструмента является низкая технологичность его изготовления. Кроме того, данный шлифовальный инструмент имеет низкую надежность и стабильность закрепления абразивных элементов.
Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение технологичности изготовления шлифовального инструмента, надежности и стабильности закрепления абразивных элементов.
Указанный технический результат достигается тем, что шлифовальный инструмент, содержащий планшайбу с закрепленными на ней абразивными элементами, пространство между которыми заполнено наполнителем, согласно заявляемому техническому решению, абразивные элементы выполнены в виде конгломератов, зерна которых скреплены стекловидной или фарфороподобной массой, состоящей из огнеупорной глины, плавней (полевого шпата, борного стекла), талька и других компонентов (керамическая связка), а в качестве наполнителя использована фенол-формальдегидная смола {бакелитовая связка).
Полезная модель поясняется рисунками, где:
- на фиг. 1 показан шлифовальный инструмент;
- на фиг. 2 изображена структура шлифовального инструмента.
Шлифовальный инструмент содержит планшайбу 1, на поверхности, которой закреплены абразивные элементы (конгломераты) 2. Пространство между конгломератами заполнено наполнителем 3, имеющим поры наполнителя 4. При этом конгломераты состоят из абразивных зерен 5, связки 6 и пор конгломератов 7.
Основой наполнителя является фенол-формальдегидная смола (бакелитовая связка), являющаяся наиболее распространенной из органических связок и способная работать при температуре до 300°C. При более высокой температуре наполнитель быстро выгорает, а абразивные элементы легко выкрашиваются.
Связка конгломератов представляет собой стекловидную или фарфороподобную массу (керамическая связка), составные части которой - огнеупорная глина, плавни (борное стекло, полевой шпат) тальк, кварц и другие компоненты, обеспечивающие устойчивость при высоких температурах и химическую стойкость. Керамическая связка позволяет изготавливать конгломераты из электрокорунда нормального, электрокорунда белого, карбида кремния черного и зеленого.
Различная твердость кругов достигается путем подбора состава керамической связки конгломератов.
Шлифовальный инструмент изготовляют следующим образом.
Вариант 1. Абразивные элементы (конгломераты) получают путем дробления шлифовальных инструментов на керамической связке и просеивания через ячейки сита с требуемыми размерами, например, 2500×2500 мкм, 2000×2000 мкм 1600×1600 мкм и т.д.
После чего просеянную массу смешивают с наполнителем (фенол-формальдегидной смолой) в необходимой пропорции:
1. 20-30% абразивные элементы конгломераты, 70-80% наполнитель - для чистовой обработки;
2. 40-60% абразивные элементы конгломераты, 40-60% наполнитель - для получистовой обработки;
3. 70-80% абразивные элементы конгломераты, 20-30% наполнитель - для черновой обработки.
Полученную массу равномерно заливают на поверхность планшайбы шлифовального инструмента. После этого производят выдержку полученного изделия в течение 2-8 часов, после чего осуществляют термообработку при температуре 50-150°C в течение 0,5-5 часов. Полученный шлифовальный инструмент балансируют, после чего он готов к эксплуатации.
Вариант 2. Этот вариант отличается тем, что полученную массу конгломератов и наполнителя равномерно заливают на периферийную поверхность любого корпуса или профильную поверхность шлифовального инструмента.
Новый шлифовальный инструмент имеет с одной стороны пористую структуру, а с другой стороны сохраняет высокие удельные давления в зоне резания инструментом не за счет увеличения общей нагрузки, а за счет использования специального наполнителя.
Данный шлифовальный инструмент технологичен в изготовлении и может быть использован для обработки широкого класса материалов на любых шлифовальных станках.