ГИБКИЙ АБРАЗИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ

Полезная модель относится к машиностроению, к производству абразивных инструментов, выполняющих глубинное периферийное шлифование материалов, расположенных к дефектообразованию в виде прожогов и микротрещин, и предназначенных для выполнения операций круглого, наружного и плоского шлифования деталей из различных материалов.
Качество обрабатываемой детали зависит от правильного выбора абразивного инструмента. При выборе инструмента для каждого конкретного случая обработки форма, размеры и конструктивные особенности его обуславливаются: формой и размерами обрабатываемых поверхностей. Форма рабочей поверхности абразивного инструмента определяется геометрией обрабатываемой поверхности, в связи с чем, абразивные инструменты изготавливаются различной конфигурации и формы. Это могут быть круги, головки, сборные круги с прерывистой рабочей поверхностью, оснащенные абразивными сегментами, бруски. Форма кругов должна быть такой, чтобы его рабочая поверхность беспрепятственно соприкасалась с обрабатываемой поверхностью. Конструирование специальных форм абразивных инструментов трудоемко и требует особого внимания к свойствам компонентов пресс-порошка, правил конструирования пресс-формы, порядка и режимов выполнения технологических операций. Выбор абразивного
инструмента соответствующего форме и размерам обрабатываемой детали значительно усложняет производственный процесс обработки деталей, особенно сложной конфигурации.
Известен притирочный абразивный инструмент (Патент США №3605349 Anthon). Связующие и абразивные зерна смешиваются вместе, а затем через сетку распыляются на подложку. Наличие сетки приводит к созданию абразивного покрытия определенного рисунка.
Известно изделие с абразивным покрытием (Патент США №5152917, Pieper и др.), которое обеспечивает как относительно высокую производительность обработки, так и относительно высокую чистоту поверхности детали. Структурированный абразив по «Pieper и др.» представляет собой абразивные композиты прецизионной формы, которые закреплены на подложке в правильном порядке. Постоянство профиля абразивных композитов, обеспечиваемое абразивной структурой по «Pieper и др.», помогает получить, помимо прочего, равномерную чистоту поверхности обрабатываемой детали.
Абразивные изделия, изготовленные в соответствии с описанными выше патентами, выбранными за аналоги (а именно по патенту «Pieper и др.»), обеспечивают относительно высокую чистоту обрабатываемой поверхности. Недостатком аналогов является то, что обработка этими абразивными изделиями с повторяющимся рисунком абразивного слоя может привести к вибрационному резонансу абразивного изделия, так
называемой «дроби», при которой на обрабатываемой поверхности деталей образуются риски.
Известно Устройство для абразивной обработки (Патент РФ №2203796, авт. Степанов Ю.С. и др.), которое используется при окончательной обработке деталей шлифовальным кругом, состоящим из упругого гибкого корпуса с закрепленным на нем абразивным слоем. Несмотря на то, что устройство этого аналога повышает производительность обработки деталей с одновременным улучшением качества обработки, существенным недостатком является сложная конструкция устройства, а также невозможность шлифования сложных поверхностей деталей.
Прототипом полезной модели выбран наиболее близкий аналог «Гибкий охватывающий абразивный инструмент для обработки эксцентричных валов и винтов» (Патент РФ №2201331, авт. Степанов Ю.С. и др.). Инструмент состоит из абразивного слоя, нанесенного на гибкую основу, которая выполнена в виде охватывающей оболочки и предназначен для обработки валов и винтовых поверхностей из трудношлифуемых материалов. Недостатком этого инструмента является ограниченное применение, т.е. только для деталей, имеющих цилиндрическую поверхность. Еще одним недостатком является сложность конструкции, при которой инструмент приводится в рабочее состояние путем подачи сжатого воздуха.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является простота конструкции, универсальность применения абразивного инструмента и
высокая степень чистоты обработки сложных поверхностей деталей разнообразных форм, выполненных из различных материалов.
Поставленная задача в заявленной полезной модели решается за счет того, что в известном гибком абразивном инструменте, состоящем из абразивного слоя, нанесенного на гибкую основу, абразивный слой, согласно полезной модели, включает абразивные элементы: электрокорунд и карбид кремния, диспергированные в связующем и имеющие неодинаковую прецизионную форму, в качестве наполнителя выбраны белила цинковые или гипс, а в качестве связки: пульвербакелит и криолит, гибкая основа имеет форму круга, выполненного из упругого материала, снабженного сквозными отверстиями, расположенными равномерно по всей поверхности, причем одно отверстие выполнено в центре круга, при этом абразивный слой нанесен на гибкую основу с двух сторон с частичным осаждением его в сквозных отверстиях, что образует неравномерные выпуклые и углубленные абразивные участки на обеих сторонах гибкой основы, дополнительно гибкий абразивный инструмент снабжен резиновой прокладкой и элементами крепления, обеспечивающими установку инструмента на эксплуатационном оборудовании
На Фиг.1 изображен гибкий абразивный инструмент с резиновой прокладкой и элементами крепления
На Фиг.2 изображен фрагмент поперечного сечения абразивного слоя, нанесенного на гибкую основу, снабженную сквозными отверстиями
На фиг.1 изображен гибкий абразивный инструмент, который содержит гибкую основу 1 (фиг.1), снабженную сквозными отверстиями 2 (фиг.2), абразивный слой 3 (фиг.1), имеющий различные по форме и высоте абразивные элементы 4 (фиг.2), дополнительно гибкий абразивный инструмент содержит втулку 5, резиновую прокладку 6 и элементы крепления 7 (фиг.1).
Гибкая основа 1 состоит, например, из стеклосетки, содержащей сквозные отверстия 2, что позволяет создать при нанесении абразивного слоя 3 поверхность с выпуклыми абразивными участками «а» (пики) и углубленными абразивными участками «b» (впадины) (фиг.2). Абразивные элементы 4 имеют разные геометрические формы и разные размеры и расположены хаотично.
На фиг.2 изображен фрагмент поперечного сечения абразивного слоя, нанесенного на гибкую основу, снабженную сквозными отверстиями.
Абразивный слой 3, нанесен на гибкую основу 1 с двух сторон. При рассмотрении под микроскопом среза гибкой основы просматривается рисунок впадин и пиков с различными формой и высотой, что характерно для абразивного слоя заявленной полезной модели. Такая структура абразивного слоя предотвращает возникновение вибрационного резонанса, так называемой «дроби», при использовании гибкого абразивного инструмента и дает высокую производительность обработки и хорошую чистоту обработки поверхности детали с меньшим числом «дроби», не оставляя на ней рисок.
Предпочтительно, чтобы абразивные частицы имели твердость не менее 8 по шкале Мооса, а более предпочтительно - выше 9. К числу таких абразивных частиц относятся корунд (включая коричневый корунд, белый корунд, термообработанный корунд, керамической электрокорунд), поэтому элементы абразивного слоя 3 выбраны из группы: электрокорунд или карбид кремния, а в качестве наполнителя выбраны цинковые белила или гипс.
При введении гипса в состав наполнителя абразивного слоя гибкий абразивный инструмент становится более прочным, что приводит к увеличению коэффициента шлифования, повышению износостойкости, это условие является необходимым требованием для шлифования деталей из твердых материалов.
А добавление цинковых белил приводит к тому, что абразивный слой становится более пластичным, что обеспечивает возможность шлифования поверхностей деталей сложных форм.
В качестве связующих элементов использованы пульвербакелит или криолит, которые обладают вяжущими и клеящими свойствами, что совместно с наполнителями обеспечивает повышение прочности, износостойкости гибкого абразивного инструмента.
Втулка 5 служит для закрепления гибкого абразивного инструмента при помощи элементов крепления 7 в эксплуатационное оборудование для его использования.
Резиновая прокладка 6 устанавливается во время крепления гибкого абразивного инструмента на эксплуатационном оборудовании.
Из приемного бункера на дно прессформы насыпается абразивный слой и на него укладывается гибкая основа, например, стеклосетка, поверх которой снова насыпается абразивный слой, при этом часть сквозных отверстий оказывается заполненной абразивными элементами. В центральное отверстие стеклосетки устанавливается втулка. Соединение составных частей гибкого абразивного инструмента осуществляется методом холодного прессования, после чего осуществляется процесс бакелизации (термообработки): химическая реакция органической смеси, то есть превращение из пластической массы в непластическую или твердую массу. Причем гибкая основа сохраняет свойства изменять свою поверхность в зависимости от формы обрабатываемой детали, это свойство усиливается за счет плотного прилегания к ней резиновой прокладки.
Гибкий абразивный инструмент представляет собой тело вращения, у которого имеется центральное отверстие с втулкой и элементы крепления для установки на эксплуатационное оборудование: оправку или шпиндель станка, возможна установка на обычную дрель. Гибкий абразивный инструмент предназначен для глубинного периферийного шлифования материалов, расположенных к дефектообразованию в виде прожогов и микротрещин, и предназначен для выполнения операций круглого, наружного и плоского шлифования деталей из различных материалов с высокой степенью обработки.
Конструкция гибкого абразивного инструмента проста в изготовлении, технология изготовления гибкого абразивного инструмента определяется составом, режимом прессования, конструкцией пресс-формы, циклограммой термообработки.