ВИНТОВОЙ АБРАЗИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ

Изобретение относится к производству алмазно-абразивных боров для врачей-стоматологов, изготавливаемых на основе смеси абразивных зерен и металлической связки.
Инструменты, изготавливаемые таким образом, могут быть использованы для быстрого съема зубной эмали и дентина.
Известны металлоабразивные инструменты (Авторское свидетельство СССР N 1703718, кл. С 25 D 5/02, 1989. 2. Авторское свидетельство СССР N 1705052, кл. В 24 D 3/34, 1988.), получаемые электрохимическими методами или спеканием, в том числе горячей допрессовкой порошковых заготовок в различных защитных средах. Применяемые для этой цели технологии из-за большого количества переменных факторов затрудняют стабильность основных параметров при серийном производстве, что в ряде случаев снижает качество изготовляемых инструментов.
Известен абразивный инструмент (Авторское свидетельство СССР N 2042499, кл. В 24 D 17/00, 1995.), который содержит держатель, жестко скрепленный с рабочей частью, выполненной в виде смеси абразивных алмазных зерен и частиц наполнителя с металлическим связующим (прототип).
Его недостатком является потеря рабочих свойств при выкрашивании с поверхности рабочей части алмазных зерен. Кроме того, в случае образования пустот и каверн при выкрашивании в теле инструмента снижается его износостойкость.
Наиболее близким по технической сущности является абразивный инструмент (бор) по патенту РФ №2092302, который содержит рабочую часть, выполненную из смеси жестко связанных посредством металлического связующего алмазных зерен и соизмеримых с ними частиц наполнителя, распределенных по ее объему, и держатель, размещенный в центральной зоне рабочей части, имеет гнезда, предназначенные для размещения в них алмазных зерен и/или частиц наполнителя, связь алмазных зерен с металлическим связующим выполнена в виде нанесенной на их поверхности плакирующей металлической пленки, наружная поверхность рабочей части выполнена шероховатой. В данном абразивном инструменте абразивный материал распределен по всему объему бора, а на поверхности выступают обнаженные верхушки зерен. Для прочного удержания
зерен внутри матрицы необходимо, чтобы зерно минимум на половину находилось внутри матрицы, как показано на Фиг.1, где 1 - зерна, 2 - матрица.
Его недостатком является быстрое забивание пространства между абразивными зернами отработанным материалом зубной ткани, как показано на Фиг.2 (где 3 - отработанный материал), т.к. турбинный бор вращается со скоростью 200-300 тыс. об/мин и отработанный материал не успевает быть устраненным из межзернового пространства. Забившееся пространство между зернами резко снижает работоспособность алмазно-абразивного бора, т.к. препятствует врезанию зерен в обрабатываемую поверхность. Целью изобретения является повышение качества рабочих свойств изготовляемых боров за счет придания его поверхности винтовой формы с канавками для отвода отработанного материала (Фиг.3, где 4 - абразивные гребни, 5 - корпус бора, 6 - держатель), а также увеличение срока службы бора.
Указанная цель достигается тем, что алмазно-абразивный бор изготавливается с винтовой поверхностью, угол наклона резьбы которой к оси обработки не превышает 10 градусов (см. Фиг.4).
Необходимость ограничения угла наклона обуславливается геометрией крепления зерен в винтовом гребне. Зерна при вершине закреплены в матрице таким образом, что объем матрицы вокруг зерен в направлении, перпендикулярном к гребню (см. Фиг.5) меньше, чем в направлении вдоль гребня (см. Фиг.6). Поэтому, при одинаковом усилии резания нагрузка на зерно перпендикулярно к гребню будет приводить к более быстрому выкашиванию зерен с вершины, чем при нагрузке вдоль гребня. Располагая винтовые гребни под небольшим углом (менее 10 градусов) атаки к поверхности, мы тем самым перераспределяем силы нагрузки между перпендикулярным и продольным направлением таким образом, что продольная составляющая усилия на зерно становится в несколько раз больше, что удлиняет срок службы бора.
Новизна заключается в придании бору винтовой формы с канавками для отвода отработанного материала, причем угол наклона к оси обработки которых не превышает 10 градусов.
Промышленная применимость:
данная форма бора может изготавливаться путем заполнения блок-формы смесью из алмазных зерен и частиц наполнителя с металлическим связующим,
а также может изготавливаться на основе вулканизирующих связующих, который предусматривает приготовления абразивной смеси, прокатку ее в валках, последующую вырубку и ее вулканизацию,
а также может изготавливаться на основе металлоабразивных элементов, сопровождающимся производством холодного прессования заготовки, включающей порошки алмазных зерен и карбоборидных зерен со связкой, где полученную заготовку пропитывают связкой на основе медных сплавов, для пропитки заготовок связкой берут блок-форму из корундовой керамики, порошки алмазных и карбоборидных зерен со связкой размещают в ней по меньшей мере в два слоя, а также может быть получена путем формирования рабочей части инструмента путем заполнения блок-формы смесью из алмазных зерен и соизмеримых с ними частиц наполнителя со связующим из металла. При этом блок-форму выполняют в виде графитового стакана, внутренние стенки которого имеют шероховатую поверхность, размеры неровностей которой соизмеримы с размерами алмазных зерен, перед заполнением блок-формы, в центральной ее части размещают держатель инструмента с гнездами на поверхности, предназначенными для размещения в них части алмазных зерен и/или частиц наполнителя, алмазные зерна предварительно плакируются металлической пленкой, заполнение блок-формы осуществляют смесью со связующим в расплавленном состоянии.
Технический результат: повышается качество рабочих свойств изготовляемых боров и увеличивается их срок службы.