Абразивный круг

Полезная модель относится к машиностроению, к производству абразивных кругов.
Одной из насущных проблем, стоящих перед промышленностью абразивных инструментов, является обратная зависимость между производительностью обработки, т.е. количеством удаленного с обрабатываемой детали материала за единицу времени, и чистотой обработки поверхности детали. В результате трудно сконструировать абразивное изделие, которое при относительно высокой производительности обработки обеспечивало бы высокое качество чистовой обработки шлифуемой детали. Этим объясняется наличие на рынке широкого диапазона абразивных инструментов, в которых используются абразивные материалы от крупнозернистых (с относительно большими размерами абразивных частиц) до мелкозернистых (с относительно малыми размерами абразивных частиц). Раздельное и последовательное использование абразивных инструментов с различными по размерам абразивными частицами позволят до некоторой степени добиться хороших конечных результатов, т.е. производительности обработки и качества чистоты поверхности, однако, такая технология громоздка и требует больших затрат времени.
Известно абразивное изделие (патент США  3048482 (Hust), состоящее из подложки, системы вяжущих материалов и абразивных граB24D 11/00
Абразивный круг
нул, которые закрепляются на подложке с помощью системы связующих материалов. Абразивные гранулы представляют собой композит, состоящий из абразивных зерен и связующего, не зависимого от связующей системы. Абразивные гранулы имеют трехмерную форму, предпочтительно форму пирамиды. При изготовлении этого абразивного изделия в первую очередь получают гранулы путем формования. Затем в прессформу помещают подложку, связующую систему и абразивные гранулы. В пресс-форме имеются расположенные в определенном порядке впадины, в результате чего абразивные гранулы располагаются на подложке в заданном порядке.
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 онисанными выше патентами, выбранными за аналоги (а именно по патенту «Pieper и др.), обеспечивают высокую производительность обработки и относительно высокую чистоту обрабатываемой поверхности, но недостатком аналогов является то, что при обработке этими абразивными изделиями на поверхности деталей образуются риски.
Более близким по техническому решению к предлагаемой полезной модели является абразивный круг (патент .№ 2124978, 6 В 24D 11/00, приоритет 13.09.92, US) взятый за прототип, содержащий абразивные элементы и абразивный материал. На рабочей поверхности изделия размещено множество абразивных материалов - композитов, имеющих прецизионные формы, причем не все эти прецизионные формы одинаковы. В одном из вариантов на рабочей поверхности изделия в конкретных местах закреплено множество абразивных трехмерных композитов, состоящих из диспергированных в связующем абразивных частиц, имеющих прецизионную форму. В состав абразивных композитов могут входить и частицы - наполнители. По своему гранулометрическому составу они должны быть одного порядка с .абразивными частицами. Примерами таких наполнителей служит гипс.
Хотя в прототипе благодаря разнице в размерах абразивных композитов уменьшается тенденция оставлять на обрабатываемой поверхности детали риски при высокой производительности обработки и высокой
частоте поверхности, но не решается проблема повышения износостойкости, прочности, безопасности работы и бесприжоговой резки.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение прочности, износостойкости, безопасности работы и бесприжоговой резки за счет системы связки и наполнителя.
Поставленная задача решается за счет того, что в известном абразивном круге, содержащем абразивные элементы, состоящие из диспергированных в связующем абразивных частиц, имеющих прецизионную форму, причем не все эти прецизионные формы одинаковы, абразивный материал, в качестве наполнителя гипс, согласно полезной модели, абразивный круг дополнительно содержит армирующий элемент, состоящий не менее, чем из двух слоев стеклосетки, этикетку, в качестве абразивного материала дополнительно содержит один или несколько абразивных элементов, выбранных из группы: электрокорунд и карбид кремния, в качестве наполнителя выбраны белила цинковые, цинковый порошок или гипс, в качестве связки: пульвербакелит, криолит. Кроме того, в качестве электрокорундов использованы электрокорунд нормальный 14А, электрокорунд белый 2§А. Кроме того, в качестве карбидов кремния выбран карбид кремния черный 54С.
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.
На фиг. 1 изображён абразивный круг с тремя слоями стеклосетки,
На фиг.2 изображён абразивный круг с двумя слоями стеклосетки.
Круг, фиг.1, 2, содержит армирующий элемент (стеклосетку) 1, абразивный материал 2, состоящий из абразивных элементов, связующего и наполнителя, этикетку 3 и втулку 4.
Армирующий элемент 1 состоит из стеклосеток, характеристика которого определяется количеством слоев стеклосеток и их расположением. Минимальное число стеклосеток не менее двух с той целью, чтобы при прессовании абразивного круга обеспечилась равномерная структура, монолитность, т.е. одинаковая толщина заполнения абразивными частицами, что предотвращает осыпание абразивных частиц при работе. Между двумя сетками образуется более тонкий слой абразивного материала, что обеспечивает равномерность резания, безопасность работы и требуемую плотность (для разных металлов требуется разная плотность круга). При использовании одной сетки усилие резания может превышать предельную прочность абразивного круга, в результате чего .круг может порваться или сломаться, т.е. может произойти разрыв круга. Поэтому необходимо для решения технической задачи использование армирующего элемента не менее, чем из двух слоев стеклосетки и не более трех слоев стеклосетки.
Абразивный материал 2 дополнительно содержит один или несколько абразивных элементов, выбранных из групны: электрокорунд и карбид кремния, в качестве наполнителя выбраны гипс, цинковый порошок или цинковые белила.
При введении гипса в состав наполнителя круга круг становится твёрдым, что приводит к увеличению коэффициента шлифования, повышению износостойкости, это условие является необходимым требованием для резки высокопрочных сталей типа ЗОКГСНМФА.
А добавление цинкового порошка и цинковых белил приводит к тому, что круг становится более пластичным, мягче режет, что требуется для чугуна и низколегированных сталей типа СТ 3 и СТ 2В и обеспечивает бесприжоговую резку.
В качестве связующих элементов использованы пульвербакелит и криолит, которые обладают вяжуш;ими и клеяпдими свойствами, что совместно с наполнителями обеспечивает повышение прочности, износостойкости, безопасности работы и бесприжоговой резки.
Этикетка 3 ставится в момент прессования и проходит режим термообработки уже в составе круга. Этикетка полимеризуется вместе с кругом.
Зеленая этикетка устанавливается на круг, предназначенный для резки огнеупоров, синяя этикетка устанавливается на круг, предназначенный для резки металлов. Красная полоса говорит о том, что имеются допуски.
На этикетку абразивного круга, которая используется одновременно в качестве подложки, наносится краска офсетным способом, при чём толщина краски должна быть максимальной, чтобы в дальнейшем исключить искажения изображения и цветовой гаммы красок при их последующей термообработке. Основной функцией покрытия этикетки краской является исключение проникновения фенольных соединений, входящих в состав бакелитовой массы и оказывающей отрицательное воздействие на органические компоненты красок, наносимых в дальнейщем.
Втулка 4 служит для закрепления абразивного круга в инструмент для дальнейшей его обработки и эксплуатации.
Абразивный материал зафужается в приёмный бункер пресса. На дно прессформы укладывается стеклосетка, поверх которой насыпается абразивный материал из приёмного бункера, затем снова укладывается стеклосетка и т.д. в зависимости от количества стеклосеток армирующего элемента, до полного заполнения прессформы. В центр прессформы устанавливается втулка. Соединение составных частей абразивного круга осуществляется методом холодного прессования, при котором происходит процесс бакелизации: химическая реакция органической смеси, то есть превращение из пластической массы в непластическую или твердую массу. Абразивный круг представляет собой тело вращения, у которого
имеется центральное отверстие (втулка) для установки на оправку или шпиндель станка, возможна установка на обычную дрель. Абразивный круг предназначен для обработки и резки металлов и огнеупоров с повышенной прочностью, износостойкостью, безопасностью работы и бесприжоговой резки за счет системы связки и наполнителя. Технология изготовления абразивного круга определяется составом, режимом прессования, конструкцией пресс-формы, циклограммой термообработки.
В предлагаемой полезной модели введены многомерные абразивные элементы с наличием нескольких острых режущих кромок, что позволяет также удешевить производство кругов с сохранением режущих качеств