ПРАВЯЩИЙ ИНСТРУМЕНТ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
DRESSING TOOL AND METHOD FOR MANUFACTURE THEREOF

Изобретение относится к правящему инструменту, содержащему основной корпус с рабочей поверхностью и распределенными по ней зернами твердого материала.
Этот тип инструмента раскрыт в публикации ЕР-А-2535145. Описанный здесь инструмент используется, в частности, для правки шлифовальных кругов и червячных шлифовальных кругов для шлифовки зубчатых колес и подобных элементов. В способе изготовления инструмента прежде всего на его рабочую поверхность наносят связку с получением пленки определенной толщины, и затем на рабочую поверхность, снабженную связкой, наносят зерна твердого материала, которые остаются постоянно связанными после отверждения связки в виде покрытия из частиц.
Несмотря на то, что этот известный способ обеспечивает быстрое покрытие основного корпуса частицами, он не позволяет достичь абсолютно равномерного распределения плотности зерен твердого материала по рабочей поверхности инструмента. Это может оказать негативное влияние на качество поверхности, обрабатываемой правящим инструментом.
Задача данного изобретения заключается в разработке такого правящего инструмента и способа его изготовления, в котором основной корпус инструмента покрыт зернами твердого материала с улучшенным их распределением, за счет чего достигается оптимальная для правящего воздействия инструментом обработка поверхности.
Эта задача решается, согласно изобретению, путем выполнения на основном корпусе углублений, предназначенных для размещения в них зерен твердого материала, при этом геометрия углублений соответствует указанным зернам твердого материала. Таким образом, частицы, размещенные в углублениях, являются точно индивидуально расположенными, то есть в соответствии с заданным расположением и распределением в углублениях на рабочей поверхности инструмента. Зерна твердого материала могут быть, таким образом, нанесены с определенной плотностью распределения путем их размещения в углублениях, которые выполнены распределенными соответствующим образом по рабочей поверхности инструмента.
На практике, что особенно выгодно, плотность распределения задают путем такого размещения углублений, которое обеспечивает определенное расстояние между расположенными в них зернами твердого материала по отношению к размеру зерна на готовом инструменте.
Предпочтительно, когда углубления выполнены более плотно распределенными по внешней части относительно центральной оси инструмента, чем по внутренней части.
В соответствии с изобретением, углубления, как правило, имеют такие размеры и конфигурацию, что каждое может вместить одно зерно твердого материала. Однако, в рамках настоящего изобретения также возможно выполнение углублений с такими размерами и конфигурацией в зависимости от размера зерна и/или формы частиц, что каждое из них может вместить больше, чем только одно зерно.
В соответствии с изобретением, углубления выполняют в основном корпусе сверлением или штамповкой. Поскольку основной корпус, как правило, является металлическим, в качестве способа изготовления могут использоваться оба способа без любых больших затрат, связанных с оборудованием. В зависимости от конструкции основного корпуса, могут быть использованы и другие способы производства, например, такие как способы лазерной обработки.
Кроме того, изобретением предусмотрено то, что углубления, выполненные в основном корпусе, заполнены предпочтительно электропроводной связкой, при этом излишки связки удаляют с основного корпуса, а затем зерна твердого материала забрасывают в основной корпус. И, таким образом, к рабочей поверхности инструмента остаются прикрепленными только те частицы, которые расположены в углублениях.
Изобретением также предусмотрено то, что полученное покрытие из частиц затем гальванически никелируют, при этом слой никеля осаждают на связку и зерна твердого материала оказываются окруженными никелевым связующим. Таким образом, они остаются полностью заключенными в углублениях до определенной высоты зерна, кроме того, физические и/или химические связи, такие как, например, никелевое связующее или припой, также способствуют удерживанию частиц в желаемом направлении. В этом контексте полезно, если углубления в основном корпусе выполнены с такими размерами и конфигурацией, благодаря которым возможна определенная ориентация зерен твердого материала, предпочтительно в форме додекаэдров.
Предпочтительно, углубления имеют такие размеры и конфигурацию, благодаря которым они могут вмещать зерна твердого материала с однородной формой зерна и/или размером зерна.
Далее изобретение будет описано более подробно на примере воплощения со ссылками на чертежи, на которых показано:
на фиг. 1 - правящий инструмент, содержащий основной корпус, показанный в упрощенной форме и несколько в перспективе;
на фиг. 2 - вид фрагмента области рабочей поверхности правящего инструмента согласно фиг. 1;
на фиг. 3 - одно зерно твердого материала рабочей поверхности согласно фиг. 1, показанное в перспективе;
на фиг. 4 - эскиз этого зерна твердого материала согласно фиг. 3;
на фиг. 5 - разрез по линии Α-A согласно фиг. 4.
Правящий инструмент, показанный на фиг. 1, предназначен для правки кромок червячных шлифовальных кругов, используемых, например, для шлифования соответствующим образом сконструированных зубчатых колес. Такие правящие инструменты могут иметь один или несколько основных корпусов 2 с соответствующим количеством рабочих поверхностей 6. Эти рабочие поверхности могут иметь профили специальной формы и, кроме того, правящие инструменты могут быть выполнены в виде правящих зубчатых кругов.
Правящий инструмент содержит основной корпус 2 с цилиндрическим валом 3, который может быть соединен с приводом ротора с целью приведения в действие основного корпуса 2, выполненного с возможностью вращения вокруг оси 4. Кромки 5 основного корпуса образуют рабочие поверхности 6 инструмента. Для этого они оснащены покрытием из зерен 7 твердого материала.
Частичный вид области покрытия показан в сильно увеличенном виде на фиг. 2. В описанном примере воплощения зерна 7 твердого материала, вмонтированные посредством никелевого связующего 9, представляют собой алмазные зерна с диаметром зерен, например, 400 мкм, и предпочтительно имеют форму додекаэдра. В зависимости от условий эксплуатации, также, конечно, могут быть использованы зерна других форм и размеров и из других материалов, таких как суперабразивные или аналогичные высокоабразивные материалы.
Как детально показано на фиг. 3-5, в соответствии с изобретением углубления 8, расположенные с точно определенным распределением, выполнены на основном корпусе 2, при этом их форма и размеры адаптированы к зернам 7 твердого материала так, чтобы они могли вместить зерна с более или менее приемлемой формой для определенной высоты зерна. Благодаря специфической конфигурации углублений может осуществляться такое выравнивание зерен 7 твердого материала, которое является оптимальным для определенной функции инструмента. Таким образом, могут быть определены глубина Τ соответствующего углубления, а также высота Η выступа зерна, и таким образом могут быть соответствующим образом сформированы параметры для оптимальной правки и максимального срока службы инструмента.
Углубления 8, предпочтительно, выполнены путем сверления, штампования и/или лазерной обработки на основном корпусе 2 в зависимости от того, из какого материала изготовлен основной корпус 2, являющийся, как правило, металлическим. Плотность распределения углублений 8 по рабочей поверхности 6 инструмента выбрана такой, чтобы в готовом инструменте расстояния между зернами 7 на внутренней части составляли, например, половину размера зерна D, в описанном примере воплощения эти расстояния равномерны как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении.
В зависимости от состава зерен и/или назначения инструмента плотность распределения углублений может варьироваться так, что зерна покрывают поверхность полностью или же от зоны к зоне. В последнем случае углубления 8 распределены более плотно на внешней по отношению к центральной оси 4 части инструмента, чем на внутренней, так что готовый инструмент в этом случае оснащен большим количеством зерен твердого материала на единицу площади на внешней части, чем на внутренней, поскольку обычно зерна, лежащие на внешней части, используются в первую очередь и в течение более длительного времени, чем частицы, лежащих на внутренней части.
После выполнения углублений 8 на рабочих поверхностях 6 основного корпуса их заполняют электропроводной связкой, а излишки связки затем удаляют с основного корпуса 2, например, ракелем. Затем алмазные зерна 7 забрасывают на рабочую поверхность 6, при этом на рабочей поверхности остаются только зерна, закрепленные в углублениях 8, заполненных связкой. За счет соответствующего расположения углублений распределение зерен по рабочей поверхности 6 может варьироваться многими способами. Таким образом, всегда достигается точно заданное распределение зерен по рабочей поверхности инструмента.
Конструкция инструмента в соответствии с изобретением, таким образом, имеет существенное преимущество в том, что она гарантирует заранее точно определенное позиционирование зерен твердого материала по рабочей поверхности инструмента. За счет соответствующей конкретизации этого показателя инструмент может быть улучшен так, что он является оптимальным для конкретного применения.
Нанесенное алмазное покрытие может быть гальванически никелировано. В этом случае связка для алмазных зерен выбирается таким образом, чтобы она была совместима с химикатами последующего гальванического процесса. Поскольку используемая связка является электропроводной, никелевый слой может быть легко нанесен на нее, так что алмазные зерна, закрепленные в углублениях, аккуратно заключены посредством никелевого связующего. Таким образом, кромки углублений запечатаны и алмазные зерна лучше удерживаются.
Описанный выше пример воплощения относится к основному корпусу для правки инструментов, предназначенных, в частности, для правки червячных шлифовальных кругов. Изобретение может быть использовано так, как упомянуто выше, а также, очевидно, в отношении инструментов, работающих аналогичным образом, например, таких как шлифовальные или хонинговальные инструменты.