Абразивний різальний інструмент і спосіб його виготовлення

Номер патенту: 29468

Опубліковано: 15.11.2000

Автор: Целесін Наум Н.

Є ще 4 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Текст

1. Абразивный режущий инструмент, содержащий несущую часть, имеющую рабочий край и расположенные по обеим его сторонам и перпендикулярно к нему первую и вторую боковые поверхности, на которых закреплены распределенные вдоль рабочего края и конструктивно независящие от несущей части режущие элементы, предназначенные для контакта с заготовкой и образования в ней пропила с дном и боковыми стенками, причем режущие элементы попеременно выступают над первой или второй боковой поверхностью по нормали к ней для раздельной и последовательной обработки противоположных боковых стенок пропила, отличающийся тем, что на рабочем крае несущего элемента дополнительно закреплены режущие элементы, которые выступают за его пределы, предназначены для контакта с дном пропила, и размещены между указанными режущими элементами, предназначенными для раздельной обработки боковых стенок пропила, при этом по меньшей мере часть из совокупности режущих элементов вырезана из плоской заготовки, выполненной из связующего материала с множеством абразивных частиц, распределенных в нем с переменной концентрацией, а эффективная общая ширина всех указанных режущих элементов, предназначенных для контакта с дном пропила, по существу равна заданной ширине пропила. 2. Абразивный режущий инструмент по п. 1, отличающийся тем, что указанные режущие элементы, закрепленные на противоположных боковых поверхностях несущей части и предназначенные для контакта с одной из боковых стенок пропила, имеют участок, выступающий над рабочим краем, а указанные режущие элементы, размещенные между ними и предназначенные для контакта с дном пропила, имеют ширину не меньше ширины C2 (54) АБРАЗИВНИЙ РIЗАЛЬНИЙ IНСТРУМЕНТ I СПОСIБ ЙОГО ВИГОТОВЛЕННЯ 29468 10. Способ по п. 7, отличающийся тем, что указанное множество режущих элементов крепят на несущей части сваркой, лазерной сваркой, пайкой, склеиванием или посредством их сочетания. 11. Способ по п. 7, отличающийся тем, что ячеистый материал, применяемый для упорядоченного распределения абразивных частиц в связующем материале, оставляют в составе плоской заготовки абразивного материала как часть ее. ______________________________ Настоящее изобретение относится в целом к режущим инструментам и, более точно, относится к режущим инструментам, в которых для выполнения резания используются частицы абразивного материала, а также к способу изготовления такого режущего инструмента. В области резания таких материалов, как бетон, камень, керамика, стекло, композиционные материалы и т. п., хорошо известно применение несущей части, такой как диск для дисковой пилы, лента для ленточной пилы, звено для цепной пилы или полосы металла для многодисковых (многолезвийных) пил, и крепление к несущей части множества режущих элементов. Режущие элементы по предшествующему техническому уровню, как правило, содержат связующий материал, в котором имеется множество вдавленных в него алмазов или других твердых частиц абразивного материала. Также известно, что режущие элементы выполняются более широкими по сравнению с несущей частью с тем, чтобы несущая часть не защемлялась внутри пропила в процессе резания. Однако при использовании режущих элементов по предшествующему техническому уровню существует тенденция износа режущих элементов таким образом, что ширина режущих элементов уменьшается по мере продолжения процесса резания, вызывая сужение пропила и снижение эффективности процесса резания. Усилия, которые предпринимались по предшествующему техническому уровню для решения проблемы, связанной с режущими элементами, включали разработку вариантов режущих элементов, в которых на боковых поверхностях элемента находится больше твердых частиц, чем в середине, так что боковые поверхности изнашиваются дольше с целью поддержания желаемой ширины пропила. Кроме того, были разработаны различные формы и профили режущих элементов с целью изменения характера износа. Абразивный режущий инструмент, наиболее близкий по совокупности существенных признаков к настоящему изобретению, описан в патенте Великобритании [1]. Здесь раскрыт абразивный режущий инструмент, содержащий несущую часть, имеющую рабочий край и расположенные по обеим его сторонам и перпендикулярно к нему первую и вторую боковые поверхности, на которых закреплены распределенные вдоль рабочего края и конструктивно не зависящие от несущей части режущие элементы, предназначенные для контакта с заготовкой и образования в ней пропила с дном и боковыми стенками, причем режущие элементы попеременно выступают над первой или второй боковой поверхностью по нормали к ней для раздельной и последовательной обработки противоположных боковых стенок пропила. В этом инструменте все режущие элементы идентичны, имеют часть, контактирующую с одной из боковых стенок пропила, и часть, контактирующую с дном пропила. Режущие элементы закрепляются на несущей части один за другим зеркально симметрично, так что части следующих друг за другом режущих элементов, контактирующие с боковой стенкой, контактируют с противоположными боковыми стенками пропила. Такое расположение режущих элементов обеспечивает хорошее удаление продуктов резания из зоны резания, а наличие в несущей части каналов между режущими элементами обеспечивает подачу в зону резания охлаждающей жидкости. Тем не менее, изменение габаритов идентичных режущих элементов в процессе резания носит тот же характер, что и в инструментах по предшествующему уровню техники, так что проблема абразивного режущего инструмента, обеспечивающего поддержание желаемой ширины пропила и повышение эффективности резания на продолжительном интервале времени работы инструмента, остается по-прежнему актуальной. Одна из главных проблем, относящихся к режущим элементам по предшествующему техническому уровню, связана с тем обстоятельством, что твердые частицы распределены по связующему материалу неравномерно. Когда в процессе использования одна частица выпадает из связующего материала, тем самым соседние частицы лишаются опоры, так что соседние частицы теряются, не принимая существенного участия в процессе резания. В итоге оказывается, что результативность вышеупомянутых усилий, предпринимаемых в соответствии с предшествующим техническим уровнем для решения проблем, связанных с режущими элементами, ограничена. Способ изготовления абразивного режущего инструмента, наиболее близкий по совокупности существенных признаков к настоящему изобретению, описан в патенте США [2]. Здесь раскрыт способ изготовления абразивного инструмента, в котором используют заготовку, содержащую связующий материал и множество абразивных частиц, упорядоченно распределенных в нем посредством ячеистого материала. Абразивный материал формируют из носителя, имеющего ячеистую структуру, в которую вводят абразивные частицы. Связующим материалом может быть при этом сам носитель, имеющий ячеистую структуру, или дополнительное вещество, такое как металлический порошок или смола. Режущие элементы, изготовленные из упомянутого абразивного материала, распределяют вдоль рабочего края и крепят на несущей части режущего инструмента. Распределение абразивных частиц с применением ячеистого материала и наличие каркаса из ячеистого материала, механически удерживающего абразив 2 29468 ные частицы, способствует повышению долговечности композитного абразивного материала. Однако изготовление режущих элементов заданной формы, подходящей для их крепления на несущей части режущего инструмента и удовлетворяющей условиям эффективного резания, все еще остается трудоемким процессом, и его упрощение все еще является актуальной задачей. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать известный абразивный режущий инструмент за счет изменений в его конструкции, обеспечивающих поддержание желаемой ширины пропила и повышение эффективности резания на продолжительном интервале времени работы инструмента. Поставленная задача решена тем, что предложен абразивный режущий инструмент, содержащий несущую часть, имеющую рабочий край и расположенные по обеим его сторонам и перпендикулярно к нему первую и вторую боковые поверхности, на которых закреплены распределенные вдоль рабочего края и конструктивно независящие от несущей части режущие элементы, предназначенные для контакта с заготовкой и образования в ней пропила с дном и боковыми стенками, причем режущие элементы попеременно выступают над первой или второй боковой поверхностью по нормали к ней для раздельной и последовательной обработки противоположных боковых стенок пропила, в котором, согласно изобретению, на рабочем крае несущего элемента дополнительно закреплены режущие элементы, которые выступают за его пределы, служат для контакта с дном пропила и размещены между указанными режущими элементами, служащими для раздельной обработки боковых стенок пропила, при этом по меньшей мере часть из совокупности режущих элементов вырезана из плоской заготовки, выполненной из связующего материала с множеством абразивных частиц, распределенных в нем с переменной концентрацией, а эффективная общая ширина всех указанных режущих элементов, предназначенных для контакта с дном пропила, по существу равна заданной ширине пропила. При таком решении обеспечиваются высокие физико-механические и прочностные характеристики всех режущих элементов, причем одинаковые в любой их части, что, в свою очередь, обеспечивает высокую износостойкость режущих элементов, их равномерный износ и, соответственно, высокую эффективность и точность резания на продолжительном интервале времени работы инструмента. Некоторые из режущих элементов или частей режущих элементов предназначены для съема припуска, а некоторые для поддержания заданной ширины. Поскольку отдельные части выполнены раздельно друг от друга, можно использовать больше частей для съема припуска при меньшем количестве частей для поддержания заданной ширины в зависимости от возможных потребностей. Этим обеспечивается более равномерный износ режущих элементов, уменьшается суммарная мощность для приведения устройства для резки в действие. Раздельное крепление режущих элементов обеспечивает каналы для подвода смазочно-ох лаждающей жидкости и удаления смазочно-охлаждающей жидкости и отходов. Целесообразно, чтобы указанные режущие элементы, закрепленные на противоположных боковых поверхностях несущей части и предназначенные для контакта с одной из боковых стенок пропила, имели участок, выступающий над рабочим краем, а указанные режущие элементы, размещенные между ними и предназначенные для контакта с дном пропила, имели ширину не меньше ширины несущей части, причем эффективная общая ширина упомянутых режущих элементов, выступающих над рабочим краем, была бы по существу равна заданной ширине пропила. В результате такого размещения режущих элементов только край элементов будет входить в контакт с заготовкой для осуществления процесса резания. По мере того как режущие элементы изнашиваются, в контакт с заготовкой будут входить другие участки элементов. Таким образом, режущие элементы будут работать эффективно до тех пор, пока по существу не будет использован весь элемент. Все это время только небольшая зона каждого элемента будет контактировать с заготовкой, так что потребление энергии минимизируется, а проходы для удаления отходов сохраняются открытыми. Целесообразно, чтобы размещение на несущей части режущих элементов, предназначенных для обработки боковых стенок пропила, образовывало каналы одного вида, а размещение режущих элементов, предназначенных для обработки дна пропила, образовывало каналы другого вида. Такое решение снижает общее количество отдельных режущих элементов, которые крепятся на несущую часть инструмента, и облегчает соблюдение требуемого их взаимного расположения и ориентации, что значительно упрощает его изготовление при строгом соблюдении направления резания. Целесообразно, чтобы между режущими элементами, предназначенными для раздельной обработки боковых стенок пропила, был размещен, по меньшей мере, один режущий элемент, предназначенный для контакта с дном пропила. Такое решение обеспечивает дополнительную защиту от преждевременного бокового изнашивания инструмента, что позволяет поддерживать заданную ширину пропила в течение всего срока службы инструмента. Кроме того, боковые элемeнты могут содержать меньшие по размеру частицы абразивного материала, что обеспечивает более гладкие поверхности обрабатываемой детали. Целесообразно, чтобы режущие элементы были образованы парами по существу параллельно друг другу расположенных абразивных элементов, между которыми содержится наполнитель. Такое решение облетает строгое соблюдение направления резания и обеспечивает экономное использование абразивного материала при изготовлении инструмента. Целесообразно, чтобы кромка режущего элемента, предназначенного для задания ширины пропила, имела зигзагообразную конфигурацию. В основу изобретения также поставлена задача усовершенствовать способ изготовления аб 3 29468 разивного режущего инструмента за счет изменения этапов в технологии его изготовления, обеспечивающего наиболее простой и экономичный споcоб изготовления отдельных режущих элементов инструмента и их крепления на общей несущей части. Поставленная задача решена тем, что предложен способ изготовления абразивного инструмента, в котором используют заготовку, содержащую связующий материал и множество абразивных частиц, упорядочение распределенных в нем посредством ячеистого материала, в котором, согласно изобретению, множество режущих элементов заданной формы, предназначенной для крепления режущих элементов к несущей части инструмента, и имеющих переменную концентрацию абразивных частиц, вырезают из плоской заготовки абразивного материала с упорядоченным распределением абразивных частиц в связующем материале, и затем поочередно размещают и крепят режущие элементы вдоль периферии несущей части. Такое решение обеспечивает наиболее простой и экономичный способ изготовления отдельных режущих элементов инструмента и их крепления на общей несущей части. При этом все режущие элементы, вырезанные из одного листа абразивного материала, имеют идентичные физикомеханические характеристики, что гарантирует строгое сохранение направления резания, ширины пропила и высокое качество обработки боковых стенок пропила. Предпочтительно, чтобы упомянутая плоская заготовка абразивного материала имела форму гофрированного листа. Такое решение обеспечивает получение режущих элементов заданной формы при одновременном получении каналов для отвода отходов, образующихся при резании, и подачи к поверхности резания смазочно-охлаждающей жидкости. Предпочтительно разрезать плоскую заготовку на множество режущих элементов с помощью лазерной, водоструйной, электроэрозионной резки или посредством их сочетания. Применение этих методов резки наиболее эффективно с точки зрения скорости и точности резки, а также с точки зрения возможности оптимального раскроя площади листа абразивного материала, т. е. его экономного использования. При этом предпочтительно разрезать лист с помощью лазерной резки. Предпочтительно крепить указанное множество режущих элементов на несущей части сваркой, лазерной сваркой, пайкой, склеиванием или посредством их сочетания. Выбор конкретного вида крепления определяется видом режущего материала, его физикомеханическими характеристиками и режимом работы, для которой он предназначен. Предпочтительно оставлять ячеистый материал, применяемый для упорядоченного распределения абразивных частиц в связующем материале, в составе плоской заготовки абразивного материала как часть ее. Такое решение существенно снижает трудоемкость способа изготовления инструмента с заданным распределением в нем абразивных час тиц, при том, что, как уже было сказано, при использовании ячеистого материала для установки (то есть позиционирования и размещения) твердых частиц и обеспечения опоры для них внутри связующего материала существует минимальная потеря твердых частиц в процессе резания, так что твердые частицы полностью используются, а не просто выпадают из режущего элемента. Абразивный режущий инструмент, изготовленный указанным выше способом, решает поставленную выше задачу и обеспечивает поддержание желаемой ширины пропила и повышение эффективности резания на продолжительном интервале времени работы инструмента. Эти и другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из нижеследующего описания, рассматриваемого совместно с сопровождающими графическими материалами, в которых: фиг. 1 представляет собой вид сбоку части абразивного режущего инструмента (дисковой пилы), имеющего закрепленные на несущей части режущие элементы, выполненные в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 2 представляет собой поперечное сечение по линии А-А на фиг. 1 в увеличенном масштабе; фиг. 3 представляет собой поперечное сечение по линии В-В на фиг. 1 в увеличенном масштабе; фиг. 4 представляет собой поперечное сечение по линии С-С на фиг. 1 в увеличенном масштабе; фиг. 5 и 6 представляют собой поперечные сечения, аналогичные фиг. 2 и 4, но показывающие модифицированную конфигурацию режущего элемента; фиг. 7 аналогична фиг. 2, но показывает его модифицированную конфигурацию; фиг. 8 аналогична фиг. 3, но показывает его модифицированную конфигурацию; фиг. 9 аналогична фиг. 4, но показывает его модифицированную конфигурацию;. фиг.10-12 аналогичны фиг. 2 - 4, но показывают еще одну модифицированную конфигурацию режущего элемента; фиг. 13-15 аналогичны фиг. 2 - 4, но показывают еще одну модифицированную конфигурацию режущего элемента; фиг. 16 представляет собой вид сверху дисковой пилы, имеющей другую форму закрепленных на ней режущих элементов; фиг. 17 представляет собой схематичное изображение блока материала с фасонным профилем в ракурсе 3/4; фиг. 18 представляет собой вид сверху блока, показанного на фиг. 17, где пунктиром изображены профили, подлежащие вырезанию из блока; фиг. 19, 20 и 21 показывают режущие элементы, выполненные из заготовок, которые вырезаны из блока, изображенного на фиг. 18; фиг. 22 представляет собой вид сверху режущей кромки инструмента, выполненного в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 23 представляет собой вид спереди режущего сегмента в разрезе, выполненного в соот 4 29468 ветствии с настоящим изобретением и приспособленного для последующего крепления на несущей части; фиг. 24 представляет собой вид сбоку части режущего инструмента, показывающий множество режущих элементов, выполненных в соответствии с настоящим изобретением и впоследствии запрессованных в несущую часть; фиг. 25 представляет собой вид в ракурсе 3/4 модифицированной конфигурации режущего элемента, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, и фиг. 26 и 27 представляют собой изображения, аналогичные фиг. 22 и показывающие различные модификации режущей кромки инструмента, выполненного в соответствии с настоящим изобретением. Подробное описание изобретения Фиг.1 графических материалов показывает дисковую пилу, включающую несущую часть 1, которая имеет множество режущих элементов, закрепленных на ее периферии. Специалистам в данной области ясно, что крепление режущих элементов к периферии несущей части 1 хорошо известно в данной области, но режущие элементы сами по себе в данном изобретении являются уникальными. Легко осознаваемое различие заключается в том, что режущие элементы содержат различные профили, которые распределены по периферии, а другое различие заключается в том, что режущие элементы содержат ячеистый материал. Из фиг.1 видно, что имеются три различных профиля режущего элемента, причем эти профили, обозначенные поз. 2, 3 и 4, показаны соответственно на фиг.2, 3 и 4. Следует отметить, что имеются два последовательно расположенных элемента 3 и 4, которые показаны соответственно на фиг. 2, 3 и 4. Следует отметить, что имеются два последовательно расположенных элемента 3, и это будет рассматриваться ниже. Режущий элемент 2 прикреплен к одной боковой поверхности несущей части 1 и, в основном, выровнен относительно периферийного края 5 несущей части 1. В результате элемент 2 будет срезать только боковую сторону пропила, действуя в качестве элемента, поддерживающего заданную ширину. Режущий элемент 4 прикреплен к противоположной боковой поверхности несущей части 1 и, в основном, является зеркальным отображением элемента 2. Таким образом, элемент 4 режет только противоположную боковую сторону пропила. Режущий элемент 3 закреплен на периферийном крае несущей части 1 и используется для съема припуска, действуя на дне пропила. Следует отметить, что элемент 3 имеет ширину, равную сумме размеров по ширине элемента 2, несущей части 1 и элемента 4. Режущий элемент 3 будет срезать материал для создания пропила, и, по мере того как несущая часть 1 смещается в пропил, элементы 2 и 4 начинают действовать как поддерживающие заданную ширину элементы, чтобы поддерживать ширину пропила и способствовать защите концов 6 и 7 элемента 3 для съема припуска. Поскольку режущий элемент 3 используется для съема припуска, можно установить на несу щую часть 1 больше элементов 3, чем элементов 2 и 4. Таким образом, как показано на фиг. 1, имеется элемент 2, за которым следуют два элемента 3, затем один элемент 4, и такая последовательность будет повторяться по всей периферии несущей части 1. Модификация такой конструкции показана на фиг. 7, 8 и 9. Здесь режущий элемент 3 имеет ширину, приблизительно равную ширине несущей части 1, а режущие элементы 2 и 4 закрывают боковые поверхности режущего элемента 3. Эта конструкция обеспечивает дополнительную защиту от бокового изнашивания инструмента. Следует отметить, что элементы 2 и 4 могут иметь частицы абразива и концентрации (частиц), отличающиеся от элементов 3. В большинстве случаев элементы 2 и 4 будут содержать меньшие по размеру частицы абразивного материала, чем элементы 3. Это обеспечивает более гладкие поверхности обрабатываемой заготовки. Хотя несущая часть 1, показанная на фиг. 1, имеет круговую форму, следует понимать, что при применении других форм несущей части использование и функционирование режущих элементов 2, 3 и 4 будет таким же. Таким образом, можно разместить режущие элементы вдоль рабочего края ленточной пилы, вдоль краев звеньев цепной пили, вдоль краев многолезвийных пил или даже вдоль рабочих краев кольцевой пилы, рабочих краев бура или буровой коронки. Ссылки на несущую часть в данном материале следует понимать в этом широком смысле. Рассматривая работу устройства, показаного на фиг. 1 - 9 графических материалов, следует понимать, что имеется множество элементов 3 для съема припуска, распределенных вдоль периферии несущей части 1, причем элементы 3 выполнены из ячеистого материала для размещения иди позиционирования и/или для удерживания твердых частиц внутри связующего материала. Элементы 3 также могут быть выполнены из других абразивных материалов, в которых множество частиц абразива распределены плотно и равномерно по удерживающей поверхности. Обычный износ режущего элемента происходит на округлении узлов элемента. Во-первых, использование ячеистого материала замедляет потерю (выкрашивание) твердых частиц в углах, а калибрующие элементы 2 и 4 способствуют поддержанию полной ширины пропила. Между каждыми из элементов 2, 3 и 4 имеется пространство, которое обеспечивает возможность простого удаления отходов и может обеспечить возможность подвода потока смазочноохлаждающей жидкости при ее использовании. Режущие элементы 2, 3 и 4 можно устанавливать раздельно на заданный зуб несущей части 1. Как показывают далее фиг. 5 и 6 графических материалов, несущая часть 30 обозначена поз. 1, а режущие элементы обозначены поз. 8 и 9. Как и в ранее описанном варианте исполнения, элементы 8 и 9 распределены вдоль рабочего края несущей части 1. Одна конфигурация режущего элемента по предшествующему техническому уровню выполнена таким образом, что сначала резание осуществляется наружными кромками для получения V-образной формы на дне пропила. Назначение V-образной формы состоит в том, чтобы поддерживать 5 29468 работу режущего устройства без увода и сохранять его прямолинейное положение в пропиле. Компоновка, показанная на фиг. 5 и 6, аналогична, но V-образная форма образована двумя отдельными элементами. Режущий элемент 8 наклонен так, что внутренний край 10 будет действовать главным образом как поддерживающая заданную ширину поверхность, в то время как наружный край 11 будет использоваться для съема припуска. Аналогичным образом, режущий элемент 9 наклонен в противоположном направлении, и внутренний край 12 действует главным образом в качестве поверхности, поддерживающей заданную ширину, в то время как наружный край 13 будет использоваться преимущественно для съема припуска. Следует понимать, что расположение режущих элементов не ограничивается V-образной формой, но также может использоваться Х-образная форма, L-образная форма и т. д. Режущие элементы 8 и 9 будут распределены по периферии несущей части 1, как показано на рис. 1; следовательно, рассмотренные выше преимущества с точки зрения использования потока смазочно-охлаждающей жидкости и удаления отходов реализуются. Фиг. 10 - 12 графических материалов показывают еще одну модификацию устройства, показанного на фиг. 1 - 4. Несущая часть обозначена поз. 1, а три режущих элемента обозначены поз. 14, 15 и 16. В этом варианте исполнения изобретения элемент 14 включает участок 17 на периферии несущей части 1 и участок 18 на периферии боковой стороны несущей части. Таким образом, элемент 14 одновременно снимает припуск с помощью участка 17 и поддерживает заданную ширину с помощью участка 18. Режущий элемент 15 находится, в основном, на периферии несущей части 1 и используется для съема припуска. Последний элемент 16 является противоположным по отношению к элементу 14 и имеет участок 17 для съема припуска и участок 18 для поддержания заданной ширины. Таким образом, видно, что при использовании элементов, показанных на фиг. 10 - 12, имеются три элемента для съема припуска на один элемент для поддержания заданной ширины на одной боковой поверхности несущей части и один элемент для поддержания заданной ширины на другой боковой поверхности несущей части. Кроме того, поскольку поддержание заданной ширины пропила при использовании прямых углов (элемента) вызывает трудности, это устройство обеспечивает возможность получения пропила со скругленным дном. Хотя при скругленной режущей кромке режущий элемент не является таким эффективным, тем не менее проще поддерживать заданную ширину пропила, так что повышается эффективность на продолжительном интервале времени работы элемента. Фиг. 1З - 15 показывают еще один вариант конструкции, показанной на фиг 10 - 12. Несущая часть обозначена поз. 1, а режущие элементы обозначены поз. 19, 20 и 21. Каждый из элементов 19, 20 и 21 имеет полукруглую форму, но они сориентированы по-разному по отношению к несущей части 1. Элемент 19 закреплен на одной боковой поверхности несущей части 1 при прямолинейном участке 51 полукруга, параллельном боковой поверхности несущей части 1. В результате один край окружной поверхности примыкает к периферии 23 несущей части 1 и будет обеспечивать некоторый съем припуска, в то время как центральный участок окружной поверхности будет действовать в качестве поверхности, поддерживающей заданную ширину. Элемент 20 прикреплен к периферии 23 несущей части 1 при прямолинейном участке 22 полукруга, перпендикулярном к боковымм сторонам несущей части 1. Таким образом, центральная часть полукруга буде" обеспечивать съем припуска, в то время как диаметральные концы стороны 22 будут обеспечивать поддержание заданной ширины. В завершение, элемент 21 аналогичен элементу 19, но закреплен на противоположной боковой поверхности несущей части 1. Прямолинейная сторона полукруга также обозначена поз. 22, а функционирование элемента аналогично работе элемента 19. Фиг.16 графических материалов показывает еще одну модификацию в соответствии с настоящим изобретением. Устройство, показанное на фиг. 16, аналогично устройству, показанному на фиг. 5 и 6. На фиг. 5 и 6 режущие элементы 8 и 9 установлены в основном по касательной к несущей части 1, затем наклонены к одной или другой боковой стороне несущей части. На фиг. 16 режущие элементы 24 размещены наклонно, так что элементы 24 располагаются вдоль секущей несущей части 1, а затем их наклоняют по отношению к секущей. Как показано, последовательно расположенные режущие элементы 24 могут быть наклонены в противоположных направлениях, так что передняя (рабочая) кромка последовательно находится с правой и с левой боковой стороны несущей части 1. В результате такого размещения режущих элементов 24 только край элементов будет входить в контакт с заготовкой для осуществления процесса резания. По мере того как режущие элементы изнашиваются, в контакт с заготовкой будут входить другие участки элементов. Таким образом, режущие элементы 24 будут работать эффективно до тех пор, пока по существу не будет использован весь элемент. Все это время только небольшая зона каждого элемента 24 будет контактировать с заготовкой, так что потребление энергии минимизируется, а проходы для удаления отходов сохраняются открытыми. На фиг. 17 графических материалов показан кусок материала типа раскрытого в вышеупомянутом патенте N 5 190 568, причем материал в целом обозначен поз. 25 и имеет волнообразные рифления 26. Тот же материал 25 изображен на фиг. 18, и различные формы профилей, подлежащих вырезанию из материала 25, показаны пунктирными линиями. Например, режущие элементы 14, 15 и 16, типа показанных на фиг. 10 – 12, изображены на фиг. 18, чтобы проиллюстрировать один способ изготовления таких элементов. Также показаны элементы 19 и 20 и показаны элементы 2 и 3. Материал 25 может представлять собой 6 29468 простой (например, дугообразный) элемент или элемент со сложным профилем и может быть разрезан с помощью лазерной, водоструйной, электроэрозионной резки и т. п. для получения режущих элементов типа раскрытых в данном описании. На фиг. 18 также показан элемент 27, подлежащий вырезанию из материала 25, и следует отметить, что ориентация этого элемента такова, что длина элемента 27 проходит поперек волнообразных рифлений, или гофров 26. Случаи применения получающегося в результате элемента 27 показаны на фиг. 19, 20 и 21. На фиг. 19 режущий элемент обозначен поз. 27, и видно, что профилированная поверхность сориентирована так, что она перпендикулярна стенке пропила, так что профилированная поверхность используется для съема припуска на дне пропила. Боковая сторона элемента 27, естественно, имеет зигзагообразную конфигурацию и служит для поддержания заданной ширины пропила. Режущий элемент 27 прикреплен к несущей части 1 с помощью сварки или других известных способов, и, как показано здесь, между элементом 27 и несущей частью 1 вводится наполнитель. На фиг. 20 изображен режущий элемент 27, повернутый на 90 градусов относительно элемента 27 на фиг. 19. Таким образом, зигзагообразная поверхность элемента выполняет съем припуска на дне пропила, в то время как профилированные поверхности действуют в качестве поверхностей для поддержания заданной ширины. Элемент 27 прикреплен к несущей части 1 с помощью обычных технологий. Конструкция, показанная на фиг. 21, представляет собой комбинацию конструкций, изображенных на фиг. 19 и 20, и в этой конструкции два элемента 27 и 28 прикреплены к несущей части 1. Элемент 27 прикреплен непосредственно к несущей части 1 аналогично элементу 27 на фиг. 20, так что профилированные поверхности действуют в качестве поверхностей, поддерживающих заданную ширину. Однако элемент 28 прикреплен к зигзагообразной поверхности элемента 27, так что профилированная поверхность элемента 28 входит в контакт с дном пропила для осуществления съема припуска. Между элементом 27 и элементом 28 может использоваться наполнитель, как показано. Наполнитель может содержать множество частиц абразива. Специалистам в данной области следует понимать, что такой узел, как показан на фиг. 21, может быть собран отдельно, и что наполнитель может быть введен спеканием и/или сплавлением, и/или папкой, а впоследствии узел может быть прикреплен к несущей части. На фиг. 22 графических материалов показана режущая кромка режущего устройства. Устройство, показанное на фиг. 22, может представлять собой край части ленточной пилы или многолезвийной пилы или может представлять собой выпрямленный край дисковой пилы. Форма режущего устройства в целом не имеет существенного значения. Как показано на фиг. 22, имеется несущая часть 29 с двумя режущими элементами 30 и 31 волнообразной формы, прикрепленными к ней. Как показано на фиг. 22, режущие элементы 30 и 31 содержат дугообразные участки 32, соединенные прямолинейными участками 33. Края дугообразных участков 32 прикреплены к несущей части 29, и дуга выходит за пределы самой несущей части. Прямолинейные участки 33 соединяют края дугообразных участков и, естественно, обеспечивают наличие дополнительного абразивного материала, способствующего выполнению резания. Дугообразные участки 32 могут быть выполнены, как рассмотрено выше, причем участки 32 показаны на фиг. 18 в виде иллюстрации. Следовательно, нужно понимать, что края, показанные на фиг. 22, будут действовать в качестве режущих кромок для съема припуска, в то время как криволинейные боковые стороны участков 32 будут действовать в качестве поверхностей, поддерживающих заданную ширину. Следует понимать, что участок 33 может также иметь дугообразную форму. На фиг. 23 изображен режущий элемент, аналогичный показанному на фиг. 14, но режущий элемент, показанный на фиг. 23, приспособлен для того, чтобы его изготовление и сборка обеспечивали его простое последующее крепление к несущей части. Как показано в данном материале, режущий элемент 34 прикреплен к монтажному элементу 35. Монтажный элемент 35 имеет П-образную форму, чтобы надевать его на несущую часть 1, хотя следует понимать, что можно использовать и другие многочисленные формы. Как показано здесь, монтажный элемент 35 можно легко прикрепить к несущей части 1 с помощью прихваток (коротких сварных швов), включая сварные швы, выполненные лазером. На фиг. 24 показана модификация конструкции, изображенной на фиг. 23. На фиг. 24 представлены режущие элементы 36, полученные одним из способов, рассмотренных в вышеуказанных заявках на патенты или патентах, причем элементы 36 имеют анкеры (промежуточные опоры) 37, выполненные заодно с элементами 36. Несущая часть 1 может быть выполнена из смолистого материала, композиционных материалов или металла при условии, что сегменты 36 не повреждаются в процессе прессования. На фиг. 25 показан участок дисковой пилы, но конструкция не ограничена дисковыми пилами. Конструкция на фиг. 25 образована путем установки двух элементов из гофрированного материала вместе, и в результате получается центральная прерывистая перемычка 38 с расположенными в промежутках трубчатыми элементами 39. Из вышеизложенного рассмотренного материала ясно, что при такой конфигурации резание выполняется вдоль кромки 40, в то время как боковые поверхности 41 трубчатых элементов 39 действуют в качестве поверхностей, поддерживающих заданную ширину. Кроме того, отходы могут удаляться по впадинам 42 между трубчатыми элементами 39, а также через отверстия 43 в трубчатых элементах 39. Смазочно-охлаждающие жидкости и/или смазочные материалы могут подаваться через отверстия 43 и впадины 42. Конструкция, показанная на фиг. 25, также может использоваться в качестве шлифовального элемента. Боковые поверхности 41 трубчатых элементов могут действовать в качестве снимаю 7 29468 щей припуск части устройства, в то время как впадины 42 обеспечивают возможность удаления отходов. Форма конструкции при использовании ее в качестве шлифовального устройства может практически неограниченно изменяться, и при использовании этой конструкции в качестве устройства для резки или шлифования трубчатые элементы 39 могут в основном иметь прямоугольную форму, как показано, а также могут быть круглыми, эллиптическими или многоугольными. Множество конструкций, изображенных на фиг. 25, может быть установлено вместе таким образом, чтобы обеспечить большую толщину инструмента. В этом случае образуются сотовидные конструкции из абразивных материалов. Такая конструкция может быть изготовлена сразу, или может быть получена путем изготовления профилированных деталей и последующего соединения деталей пайкой, сплавлением, склеиванием или сваркой. Сварка может включать как лазерную и электронно-лучевую сварку, так и более традиционные технологии. Полученные в результате конструкции можно использовать в шлифовальных кругах, специальных фрезах для обработки сложных поверхностей (фрезерных головках), развертках, сверлах и т. п. Сотовидная поверхность может выполнять съем припуска и/или функции поддержания заданной ширины. Отверстия 43 можно использовать для подвода смазочно-охлаждающих жидкостей, смазочных материалов или поверхностно-активного вещества, такого как неионизированный (нейтральный) или восстанавливающий газ, в рабочую зону. Кроме того, отверстия 43 и/или впадины 42 можно заполнить различными материалами, включая твердые вещества, пористые или порошкообразные материалы, пасты и пластмассы, ткани, композиционные материалы с улучшенными свойствами и т.п., и сочетаниями любых подобных материалов. Материалы могут действовать в качестве смазочного материала (например, дисилицид молибдена, графит, стекло), в качестве носителя для смазочного материала или другого средства, подлежащего подаче в рабочую зону, и в качестве упрочняющего элемента для сотовидной конструкции. На фиг. 26 показан вариант конструкции, изображенной на фиг. 22. На фиг. 26 режущие элементы 44 и 45 выполнены из прямолинейных отрезков, но структура в целом аналогична показанной на фиг. 22. Кроме того, имеется наполнитель 46 между двумя режущими элементами 44 и 45. Во впадинах режущих элементов также можно размещать наполнитель 47, прикрепленный к несущей части 1. Наполнители 46 и 47 изображены с частичным вырывом, чтобы показать несущую часть 1. Наполнители могут содержать частицы абразива с такими же или другими свойствами, размерами и концентрациями по отношению к частицам абразива в режущих элементах 44 и 45. Элемент 45 может иметь круглую форму, аналогичную показанной на фиг. 22. Элемент 45 можно исключить, и профилированная поверхность будет образована элементом 44. На фиг. 27 изображен режущий элемент, который можно рассматривать как вариант конструкции, показанной на фиг. 22, или конструкции, показанной на фиг.26. Как показано на фиг. 27, отдель ные профили, образующие режущий элемент, такие же, как обозначенный поз. 32 на фиг. 18, однако элементы в основном расположены по центру несущей части. Несущая часть на фиг. 27 обозначена поз. 1, а режущие элементы обозначены поз. 48, 49 и 50. В то время как края элементов 32 на фиг. 22 находятся на несущей части, а дугообразные участки выходят за боковые поверхности несущей части, элементы 48, 49 и 50 в основном расположены по центру несущей части 1, причем их края находятся на одной стороне несущей части 1, а дугообразный участок - на другой стороне несущей части 1. Кроме того, последовательно расположенные элементы повернуты друг отно сительно друга в противоположных направлениях. Таким образом, концы элементов 48 и 49 расположены на одной стороне несущей части 1, в то время как концы элемента 50 расположены на противоположной стороне несущей части 1. Нужно понимать, что концы элементов 50 могут быть расположены внутри элементов 48 и 49. Таким образом, следует понимать, что конструкция, показанная на фиг. 27, фактически создает зигзагообразный профиль на поверхности режущего элемента, обеспечивающей съем припуска, хотя этот зигзагообразный профиль является прерывистым. Хотя определенные признаки отличаются, в целом функционирование этой конструкции в основном такое же, как и конструкций, показанных на фиг. 22 и 26. Во всех случаях имеется зигзагообразный профиль для съема припуска и профилированная поверхность для поддержания заданной ширины. Способ изготовления абразивного режущего инструмента согласно настоящему изобретению заключается в том, что берут имеющую форму гофрированного листа заготовку абразивного материала (фиг. 17), содержащую спеченный связующий матричный материал со множеством внедренных в него абразивных частиц, которые с помощью ячеистого материала распределены в матричном материале упорядоченно по определенному рисунку, в виде листа, разрезают лист с помощью лазерной резки, водоструйной резки, электроэрозионной резки или их сочетания на множество режущих элементов заданной формы (фиг. 18), обеспечивающей их крепление к несущей части режущего инструмента, и крепят указанное множество режущих элементов на несущей части. Полученные таким способом режущие элементы не требуют никакой дополнительной обработки перед их креплением на несущую часть при том, что их форма оптимальна для осуществления крепления на несущей части, что значительно повышает эффективность и экономичность заявляемого способа производства абразивного режущего инструмента согласно изобретению. Таким образом видно, что в соответствии с настоящим изобретением разработаны режущие элементы, которые обеспечивают эффективную резку и поддерживают ширину пропила при минимальной требуемой мощности. Конструкция режущих элементов обеспечивает их большую долговечность с целью полного использования алмазов или других твердых частиц, применяемых в режущих элементах. 8 29468 Рассматривая более подробно графические материалы и те варианты исполнения изобретения, которые представлены здесь в качестве иллюстрации, следует понимать, что содержащий твердые частицы материал, используемый в настоящем изобретении, представляет собой материал, такой как описан в патентах США №№ 4 925 457, 5 092 910 и 5 049 165, а также этот материал может соответствовать материалу, раскрытому и заявленному в пунктах формулы патента № 5 190 568. Настоящее изобретение относится к новым инструментам, в которых используется материал, раскрытый в данных патентах, и такой материал следует рассматривать как ячеистый материал независимо от того, является ли ячеистый материал неотъемлемой частью композиционного абразивного материала или он был удален. Однако следует понимать, что по настоящему изобретению могут использоваться практически любые композиционные абразивные материалы (полученные путем смешивания, нанесения покрытия и/или агломерации абразивных частиц с удерживающими средствами, спекания, шаржирования, отвержде ния, склеивания, металлизации, пайки, сплавления, нанесения покрытия методом осаждения, имплантации и т.д. или путем какой-либо комбинации этих и других способов. Успех при использовании данного материала непосредственно зависит от концентрации, равномерности распределения частиц абразивного материала в связующем материале и от степени фиксации частиц абразива в связующем материале. Чем выше степень концентрации, равномерности или фиксации, тем более успешным будет использование композиционных материалов по настоящему изобретению. Естественно, специалистам в данной области следует понимать, что представленные здесь конкретные варианты исполнения приведены только в качестве иллюстрации и никоим образом не являются ограничивающими, следовательно, могут быть выполнены многочисленные изменения и модификации и осуществлено полное использование эквивалентов, на которые были сделаны ссылки, без отхода от идеи или объема изобретения, определенного в приложенных пунктах формулы изобретения. Фиг. 1 Фиг. 2 Фиг. 3 9 Фиг. 4 29468 Фиг. 5 Фиг. 8 Фиг. 11 Фиг. 14 Фиг. 6 Фиг. 7 Фиг. 9 Фиг. 10 Фиг. 12 Фиг. 15 10 Фиг. 13 Фиг. 16 29468 Фиг. 17 Фиг. 18 Фиг. 19 Фиг. 20 Фиг. 22 Фиг. 21 Фиг. 24 Фиг. 23 11 29468 Фиг. 26 Фиг. 25 Фиг. 27 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 12

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Abrasive cutting tool and method for its manufacture

Автори англійською

Celesin Naum N.

Назва патенту російською

Абразивный режущий инструмент и способ его изготовления

Автори російською

Целесин Наум Н.

МПК / Мітки

МПК: B24D 5/00, B28D 1/02, B23D 61/00

Мітки: інструмент, абразивний, виготовлення, спосіб, різальний

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/12-29468-abrazivnijj-rizalnijj-instrument-i-sposib-jjogo-vigotovlennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Абразивний різальний інструмент і спосіб його виготовлення</a>

Подібні патенти