Алмазний інструмент для правки шліфувальних кругів

Изобретение относится к алмазно-абразивной обработке и может быть применено для формирования необходимого профиля рабочей поверхности и восстановления режущей способности алмазно-абразивных кругов. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является алмазный инструмент для правки шлифовальных кругов [1], содержащий рабочую часть, выполненную из металлической связки, имеющей твердость не ниже 65ед. HRB и более 62ед. HRC с закрепленными в ней природными алмазными зернами и нерабочую часть для крепления инструмента, выполненную из стали. При использовании данного известного инструмента повышается производительность процесса правки за счет предлагаемого распределения количества зерен от их величины, т.е. если алмазные зерна меньшего размера, то их больше, а если они большего размера, то их меньше. Однако данный инструмент имеет твердость связки рабочей части, не превышающий HRB80, что является недостаточным для прочного закрепления алмазов. Несоответствие прочностей связки и алмазов при правке приводит к его пониженной износостойкости. Кроме того, в данном инструменте нерабочая часть выполнена из металлического корпуса, изготовление которого требует также дополнительных технологических операций точения и сверления, что приводит к увеличению его стоимости. В основу изобретения поставлена задача такого совершенствования алмазного инструмента для правки шлифовальных кругов, при котором путем соответствующего подбора соотношения твердости связки к прочности алмазов рабочей части и выбора материала нерабочей части инструмента обеспечивается более надежное закрепление алмазов в связке и равномерный износ алмазов и связки, а также улучшение технологичности при его изготовлении и, как следствие, повышение износостойкости и уменьшение стоимости инструмента. Это достигается тем, что в алмазном инструменте для правки шлифовальных кругов, содержащем рабочую часть, выполненную из металлической связки с закрепленными в ней алмазными зернами, и нерабочую часть для крепления инструмента, согласно изобретению, металлическая связка рабочей части имеет твердость при соотношении твердости связки и прочности алмазов 1,5 ... 3,0, а нерабочая часть инструмента выполнена из материала связки. При правке методом шлифования возникают высокие температура обработки и механические напряжения как на шлифовальном круге, так и в правящем инструменте. При этом алмазные зерна, соударяясь друг с другом, расшатываются, вырываются из связки или частично вдавливаются в нее. Для обеспечения малого изнашивания алмазов в зоне правки требуются зерна высокой прочности с максимальной высотой выступания их над связкой. Поэтому связка должна обладать повышенным алмазосодержанием, т.е. высокой твердостью, соответствующей прочности алмазов. Достаточная высота выступания алмазных зерен способствует образованию большего объема межзеренного пространства, необходимого для размещения и транспортирования из зоны резания продуктов шлифования. Непрерывное освобождение межзеренного пространства от продуктов шлифования, равномерный износ алмазов и связки уменьшает вероятность возникновения ее контакта с поверхностью шлифовального круга, создает благоприятные условия для повышения износостойкости правящего инструмента и интенсивного воздействия прочных алмазных зерен на правящую поверхность алмазно-абразивных кругов. Как показали наши исследования и проведенные эксперименты, решение этой технической задачи возможно в том случав, если твердость рабочей части будет находиться в заявляемых пределах, а нерабочая часть будет выполнена из материала связки. Такой твердостью обладают связки марок МС2 (СТП 88 УССР ИСМ 588 - 76), МОЗ, МСЗ (СТП 88 УССР ИСМ 502 - 72 и 505 - 72). Если твердость меньше 85ед. HRB существенно уменьшается износостойкость алмазного правящего инструмента, а твердость выше 110ед. технологически невозможно достичь. Установлено также, что отношение твердости рабочей части к прочности алмазов должно находиться в пределах 1,5 ... 3,0. При отношении меньше 1,5 ухудшаются условия закрепления алмазов в связке, так как твердость связки недостаточна для более надежного закрепления прочных алмазов, что вызывает во время правки преждевременное удаление их из связки и повышенный износ правящего инструмента. При более 3,0 ухудшаются условия равномерного износа алмазов и связки, т.е. нарушается процесс самозатачивания, так как сравнительно низкая прочность алмазов не соответствует повышенной твердости связки, что приводит к ускоренному износу алмазов и всего правящего инструмента. Нерабочая часть правящего инструмента изготавливается из материала связки, что обеспечивает прочное соединение однородных рабочей и нерабочей частей при его изготовлении (прессовании и спекании в прессформе) и, кроме того, при этом улучшается технологичность инструмента, т.к. появляется возможность изготовить обе упомянутые части (рабочую и нерабочую за один прием, в едином технологическом процессе). На фиг.1 изображен общий вид алмазного инструмента для правки шлифовальных кругов; на фиг.2 - сечение по А - А на фиг.1. Алмазный карандаш может быть в поперечном сечении как круглой, так и квадратной формы. Алмазный инструмент для правки шлифовальных кругов содержит рабочую часть 1, выполненную из металлической связки с закрепленными в ней алмазными зернами и нерабочую часть 2 для крепления инструмента, выполненную из материала связки, при этом металлическая связка рабочей части 1 имеет твердость 85 ... 110HRB при соотношении твердости связки к прочности алмазных зерен 1,5 ... 3. Алмазный инструмент для правки шлифовальных кругов изготавливают следующим образом. В прессформу засыпают вначале алмазсодержащую шихту рабочей части правящего инструмента (алмазы с металлической связкой), затем безалмазный порошок нерабочей части связки и одновременно в одной прессформе спекают правящий инструмент. Пример 1. Рабочая часть 1 правящего инструмента, содержащая алмазы и связку, имеет следующую характеристику: АБ 50x8x8-AC32 250/200-MO3-100%. Металлическая связка карандаша марки МОЗ (СТП 502 - 72 ИСМ АН Украины) состоит из следующих компонентов: порошок кобальтовый 93мас.%, порошок кадмия 6мас.%, железо сернистое 1мас.%, твердость связки МОЗ, HRB не менее 95ед. Нерабочая часть карандаша содержит только связку МОЗ без алмазов, прочность алмазов рабочей части - 426Н, отношение твердости связки к прочности алмазов 2,23. Заявляемый инструмент работает следующим образом. Осуществляли правку кубонитового круга 12R4 125хЗх2х32-КР 125/100 - 81 - 13 - 125% на универсально-заточном станке мод. ЗВ641. В зажимное устройство устанавливали нерабочую часть 2 (фиг.1) правящего карандаша. Круг из кубонита приводят во вращение и при поперечной подаче карандаша 0,02 - 0,03мм/дв. ход и продольной подаче 0,5 - 1,0м/мин начинают его править. После правки шлифовального круга из кубонита износ правящего инструмента составляет 88мг/см3. Кроме того, был изготовлен инструмент из материала при граничных и при выходе за граничные значения заявляемых интервалов, а также при тех же условиях инструмент по прототипу. Данные сведены в таблицу (прилагается). Как видно из таблицы износостойкость инструмента, материал которого выбран с учетом заявляемых соотношений, уменьшилась в 0,64 0,68 раза.