Алмазний різальний елемент (шар)

Винахід відноситься до області обробки природнього і штучного каменю, і може бути застосований у каменеоброблюючому периферійному і торцевому інструментах. Відомі робочі елементи (див. Ю.И.Сычев, Ю.Я.Берлин, Шлифовально –полировальные и фрезерные работы по камню. М., Стройиздат, 1985, стор.163 -другий абзац, стор.242 -рис.83), які складаються зі зв'язки і розподілених в ній абразивних зерен. Недоліком таких робочих елементів є їх недостатня стійкість, підвищена енергоємність обробки матеріалів/знижена якість поверхні, яка оброблюється, значні витрати абразивного матеріалу і матеріалу зв'язки унаслідок нерівномірного розташування абразивних зерен в ній. Найбільш близьким рішенням є алмазні різальні елементи (див. там же стор.183) кінець сторінки, стор.185), що мають безалмазний шар (підкладку) і алмазоносний шар (робочий шар),який складається зі зв'язки і розміщених в ній алмазних зерен. Недоліком цього технічного рішення також є його недостатня стійкість, підвищена енергоємність різання, підвищені витрати дорогих дефіцитних матеріалів зв'язки і алмазів, а також знижена якість поверхні, що оброблюється, внаслідок того, що хаотичне розташування зерен у зв'язці (див. там же стор.231 - третій абзац) призводить до нерівномірності навантаження на них, а це збільшує знос і енергоємність різання, тому, що надмірно навантажені зерна викришуються зі зв’язки і зв'язка інтенсивно зношується на, що непродуктивно витрачається енергія; крім того для поліпшення закріплення алмазів в різальному елементі і підвищення зносостійкості зв'язки для неї використовуються дорогі дефіцитні матеріали у всьому об'ємі різального елемента, що призводить до значних витрат цих матеріалів, а неоднорідність зносу алмазних зерен знижує якість поверхні, що оброблюється. Задачею винаходу є зниження енергоємності різання, витрат алмазів та дорогих дефіцитних матеріалів зв'язки та підвищення якості поверхні, що оброблюється. Поставлена задача досягається тим, що одиничні алмазні зерна, стикаючись між собою і скріплені робочою зв'язкою, утворюють циліндричні стрижні, які кріпляться в алмазному різальному елементі за допомогою елементної зв'язки, міцність якої менша за міцність робочої зв'язки. На фіг.1 зображено поздовжній розріз різального елемента, на фіг.2 - різальний елемент - вигляд знизу (вид А). Алмазний різальний елемент містить підкладку 1,прикріплену до робочого шару 2, що складається з елементної зв'язки 3 і розташованих в ній циліндричних стрижнів 4, які складаються з низки одиничних алмазних зерен 5, що стикаються між собою, скріплених робочою зв'язкою 6; довжина стрижнів 4 дорівнює h висоті робочого шару 2 різального елемента. Стрижні 4 мають діаметр, що дорівнює максимальному значенню зернистості d алмазних зерен 5. Алмазний різальний елемент працює таким чином: при русі різального елемента відносно матеріалу, що оброблюється, алмазні зерна 5 стрижня 4 зрізають стружку матеріалу, утворюючи в ньому прорізь. Завдяки тому, що одиничні алмазні зерна 5 разом з робочою зв'язкою 6 утворюють стрижні 4 ці алмазні зерна 5 розташовані в різальному елементі не довільною програмовано/тобто у визначеному порядку, що дозволяє рівномірно розподілити навантаження на алмазні зерна 5 і стрижні 4, а отже виключити різання окремими алмазними зернами 5 стрижнів 4 недопустимо великої товщини стружки і тим самим виключити надмірно високе навантаження на алмазні зерна 5 і стрижні 4, що виключає великі виколи алмазних зерен 5, а це знижує їх витрати і підвищує стійкість алмазного різального елемента, крім того внаслідок рівномірності навантаження на алмазні зерна 5 кожного стрижня 4 виключається і згладжування їх різальних кромок, внаслідок недостатнього навантаження. Алмазні зерна 5 всіх стрижнів 4 по-перше будуть знаходитись в роботі, а по-друге матимуть сформованій різальні кромки, що значно покращує різальні якості алмазного різального елемента і тим самим знижує енергоємність різання, внаслідок виключення втрат енергії на тертя елементної зв'язки 3 та робочої зв'язки 6 об матеріал при виколюванні алмазних зерен 5. Крім того, виконання стрижнів 4 довжиною, що дорівнює довжині робочого шару 2 різального елемента забезпечує роботу різального елемента до повного зносу робочого шару 2 і покращує їх закріплення в різальному елементі, завдяки великій глибині заглиблення в робочий шар 2. Більш того у рішенні, що пропонується, якість зчеплення стрижнів 4 з елементною зв'язкою 3 суттєво не впливає на роботу стрижнів 4, завдяки великій глибині заглиблення їх в робочий шар 2, аж до моменту, коли в результаті зносу залишається частина стрижня 4, що має довжину меньшу за величину зернистості алмазного зерна - d, a так як в інструментах відношення h/d>10...20 і більше, то практично весь термін служби різального елемента знос його буде відбуватися тільки у відповідності з фізико-механічними властивостями стрижнів 4 і не буде залежати від міцності утримання його у елементній зв’язці 3. Це дозволяє використовувати елементну зв'язку 3 з пониженими характеристиками (дешеві широкорозповсюджені матеріали). Виконання стрижнів 4 з низки алмазних зерен 5, що стискаються один з одним дозволяє максимально знизити втрати робочої зв'язки 6 і тим самим виключається її непродуктивний знос. Адже таке розташування алмазних зерен 5 максимально забезпечує безперервність роботи стрижня 4 в процесі його роботи, що знижує енргоємність різання, внаслідок забезпечення рівномірного навантаження алмазних зерен 5 всіх стрижнів 4, а циліндрична форма стрижня 4 і однакова величина діаметра цього стрижня 4 з найбільшою величиною зернистості алмазних зерен 5, максимально знижує вміст робочої зв'язки 6 в стрижні 4. Таким чином, рішення, що пропонується у порівнянні з прототипом має такі переваги: підвищену стійкість; знижену енергоємність різання; знижені витрати алмазних зерен і дорогих дефіцитних матеріалів зв'язки; підвищену якість поверхні, що обробляється.