Пристрій для свердління отворів в кристалічних заготовках, зокрема монокристалів корунду

Реферат: Пристрій для свердління кристалічних заготовок, зокрема корунду, містить тримач і закріплений на ньому тонкостінний порожнистий робочий інструмент. Робочий інструмент складається з фрагментів, вирізаних з алмазного відрізного круга вздовж його радіуса, причому алмазовмісна крайка фрагментів обернена в сторону деталі, що обробляється. UA 115619 U (12) UA 115619 U UA 115619 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до області обробки кристалів і може бути використана на підприємствах оптико-електронної промисловості, а також машинобудуванні при свердлінні отворів в кристалічних заготовках. Широко відомий інструмент для свердління отворів в кристалічних заготовках - алмазне кільцеве свердло, яке являє собою металевий порожнистий циліндр із зв'язаним алмазним порошком на його робочій крайці [Справочник технолога-оптика. Под. Ред. М.А. Окатова, СанктПетербург, Политехника, 2004. 679 с. - С. 215]. Завдяки зв'язаному абразиву і малій площі контакту з заготовкою швидкість, з якою таке свердло проникає в товщу того ж корунду, може становити десятки міліметрів на хвилину. Недоліком стандартних свердел зі зв'язаним алмазним порошком є те, що їх розміри є суворо регламентованими і не завжди можна підібрати свердло відповідного розміру. Після свердління отвору в кристалічній заготовці, його, як правило, розшліфовують до потрібної величини на круглошліфувальному верстаті. Розшліфовування отвору в кристалах є досить трудомісткою операцією. В монокристалах корунду, наприклад, вона займає набагато більше часу, ніж саме свердління. У разі ж використання свердла заниженого діаметру відповідно збільшуються витрати на розшліфовування та втрати дорогого кристалічного матеріалу. Більш універсальним є металевий трубчастий інструмент для свердління отворів за допомогою вільного абразиву [Справочник технолога-оптика. Под. Ред. М.А. Окатова, СанктПетербург, Политехника, 2004. 679 с. - С. 216]. Сталевий або латунний тонкостінний циліндр (товщина стінки ~ 1 мм) завжди можна виготовити "під заданий отвір" в заготовці, і, таким чином, зменшити витрати на розшліфовування та втрати матеріалу заготовки. Недоліком свердла, яке працює з вільним абразивом, є набагато менша швидкість знімання матеріалу у порівнянні із свердлом з алмазовмісною крайкою. Прототипом за сукупністю ознак вибраний другий з наведених аналогів. В основу корисної моделі поставлено задачу розробки пристрою для свердління отворів в кристалічних заготовках, що дозволить зменшити енерговитрати, скоротити час на виготовлення отворів заданого розміру, таким чином знизити собівартість виробів з кристалів, зокрема виробів з монокристалів корунду. Рішення поставленої задачі досягається тим, що в пристрої для свердління кристалічних заготовок, зокрема корунду, який має тримач і закріплений на ньому тонкостінний порожнистий робочий інструмент, згідно корисної моделі робочий інструмент складається з фрагментів, вирізаних з алмазного відрізного круга вздовж його радіуса, причому алмазовмісна крайка фрагментів обернена в сторону деталі, що обробляється. Експериментально встановлено, що робочий інструмент пристрою для свердління кристалічних заготовок, зібраний з фрагментів, які вирізані з алмазного відрізного круга і зігнуті відповідно до форми і діаметру тримача, за жорсткістю в напрямку його осі не поступається металевому тонкостінному циліндру. Це підтверджується тим, що при однакових значеннях товщини стінки металевого циліндра і товщини крайки алмазного відрізного круга ширина канавки, яка утворюється в корундовій пластині при використанні пристрою, що заявляється, є такою ж, як і при використанні металевого тонкостінного циліндра з вільним абразивом. Обернена до заготівки алмазовмісна крайка інструменту утворює просторову лінію, яка складається з виступів і западин, що сприяє більш ефективному врізанню інструменту в заготовку. Важливою особливістю пристрою, яка сприяє здешевленню технології свердління отворів в кристалічних заготовках, є те, що зазначені фрагменти можна вирізати з дефектних або частково пошкоджених алмазних кругів, які завжди є в наявності при серійному виробництві оптичних деталей і які вже непридатні для використання за прямим призначенням. На фіг. 1 наведено креслення пристрою для свердління отворів в кристалічних заготовках. На фіг. 2 наведено одну з можливих схем розкрою алмазного відрізного круга діаметром 150 мм при виготовленні пристрою, що заявляється. У таблиці наведено технологічні параметри робочого інструмента і процесу свердління отворів в пластині корунду товщиною 27 мм. 1 UA 115619 U Таблиця Робочий інструмент, Час свердління отвору діаметром d±0.3 мм, хв кількість фрагментів d 42 мм d 59 мм d 80 мм 4 7 10 14 Пристрій, що заявляється 6 8 9 14 9 7 11 13 Прототип Циліндр 107 146 173 Пристрій для свердління 5 10 15 20 25 Пристрій містить в собі тримач 1, фрагменти алмазного відрізного круга 2 з алмазовмісною крайкою 3 і хомут 4. Виконаний зі сталі тримач 1 має хвостовик для закріплення пристрою в патроні станка для свердління і осьовий канал для подачі мастильно-охолоджувальної рідини (МОР) в зону свердління. Фрагменти 2 вирізують з алмазного відрізного круга марки АСК за допомогою звичайних ножиць по металу. Для кріплення фрагментів алмазного круга до тримача достатньо хомута, який стягують одним болтом, оскільки швидкість обертання шпинделя при свердлінні кристалічних заготовок є невеликою (~ 200 об/хв), і асиметрія пристрою при його роботі практично не позначається. Пристрій працює наступним чином. Хвостовик тримача затискають в патроні станка для свердління, що має порожнистий шпиндель з підключеною до нього МОР. Подають МОР в зону свердління. Включають оберти шпинделя. Підводять пристрій до заготовки і поступово врізаються в неї аж до виходу робочої крайки зі зворотного боку заготовки. Приклад У корундовій пластині товщиною 27 мм потрібно просвердлити отвір діаметром 59±0.3 мм. Виготовляють сталевий тримач діаметром 57.3 мм і висотою (без хвостовика) 20 мм. З алмазного відрізного круга марки АСК діаметром 150 мм (товщина корпусу 0.6 мм, товщина алмазної крайки 0.8 мм) вирізують шість фрагментів у вигляді смуг шириною 30 мм, як показано на фіг. 2. Фрагменти притискають хомутом до тримача, як показано на фіг. 1. Проводять свердління пластини. Свердління отвору зайняло 9 хв, в той час як при використанні пристроюпрототипу на свердління аналогічного отвору знадобилося 146 хв. Як видно з матеріалів заявки, пристрій, який заявляється, дозволяє скоротити час свердління отворів в кристалічних заготовках в 12-14 разів у порівнянні з прототипом, і, отже, значно знизити трудо- та енерговитрати. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 Пристрій для свердління кристалічних заготовок, зокрема корунду, який містить тримач і закріплений на ньому тонкостінний порожнистий робочий інструмент, який відрізняється тим, що робочий інструмент складається з фрагментів, вирізаних з алмазного відрізного круга вздовж його радіуса, причому алмазовмісна крайка фрагментів обернена в сторону деталі, що обробляється. 2 UA 115619 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3