Гибкий абразивный инструмент

Полезная модель относится к машиностроению, к производству абразивных инструментов, выполняющих глубинное периферийное шлифование материалов, расположенных к дефектообразованию в виде прожогов и микротрещин, и предназначенных для выполнения операций круглого, наружного и плоского шлифования деталей из различных материалов. Гибкий абразивный инструмент состоит из абразивного слоя, нанесенного на гибкую основу, абразивный слой, включает абразивные элементы, имеющие неодинаковую прецизионную форму, гибкая основа имеет форму круга, выполненного из упругого материала, снабженного сквозными отверстиями, расположенными равномерно по всей поверхности, абразивный слой нанесен на гибкую основу с двух сторон с частичным осаждением его в сквозных отверстиях, что образует неравномерные выпуклые и углубленные абразивные участки на обеих сторонах гибкой основы, дополнительно гибкий абразивный инструмент снабжен резиновой прокладкой и элементами крепления, обеспечивающими установку инструмента на эксплуатационном оборудовании. Конструкция гибкого абразивного инструмента проста в изготовлении и обеспечивает высокую степень обработки сложных поверхностей деталей разных форм.

Полезная модель относится к машиностроению, к производству абразивных инструментов, выполняющих глубинное периферийное шлифование материалов, расположенных к дефектообразованию в виде прожогов и микротрещин, и предназначенных для выполнения операций круглого, наружного и плоского шлифования деталей из различных материалов.

Качество обрабатываемой детали зависит от правильного выбора абразивного инструмента. При выборе инструмента для каждого конкретного случая обработки форма, размеры и конструктивные особенности его обуславливаются: формой и размерами обрабатываемых поверхностей. Форма рабочей поверхности абразивного инструмента определяется геометрией обрабатываемой поверхности, в связи с чем, абразивные инструменты изготавливаются различной конфигурации и формы. Это могут быть круги, головки, сборные круги с прерывистой рабочей поверхностью, оснащенные абразивными сегментами, бруски. Форма кругов должна быть такой, чтобы его рабочая поверхность беспрепятственно соприкасалась с обрабатываемой поверхностью. Конструирование специальных форм абразивных инструментов трудоемко и требует особого внимания к свойствам компонентов пресс-порошка, правил конструирования пресс-формы, порядка и режимов выполнения технологических операций. Выбор абразивного

инструмента соответствующего форме и размерам обрабатываемой детали значительно усложняет производственный процесс обработки деталей, особенно сложной конфигурации.

Известен притирочный абразивный инструмент (Патент США №3605349 Anthon). Связующие и абразивные зерна смешиваются вместе, а затем через сетку распыляются на подложку. Наличие сетки приводит к созданию абразивного покрытия определенного рисунка.

Известно изделие с абразивным покрытием (Патент США №5152917, Pieper и др.), которое обеспечивает как относительно высокую производительность обработки, так и относительно высокую чистоту поверхности детали. Структурированный абразив по «Pieper и др.» представляет собой абразивные композиты прецизионной формы, которые закреплены на подложке в правильном порядке. Постоянство профиля абразивных композитов, обеспечиваемое абразивной структурой по «Pieper и др.», помогает получить, помимо прочего, равномерную чистоту поверхности обрабатываемой детали.

Абразивные изделия, изготовленные в соответствии с описанными выше патентами, выбранными за аналоги (а именно по патенту «Pieper и др.»), обеспечивают относительно высокую чистоту обрабатываемой поверхности. Недостатком аналогов является то, что обработка этими абразивными изделиями с повторяющимся рисунком абразивного слоя может привести к вибрационному резонансу абразивного изделия, так

называемой «дроби», при которой на обрабатываемой поверхности деталей образуются риски.

Известно Устройство для абразивной обработки (Патент РФ №2203796, авт. Степанов Ю.С. и др.), которое используется при окончательной обработке деталей шлифовальным кругом, состоящим из упругого гибкого корпуса с закрепленным на нем абразивным слоем. Несмотря на то, что устройство этого аналога повышает производительность обработки деталей с одновременным улучшением качества обработки, существенным недостатком является сложная конструкция устройства, а также невозможность шлифования сложных поверхностей деталей.

Прототипом полезной модели выбран наиболее близкий аналог «Гибкий охватывающий абразивный инструмент для обработки эксцентричных валов и винтов» (Патент РФ №2201331, авт. Степанов Ю.С. и др.). Инструмент состоит из абразивного слоя, нанесенного на гибкую основу, которая выполнена в виде охватывающей оболочки и предназначен для обработки валов и винтовых поверхностей из трудношлифуемых материалов. Недостатком этого инструмента является ограниченное применение, т.е. только для деталей, имеющих цилиндрическую поверхность. Еще одним недостатком является сложность конструкции, при которой инструмент приводится в рабочее состояние путем подачи сжатого воздуха.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является простота конструкции, универсальность применения абразивного инструмента и

высокая степень чистоты обработки сложных поверхностей деталей разнообразных форм, выполненных из различных материалов.

Поставленная задача в заявленной полезной модели решается за счет того, что в известном гибком абразивном инструменте, состоящем из абразивного слоя, нанесенного на гибкую основу, абразивный слой, согласно полезной модели, включает абразивные элементы: электрокорунд и карбид кремния, диспергированные в связующем и имеющие неодинаковую прецизионную форму, в качестве наполнителя выбраны белила цинковые или гипс, а в качестве связки: пульвербакелит и криолит, гибкая основа имеет форму круга, выполненного из упругого материала, снабженного сквозными отверстиями, расположенными равномерно по всей поверхности, причем одно отверстие выполнено в центре круга, при этом абразивный слой нанесен на гибкую основу с двух сторон с частичным осаждением его в сквозных отверстиях, что образует неравномерные выпуклые и углубленные абразивные участки на обеих сторонах гибкой основы, дополнительно гибкий абразивный инструмент снабжен резиновой прокладкой и элементами крепления, обеспечивающими установку инструмента на эксплуатационном оборудовании

На Фиг.1 изображен гибкий абразивный инструмент с резиновой прокладкой и элементами крепления

На Фиг.2 изображен фрагмент поперечного сечения абразивного слоя, нанесенного на гибкую основу, снабженную сквозными отверстиями

На фиг.1 изображен гибкий абразивный инструмент, который содержит гибкую основу 1 (фиг.1), снабженную сквозными отверстиями 2 (фиг.2), абразивный слой 3 (фиг.1), имеющий различные по форме и высоте абразивные элементы 4 (фиг.2), дополнительно гибкий абразивный инструмент содержит втулку 5, резиновую прокладку 6 и элементы крепления 7 (фиг.1).

Гибкая основа 1 состоит, например, из стеклосетки, содержащей сквозные отверстия 2, что позволяет создать при нанесении абразивного слоя 3 поверхность с выпуклыми абразивными участками «а» (пики) и углубленными абразивными участками «b» (впадины) (фиг.2). Абразивные элементы 4 имеют разные геометрические формы и разные размеры и расположены хаотично.

На фиг.2 изображен фрагмент поперечного сечения абразивного слоя, нанесенного на гибкую основу, снабженную сквозными отверстиями.

Абразивный слой 3, нанесен на гибкую основу 1 с двух сторон. При рассмотрении под микроскопом среза гибкой основы просматривается рисунок впадин и пиков с различными формой и высотой, что характерно для абразивного слоя заявленной полезной модели. Такая структура абразивного слоя предотвращает возникновение вибрационного резонанса, так называемой «дроби», при использовании гибкого абразивного инструмента и дает высокую производительность обработки и хорошую чистоту обработки поверхности детали с меньшим числом «дроби», не оставляя на ней рисок.

Предпочтительно, чтобы абразивные частицы имели твердость не менее 8 по шкале Мооса, а более предпочтительно - выше 9. К числу таких абразивных частиц относятся корунд (включая коричневый корунд, белый корунд, термообработанный корунд, керамической электрокорунд), поэтому элементы абразивного слоя 3 выбраны из группы: электрокорунд или карбид кремния, а в качестве наполнителя выбраны цинковые белила или гипс.

При введении гипса в состав наполнителя абразивного слоя гибкий абразивный инструмент становится более прочным, что приводит к увеличению коэффициента шлифования, повышению износостойкости, это условие является необходимым требованием для шлифования деталей из твердых материалов.

А добавление цинковых белил приводит к тому, что абразивный слой становится более пластичным, что обеспечивает возможность шлифования поверхностей деталей сложных форм.

В качестве связующих элементов использованы пульвербакелит или криолит, которые обладают вяжущими и клеящими свойствами, что совместно с наполнителями обеспечивает повышение прочности, износостойкости гибкого абразивного инструмента.

Втулка 5 служит для закрепления гибкого абразивного инструмента при помощи элементов крепления 7 в эксплуатационное оборудование для его использования.

Резиновая прокладка 6 устанавливается во время крепления гибкого абразивного инструмента на эксплуатационном оборудовании.

Из приемного бункера на дно прессформы насыпается абразивный слой и на него укладывается гибкая основа, например, стеклосетка, поверх которой снова насыпается абразивный слой, при этом часть сквозных отверстий оказывается заполненной абразивными элементами. В центральное отверстие стеклосетки устанавливается втулка. Соединение составных частей гибкого абразивного инструмента осуществляется методом холодного прессования, после чего осуществляется процесс бакелизации (термообработки): химическая реакция органической смеси, то есть превращение из пластической массы в непластическую или твердую массу. Причем гибкая основа сохраняет свойства изменять свою поверхность в зависимости от формы обрабатываемой детали, это свойство усиливается за счет плотного прилегания к ней резиновой прокладки.

Гибкий абразивный инструмент представляет собой тело вращения, у которого имеется центральное отверстие с втулкой и элементы крепления для установки на эксплуатационное оборудование: оправку или шпиндель станка, возможна установка на обычную дрель. Гибкий абразивный инструмент предназначен для глубинного периферийного шлифования материалов, расположенных к дефектообразованию в виде прожогов и микротрещин, и предназначен для выполнения операций круглого, наружного и плоского шлифования деталей из различных материалов с высокой степенью обработки.

Конструкция гибкого абразивного инструмента проста в изготовлении, технология изготовления гибкого абразивного инструмента определяется составом, режимом прессования, конструкцией пресс-формы, циклограммой термообработки.

1. Гибкий абразивный инструмент, состоящий из абразивного слоя, нанесенного на гибкую основу, отличающийся тем, что абразивный слой включает абразивные элементы: электрокорунд и карбид кремния, диспергированные в связующем и имеющие неодинаковую прецизионную форму, в качестве наполнителя выбраны белила цинковые или гипс, а в качестве связки: пульвербакелит, криолит, гибкая основа имеет форму круга, выполненного из упругого материала, снабженного сквозными отверстиями, расположенными равномерно по всей поверхности, причем одно отверстие выполнено в центре круга, при этом абразивный слой нанесен на гибкую основу с двух сторон с частичным осаждением его в сквозных отверстиях, что образует неравномерные выпуклые и углубленные абразивные участки на обеих сторонах гибкой основы.

2. Гибкий абразивный инструмент по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен резиновой прокладкой и элементами крепления, обеспечивающими установку инструмента в эксплуатационном оборудовании.