Высокопористый абразивный инструмент на бакелитовой связке

Шлифование плоских поверхностей деталей торцем круга, ввиду большой площади и длительности контакта круга с деталью, характеризуется высокой теплонапряженностью, что ограничивает диапазон режимов шлифования и отражается на производительности обработки. Для улучшения процесса торцешлифования авторами разработан новый способ изготовления высокопористых кругов на бакелитовой связке и метод определения структуры инструмента [469, 470[.

Способ изготовления высокопористых шлифовальных кругов на бакелитовой связке заключается в замене абразивного зерна (по рецептуре) равным по объему количеством порообразователя с размером гранул от 0,2 до 2 мм. При приготовлении абразивной смеси порообразователь вводят в чашу смесительной машины и смешивают со шлифматериалом, после чего эту смесь увлажняют жидким бакелитом. Дальнейшее введение компонентов связки и смешивание осуществляют по обычной технологии.

При изготовлении кругов, предназначенных для работы с СОЖ на водной основе, в качестве порообразователя используются гранулы хлорида калия [471]. При этом образование пор на поверхности круга происходит в результате растворения хлорида калия в охлаждающейся жидкости при шлифовании. Для повышения водостойкости кругов рекомендуется шлифматериал покрывать кремнийорганическим соединением АГМ-9 (ТУ 6−02- 724−77) [472].

Для тех случаев, когда круги эксплуатируются с охлаждением, приготовленным на масляной основе (например, при шлифовании торцев поршневых колец), разработан способ изготовления высокопористых кругов, в которых в качестве порообразователя используются гранулы карбамида [473]. В процессе бакелизации абразивных изделий карбамид взаимодействует с фенолформальдегидной смолой с выделением газообразного аммиака, который улетучивается с образованием пор в изделии. Для улучшения технологических свойств абразивных смесей предлагается использовать пластифицирующую добавку — политерпены (ТУ 6−02−724−77) [474].

Создание и промышленное использование разработанного способа изготовления высокопористых кругов из электрокорунда и карбида кремния зернистостью от 16 до 50 с номером структуры от 10 до 15 позволяет:

снизить расход шлифматериалов на 20−25% за счет замены его в рецептуре более дешевым порообразователем;

устранить брак деталей по прижогам;

увеличить производительность труда при шлифовании в 1,2—1,5 раза за счет увеличения режущей способности инструмента;

сократить износ абразивного инструмента на 30−40% за счет полного использования рабочей части шлифовального круга и уменьшения числа его правок. Например, при промышленном использовании высокопористых шлифовальных кругов ПН 750×70×25 из электрокорунда зернистостями 25 и 40, твердостью СМ2, структуры 12 на операции шлифования дисков трения трактора К-701 установлены следующие показатели процесса: устранение брака деталей по прижогам; повышение производительности при шлифовании — в 1,2 раза; сокращение износа абразивного инструмента — в 1,3 раза.

Эпоксикаучуковая связка содержит эпоксидно-новолачный блоксополимер, полученный сополимеризацией эпоксидной и фенолформальдегидной новолачной смолы, совместно с бутадиен-нитрильным каучуком. В состав связки дополнительно вводятся газообразователь, поверхностно-активное вещество, катализатор. Технология изготовления абразивных инструментов на эпоксикаучуковой связке включает дозирование компонентов, их совмещение на вальцах в течение 40−50 мин, прокатку и вырубку заготовок. Вспенивание и отверждение абразивного инструмента производятся в закрытых формах при температуре 80−180 °С в течение 4−8 ч. Затем производится механическое удаление облоя с отвержденных инструментов.

Высокопористые эластичные абразивные инструменты изготовляются преимущественно типоразмера 1 (125−300×40−60), из зеленого карбида кремния зернистостью 16−8, двух степеней эластичности (П1 и П2). Круги имеют плотность 600−1100 кг/м³, рабочую скорость — 20−25 м/с, содержат до 60- 80% закрытых пор. Наличие закрытых пор и химическая стойкость эпоксикаучуковой связки дает возможность использовать данный инструмент с применением СОЖ любого состава.

Такие инструменты применяются при зачистке заготовок печатных плат от ингибированного слоя с получением шероховатости обработанной поверхности Я_а = 1,25−0,63 мкм, а также при зачистке штанг анододержателей из алюминия марки А5Е.

Для полирования емкостей пищеварочных котлов из нержавеющей стали разработаны и внедрены в производство специальные виды абразивного высокопрочного инструмента — абразивные головки типа Р^. При этом применяются инструменты следующих характеристик: 64С 25 ЭКП для предварительной обработки и 64С 12 ЭКП для окончательной обработки. При этом достигается шероховатость полированной поверхности из нержавеющих сталей R_a < 0,32 мкм. Внедрение указанных головок позволило заменить ими малоэффективные полировальные круги на связке ПФ и накатанные войлочные круги.

Высокопористый жесткий абразивный инструмент на органической связке применяется, как правило, для обработки деталей из цветных металлов и сплавов, в частности из меди и алюминия.

Для шлифования медных текстильных валов перед нанесением гравировального рисунка разработаны высокопористые шлифовальные круги 1 (200 х х 70×50) и сегменты СП 250×100×40 на фенольной связке СФ, которые содержат 42% связки и 58% зеленого карбида кремния зернистостью М28— М10. Пористость инструмента 70−79%, размер пор 100−150 мкм. В качестве связующего в таком инструменте используются порошкообразные фенолформальдегидные смолы, что позволяет производить сухое смешивание формовочной массы в фарфоровых барабанах с высокой степенью однородности получаемой массы.

На рис. 9.2 представлены образцы высокопористых шлифовально-полировальных кругов на эпоксикаучуковых связках.

Варьируя тип и качество порообразователя, целевых добавок, соотношения между абразивом и полимерной связкой, а также технологические параметры смешивания композиции и отверждения связующего, можно разрабатывать инструмент, обеспечивающий необходимую степень обновления режущих поверхностей в соответствии с требованиями конкретных операций. Технология изготовления инструмента (вспенивание в замкнутых пресс-формах) позволяет использовать любой абразивный материал крупностью от 5 до 630 мкм и достигать пористости инструмента до 85%.

Подобный инструмент может применяться при зачистке охлаждающих валов из специальной теплопроводной бронзы, которые предназначены для непрерывного производства ленты из аморфной стали, при шлифовании и доводке алюминиевых основ магнитных дисков памяти, а также при шлифовании с глубиной резания до 0,2−0,3 мм деталей из комбинированных материалов, например из цветного металл-пол и мера.

Рис. 9.2. Высокопористые шлифовально-полировальные круги на эпоксикаучуковых связках ЭКП-1 (а) и ЭКЖ (б) для зачистки печатных плат и для полирования медных гравировальных валов.