CZ307395B6 - Brousicí kotouč - Google Patents

Abstract

Vynález se týká brousicího kotouče opatřeného na svém obvodu 3 až 20 mm silnou vrstvou abraziva pojeného pojivem, kde obnovitelná vrstva (2) abraziva je na bázi AlOa/nebo SiC a pojivo je vybráno ze skupiny keramická, sklokeramická a syntetická pryskyřice.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká konstrukce brousicího kotouče opatřeného tenkou vrstvou abraziva pojeného pojivém, které slouží k broušení a přesnému dokončování povrchu při možnosti renovace po využití tenké abrazivní vrstvy.

Dosavadní stav techniky

V současné době se používají tenkovrstvé kotouče s abrazivními zrny kubického nitridu boru (CBN) a polykrystalického diamantu (D) pojená především pryskyřičným pojivém. Tenká vrstva je použita v tomto případě z důvodu vysoké ceny abrazivního materiálu. Uvedené nástroje se poměrně pomalu opotřebují, ale přes tenkou vrstvu abraziva - 3 až 12 mm, mají vysokou cenu v desítkách tisíc Kč. Po opotřebení zrna se nástroje orovnávají diamantem nebo orovnávacím hranolem z abraziva. Jako nosiče se používají kovové disky především z hliníkových slitin. Na tyto disky je pojivo s abrazivem nanášeno do vytvořeného prostoru. Dalším řešením je kovové pojivo, které má vysokou životnost a dlouhou dobu tvorby broušeného povrchu stejných vlastností. Toto pojivo lze použít pouze pro vysoce tvrdé abrazivní materiály, jako jsou právě CBN a D. Po opotřebení vrstvy je nutno nástroj u specializované firmy elektrochemickým odleptáním vrstvy oživit a vrátit zpět řezné schopnosti. Tento proces lze opakovat do vyčerpání nosnosti tenké vrstvy abraziva a kovového pojivá.

Druhou skupinu brousicích nástrojů tvoří monolitní nástroje. Ty jsou tvořeny abrazivním zrnem a pojivém. Jako abrazivní zrno se v těchto případech používá levná verze zrna a to umělý korund a karbid křemíku. Vzhledem k nižší tvrdosti zrna, dochází k jeho opotřebení a proto se tyto nástroje ostří, tak zvaným orovnáním. Narušená zrna a povrchová vrstva se odstraní diamantovým zrnem orovnávacího nástroje. Takto lze orovnávat a využívat nástroj do možnosti použití požadované řezné rychlosti a průměru.

V posledních rocích byla vytvořena skupina nových abrazivních materiálů vyrobená novou technologií na bázi A1₂O₃ - umělého korundu, nazývaná také mikrokrystalickým korundem. Tato zrna jsou neustále vyvíjena, oproti běžnému umělému korundu mají i 20x vyšší životnost a na trhu se objevují zrna pro vysoké úběry a další modifikace.

Všechna tato abrazivní zrna jsou používána pro monolitní nástroje už proto, že jejich cena je nejméně 10 až 20 x nižší než cena zrn CBN a D. Monolitní nástroje lze však využít jen do určitého průměru - zajištění délky dráhy při pohybu stroje k dosažení styku nástroje a obrobku, a zajištění požadované řezné rychlosti, která se s průměrem mění a je nutno použít stroje s plynulou změnou otáček nástroje.

Nevýhodou je to, že cena nástroje s tenkou vrstvou abraziva CBN nebo D je vysoká a nástroj nelze použít pro menší výrobní série nebo v kusové výrobě. Taje odkázána na klasické monolitní nástroje. Po opotřebení tenké vrstvy je disk nástroje nepoužitelný a je odváděn do hutí, protože jeho obnova pro nákladnou vrstvu vysoce tvrdého abraziva je neefektivní.

Monolitní kotouče se zrnem nové výrobní technologie - mikrokrystalickým korundem s různými zlepšovanými vlastnostmi včetně speciálních druhů pojivá např. dutých sklokeramických kuliček, plně nevyužívají celý objem nástroje a uživatel zbytečně pořizuje celý objem abrazivního materiálu. Nástroj je po vyčerpání pracovního objemu dále nepoužitelný. Problematická je také výroba nástroje velkého objemu, kdy výroba probíhá lisováním nebo litím směsi do formy. Dochází k nehomogennímu formování tvaru nástroje a nástroj vykazuje směrem od povrchu

- 1 CZ 307395 B6 odlišné vlastnosti broušeného povrchu při použití nástroje. To vysoce závisí od kvality technologie výroby

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny brousicím kotoučem opatřeným na svém obvodu 3 až 20 mm silnou vrstvou abraziva pojeného pojivém, podle tohoto vynálezu. Jeho podstatou je to, že vrstva abraziva je obnovitelná a je na bázi AI₂O₃ a/nebo SiC a pojivo je vybráno ze skupiny keramická, sklokeramická a syntetická pryskyřice.

Vrstva abraziva s pojivém je na obvod tělesa disku kotouče připojena ve výhodném provedení lisováním ve formě nebo zalitím do formy.

Vrstva abraziva s pojivém je s výhodou nesouvislá pro přivádění kapaliny prostřednictvím tělesa disku vrstvou do místa broušení. Obvodová plocha tělesa disku může být na svém obvodu opatřena profilem, zdrsněným a/nebo hladkým povrchem.

Brousicí kotouč je ve tvaru disku s nanesenou nízkou vrstvou abrazivního materiálu s pojivém. Tuto vrstvu lze běžně orovnávat diamantovým orovnavačem a po odebrání vrstvy lze povrch očistit a nanést novou vrstvu, to znamená provést renovaci nástroje. Tím se výrazně sníží náklady a současně zvýší využití abrazivního materiálu. Jako abrazivní zrna se používají především zrna vyšší tvrdosti a trvanlivosti pojená například keramickým, pryskyřičným nebo sklokearmickým pojivém. Vrstva abraziva může mít 3 až 20 mm výšku, může být i přerušena drážkami pro zvýšení vlivu proudu vzduchu nebo kapaliny při procesu broušení. Tyto drážky mohou sloužit i k přívodu kapaliny diskem nástroje.

Disk nástroje může být použit z běžné výroby tenkovrstvých nástrojů CBN nebo D. Může být například ze slitin hliníku.

Řešení je určeno především pro přesné broušení a dokončování povrchů, pro dokončování je možné použít i velikost zrna nižší jak 0,15 mm.

Uvedené řešení má tyto výhody. Pro broušení mohou být široce použity nové abrazivní materiály s vysokým využitím. Nástroje lze použít nejen v kusové a malosériové výrobě, ale i ve velkosériové výrobě. Nástroj lze renovovat čištěním povrchu a nanesením nové vrstvy abraziva s pojivém. Zvýší se využitelnost abraziva a sníží odpad monolitních nástrojů. Sníží se náklady na nástroj s novým typem abraziva.

Objasnění výkresu

Brousicí kotouč podle tohoto vynálezu bude blíže popsán na konkrétním příkladu provedení s pomocí přiloženého výkresu, kde na obr. 1 je příkladný kotouč v nárysu a na obr. 2 v bokorysu.

Příklady uskutečnění technického řešení

Příkladný tenkovrstvý brousicí kotouč s možností renovace je tvořen kovovým diskem 1 s upínacím otvorem 3 k upnutí na přírubu a vrstvou 2 abraziva na bázi A1₂O₃ s pojivém nanesenou na obvod disku 1.

Příkladné řešení může být provedeno nalisováním a vytvrzením směsi abrazivních zrn mikrokrystalického korundu a bílého korundu s keramickým pojivém, sklokeramickým pojivém nebo pojivém syntetické pryskyřice o výšce vrstvy 12 mm.

-2CZ 307395 B6

V dalších případech může být použito obdobného zrna včetně zrna karbidu křemíku, nových typů abrazivních zrn na bázi SiC. Velikost disku není omezena, vychází z použitého typu brousicího stroje.

Vrstva abraziva s pojivém je na obvod tělesa disku kotouče připojena lisováním ve formě nebo zalitím do formy.

Vrstva abraziva s pojivém je nesouvislá pro přivádění kapaliny prostřednictvím tělesa disku vrstvou do místa broušení. Obvodová plocha tělesa disku 1 je na svém obvodu opatřena profilem, zdrsněným a/nebo hladkým povrchem.

Průmyslová využitelnost

Tenkovrstvý brousicí kotouč s možností renovace je využitelný ve všech typech výroby od kusové po hromadnou. Umožní zavést levnější nové druhy abrazivních zrn do širšího použití. Brousicí kotouč bude možné využít jak k přesnému broušení, tak k dokončování povrchů při dosažení vysokých kvalitativních parametrů. V určitém rozsahu vznikne levnější a úspornější alternativa k brousicím kotoučům se zrnem CBN a D.

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Brousicí kotouč opatřený na svém obvodu 3 až 20 mm silnou vrstvou abraziva pojeného pojivém, vyznačující se tím, že vrstva (2) abraziva je obnovitelná, a že je na bázi A1₂O₃ a/nebo SiC, přičemž pojivo je vybráno ze skupiny keramická, sklokeramická a syntetická pryskyřice.
2. 2. Brousicí kotouč podle nároku 1, vyznačující se tím, že vrstva (2) abraziva s pojivém je na obvod tělesa disku (1) kotouče připojena lisováním ve formě.
3. 3. Brousicí kotouč podle nároku 1, vyznačující se tím, že vrstva (2) abraziva s pojivém je na obvod tělesa disku (1) kotouče připojena zalitím do formy.
4. 4. Brousicí kotouč podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že vrstva (2) abraziva s pojivém je nesouvislá pro přivádění kapaliny prostřednictvím tělesa disku (1) vrstvou (2) do místa broušení.
5. 5. Brousicí kotouč podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že obvodová plocha tělesa disku (1) je na svém obvodu opatřena profilem, zdrsněným a/nebo hladkým povrchem.