CS251702B1 - Zařízení na výrobu diamantových nástrojů s galvanickou vazbou a regulovaným obsahem diamantu v pracovní vrstvě - Google Patents

Abstract

Zařízení určené na výrobu rovinných, zejména kruhových, diamantových nástrojů libovolných rozměrů určených především pro broušení a/nebo leštění rovinných ploch na předmětech ze skla či jiných diamanty brousitelných a leštitelných materiálů. Sestává z galvanické lázně, do niž je v horizontální poloze zavěšena nosná katoda otočná kolem svislé osy hřídele, nad jejíž částí je je v lázni zavěšena anoda, z galvanického zdroje, motoru s regulovatelným převodem a z vodicí dráhy a motoru s tažným šroubem. Nad katodou je na vodicí dráze vodorovně vratně uložen dávkovač tvořený dutým tělesem, které je v nejnižší části opatřeno výstupním otvorem s uzavíracím ventilem. Ventil je spojen s ovládacím solenoidem.

Description

Vynález se týká zařízení na výrobu rovinných, zejména kruhových diamantových nástrojů libovolných rozměrů, určených především pro broušení a/nebo leštění rovinných ploch na předmětech ze skla či jiných diamanty brousitelných a leštitelných materiálů.

V podstatě jsou známy dva principy vytváření pracovní diamantové vrstvy u nástrojů s galvanickou vazbou:

1. Nanášení ze'vznosu, kdy je diamantový prášek volně rozptýlen v galvanické lázni, je v ní udržován vhodným způsobem ve vznosu, např. intenzivním mícháním, probubláváním a pod., a na nosné katodě se vylučuje spolu s kovovým, nejčastěji niklovým povlakem

2. Nanášení ze zásypu, kdy je diamantový prášek volně nasypán na vodorovně uloženou nosnou katodu nebo je u nosné katody přidržován průlinčitou diafragmou a spolu sní ponořen do galvanické lázně. Kov, vylučující se při elektrolýze na katodě, obsahuje diamantová zrna nacházející se ve vrstvách ke katodě přilehlých,a tím je k nosné katodě poutá.

Popsané principy a jim odpovídající zařízení mají tu-nevýhodu, že neumožňují vytvářet pracovní diamantové vrstvy nástrojů s přesně definovanou koncentrací diamantových zrn. Velmi závažnou nevýhodou nanášení ze zásypu je, že v případě nanášení jemných mikroprášků vznikají vrstvy málo soudržné a špatně lpící na nosném substrátu nástroje. Je to způsobeno tím, že volný zásyp mikroprášku vytváří na katodě téměř souvislou krycí vrstvu, jíž je katoda vůči elekt· rickému proudu značně odstíněna a vylučující se vrstva kovu má pak zhoršenou adhezi k nosnému substrátu. Proto je životnost mikropráškových diamantových nástrojů, vyrobených nanášením ze zásypu, velmi nízká.

- 2 251 702

Uvec xé nevýhody se odstraní použitím zařízení na výrobu diamantových nástrojů s galvanickou vazbou a regulovaný» obsahem diamantu v p. icovní vrstvě podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že tad nosnou katodou, zavěšenou v horizontální poloze do galvanické lázně a otočnou kolem svislé osy, nad jejíž části je v lázni zavěšěna anoda, je umístěn vodorovně vratně., s výhodou radiálně k ose otáčení katody, posuvný dávkovač diamantového prášku opatřený s výhodou rozrušovacím hřebínkem. Dávkovač je tvořen dutým tělesem, jež je v nejnižší části opatřeno výstupním otvorem s uzavíracím ventilem ovládaným solenoidem.

Výhodou zařízení na výrobu diamantových nástrojů s galvanickou vazbou a regulovaným obsahem diamantu v pracovní vrstvě podle vynálezu je, že umožňuje ekonomickou výrobu diamantových nástrojů s přesně kvantitativně definovanou a regulovanou koncentrací diaman tových zrn v pracovní vrstvě. To je výhodné z hlediska možnosti ovlivňovat brusné vlastnosti vyráběných nástrojů, tzn. brousicí schopnost a jakost vybroušeného povrchu. Je totiž známo, že tyto vlastnosti jsou určeny především velikostí diamantového zrna a jeho koncentrací v pracovní vrstvě.

Zařízení na výrobu diamantových nástrojů s galvanickou vazbou podle vynálezu je lépe patrné z následujícího popisu a připojeného výkresu, na němž je schematicky zobrazeno příkladné provedení v řezu.

líosná katoda 1, tj. nosná část vyráběného nástroje, v podobě kruhové elektricky vodivé desky je zavěšena v horizontální poloze na'elektricky nevodivém dutém hřídeli 5, do galvanické lázně 18, pomocí elektricky nevodivé stínící desky 3 a šroubů 4. Hřídel 5 je prostřednictvím regulovatelného převodu 8 spojen s motorkem 9. Nosná katoda 1 je elektricky připojena prostřednictvím vodiče 20, uloženého v dutině hřídele 5, sběracího kroužku 6, smykového kontaktu 7 a neoznačeného vodiče k zápornému pólu galvanického zdroje 21. Ke kladnému pólu téhož galvanického zdroje 21 je prostřednictvím neoznačeného vodiče připojena anoda 2 zavěšená v galvanické lázni 18 nad částí plochy katody 1. Nad katodou 1 je na vodicí dráze 11 vodorovně vratně uložen dávkovač 10 a je prostřednictvím matice 23 a tažného šroubu 12 spojen s motorem 16.Na tělese dávkovače 10 je v jeho dolní části zavěšen rozrušovací hřebínek 24.

- 3 251 702

Dávkovač 10 je tvořen dutým válcovým svisle umístěným tělesem, které je opatřeno z boku plnicím otvorem 17 a v dolním čele výstupním otvorem s uzavíracím kuželovým ventilem 22. Ventil 22 je táhlem 13 spojen s ovládacím solenoidem 15 a v uzavřené poloze udržován pružinou 14.

Příkladné zařízení pro výrobu diamantového nástroje s galvanickou vazbou o rozměrech pracovní plochy 350/160 mm pracuje takto:

Kruhová nosná katoda 1, zhotovená z laminátu na jedné straně pokoveného mědí, byla upnuta s nepokovené strany pomocí stínící desky 3 a šroubů 4 ke hřídeli 5 a zavěšena v horizontální poloze do galvanické lázně 18 vyhřáté ohřívacím tělesem 19 na teplotu 60 °C. Prostřednictvím sběracího kroužku 6 a smykového kontaktu 7 byl na katodu 1 přiveden elektrický proud o intenzitě 20 A ze záporného pólu galvanického zdroje 21. Kladný pól téhož zdroje 21 byl spojen s niklovou anodou 2, která byla zavěšena v lázni 18 nad katodou 1 a jejíž plocha byla zvolena tak, že aktuální proudová hustota činila asi 0,05 A/cm . Po zapnutí zdroje 21 a spuštění motoru 9, uvádějícího prostřednictvím regulovatelného převodu 8 katodu 1 v otáčivý pohyb kolem svislé osy, bylo elektrolyzováno po dobu asi 30 minut, čímž se na rotující katodě 1 vytvořila primární vrstvička niklu o tlouštce asi 20 ^um. Poté byl zdroj 21 dočasně vypnut a do dutiny dávkovače bylo plnicím otvorem 17 vpraveno v suspenzi 1,2 g diamantového prášku o zrnitosti 10/7 /um. Toto množství bylo stanoveno tak, aby diamantová zrna při rovnoměrném rozprostření na povrchu katody vytvořila jednoduchou monovrstvu. Rychlost otáčení katody 1 byla nastavena na hodnotu 2 l/min a rychlost pohybu dávkovače 10 po vodicí dráze 11 byla nastavena tak, že za dobu 12 minut vykonal celý pohyb od vnějšího gbvodu katody 1 k obvodu vnitřnímu a zpět.

Frekvence a amplituda vibrací ovládacího solenoidu 15 _;a tím i s ním spojeného kuželového ventilu 22_zbyla nastavena tak, aby se za stejnou dobu 12 minut dávkovač 10 zcela vyprázdnil. Tím bylo převedeno určených 1,2 g diamantového prášku rovnoměrně na celou plochu mezikruží otáčející se katody 1, tj. na celou pracovní plochu budoucího nástroje. Poté byl zdroj 21 opět zapnut a bylo znovu elektrolyzováno po dobu asi 20 minut. Přitom po uplynutí prvních 5 minut byl na zbývající dobu uveden v činnost rozrušovací hřebínek 24. Tím bylo dosaženo dokonalého přichycení diamantových zrn vylučujícím'se niklem

- 4 251 702

K jeho primárně vyloučené vrstvičce na katodě 1. Takto zhotovený nástroj je, za předpokladu jeho uložení na dostatečně tuhé unášecí desce, vhodný pro jemné broušení rovinných ploch.

Claims (3)

1. Zařízení na výrobu diamantových nástrojů s galvanickou vazbou a regulovaným obsahem diamantu v pracovní vrstvě, vyznačující se tím, že nad nosnou katodou (1), zavěšenou v horizontální poloze do galvanické lázně (18) a otočnou kolem svislé osy hřídele (5), je vodorovně vratně uložen dávkovač (10) diamantového prášku, přičemž nad částí plochy katody (1) je v lázni zavěšena anoda (2).

2. Zařízení podle bodu 1_?vyznačující se tím, že dávkovač (10) je tvořen dutým tělesem, které je v nejnižší části opatřeno výstupním otvorem s uzavíracím ventilem (22) ovládaným solenoidem (15).

3. Zařízení podle bodů 1 a 2₍vyznačující se tím, že dávkovač (10) je opatřen rozrušovacím hřebínkem (24).