CS257016B1 - Čelní diamantový kotouč pro hloubkové rovinné broušení, zejména sklenéných a keramických výrobků - Google Patents

Abstract

Aktivní brusná plocha kotouče je tvořena prstencem s vnitřní brusnou plochou, na kterou navazuje vnější plocha zkosená vzhledem k vnitřní ploše pod úhlem menším než 60°, s výhodou menším než 30°. Brusná vrstva má konstantní tlouštku. Brusná vrstva může být spojena s nosným tělem kotoučem mezivrstvou kovové pájky na bázi cínového bronzu.

Description

Vynález se týká Čelního diamantového kotouče pro hloubkové rovinné broušení, zejména skleněných a keramických výrobků, jehož aktivní brusná vrstva je tvořena soustředným prstencem na nosném těle kotouče. Brusná vrstva je spojena s tělem kotouče mezivrstvou.

Při čelním rovinném broušení kovových materiálů jsou používány hrncové resp. talířovité kotouče s rovnou aktivní brusnou plochou, přičemž vzhledem k pevnosti a plastičnosti kovového materiálu není broušení spojeno s potížemi. Pří rovinném broušení křehkých materiálů, zejména skla a keramicky/jsou přísuvy při tomto způsobu práce omezené. Jejich zvýšení vede k vyštěpování materiálu z toho důvodu, že vnější hranou kotouče je v oblasti kontaktu s obrobkem materiál namáhán na střih nad mez pevnosti. Je proto nutno pracovat s malými přísuvy, což zhoršuje produktivitu operace.

Pro hladinářské broušení jsou zapotřebí ploché brusné kotouče větších průměrů s diamantovou aktivní brusnou vrstvou, nanesenou na vrchní Čelní straně. V patentu NSR č. 1 577 584 je popsán brusný kotouč pro hladinářské broušení, který má kromě obvodové aktivní brusné vrstvy nejméně 2 segmenty s diamantovou brusnou vrstvou/umístěnou na čelní straně kotouče.

Oba segmenty jsou na kotouči umístěny soustředné. Diamantové prvky mohou být uloženy v radiálních zářezech kotouče, jak je uvedeno v A.O. SSSR č. 941 170. čelní segmentový kotouč pro opracování křivých povrchů skleněných součástí má pevný korpus a pružný disk opatřený radiálními zářezy.

U Čelních kotoučů může být adhese brousicí vrstvy zajištěna přislinutím k nosnému , tělu kotouče. Protože brusná vrstva je kovokeramického charakteru s určitým podílem slinovadla, je pevnost spoje brusné vrstvy s tělem kotouče problematická. To nezpůsobuje potíže u kotoučů obvodového typu, u čelních kotoučů však vede tato skutečnost k tomu, že tlouštka abrasivní vrstvy se většinou pohybuje v rozmezí 1 až 2 mm. U kotoučů pracujících v automatickém režimu může být brusná vrstva zajištěna proti odtržení např. schodovitým stupněm v nosném těle kotouče, což má však za následek diskontinuální změnu v tlouštce brusné vrstvy v v axiálním směru. Potom dochází k neúplnému využití abrasiva, jelikož vrstva v rohu stupně se nemůže dostat do řezu. Navíc přináší toto řešení značné technologické potíže, protože vede k tvorbě lisovacích trhlin.

Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí čelním diamantovým kotoučem podle vynálezu s aktivní brusnou plochou tvořenou prstencem, jehož podstata spočívá v tom, že brusná plocha sestává z vnitřní plochy kolmé na osu rotace kotouče, na niž na obvodu navazuje vnější plocha, která je vzhledem k vnitřní ploše zkosená pod úhlem menším než 60°, s výhodou menším než 30°. Nosné tělo kotouče je zesíleno tak, že rovinná plocha kotouče je rovnoběžná s vnitřní plochou brusné vrstvy a zkosená plocha kotouče je rovnoběžná s vnější plochou brusné vrstvy. ^;

S výhodou je brusná vrstva s tělem kotouče spojena mezivrstvou na bázi cínového bronzu.

Nosné tělo kotouče je tedy tvarováno tak, že plocha styku sleduje plochu rovnoběžnou s aktivní brusnou plochou, a to tak, aby v žádném místě nedocházelo k prudkým diskontinuálním změnám tlouštky brusné vrstvy v axiálním směru a tím k tvorbě lisovacích trhlinek. Nosná plocha těla kotouče přitom může být i zvrásněna, odstupňována, rýhovaná, resp. zdrsněna tak, aby plocha přes níž se přenáší odstředivé a brusné síly na tělo kotouče, byla co největší. Pevné uchycení brusné vrstvy k tělu kotouče je nutné z toho důvodu, že kotouč je pevnostně určen pro práci v nepřetržitém automatickém režimu a je proto nutno použít brusné vrstvy značné tlouštky, která např. v případě diamantového brusivá vázaného v kovové vazbě činí i 10 mm. Při těchto tloušťkách brusné vrstvy nejsou zanedbatelné ani důvody bezpečnostní.

členění nosné plochy kotouče v axiálním směru slouží k přímému mechanickému přenášení odstředivých sil, přičemž se nespoléhá na pouhé adhesivní síly, které je vhodné zesílit mezivrstvou pájky mezi brusnou yrstvou a nosným tělem kotouče. Pájka na bázi cínového bronzu vykazuje dobrou smáčivost materiálu těla kotouče i slinovatelnost s brusnou vrstvou. Pájka má interval tání v oblasti slinovací teploty a je metalurgicky blízká slinovadlu, které je použito pro kovovou vazbu použitou v brusné vrstvě.

Příkladné provedení vynálezu je popsáno dále a je schematicky znázorněno na připojených výkresech, z nichž představuje obr. 1. příčný řez nosným tělem kotouče a brusnou vrstvou, obr. 2. detailní pohled příčného řezu na nosnou plochu těla kotouče a obr. 3. detailní pohled příčného řezu nosným tělem kotouče s brusnou vrstvou a mezi vrstvou pájky.

Celní diamantový kotouč je znázorněn na obr. 1. Nosné tělo kotouče £ s centrálním otvorem pro uchycení a vedlejšími otvory pro neznázorněné unášecí cepy a příruby je na svém zesíleném obvodě opatřeno brusnou vrstvou £. Brusná vrstva 2, má vnitřní plochu 3, která je kolmá k rotační ose kotouče £, a vnější plochu £, která je skosená vzhledem k k vnitřní brusné ploše £ pod úhlem 26° 30*. V konkrétním provedení má např. nosné tělo kotouče £ průměr 150 mm, vnitřní brusná plocha £ má šířku prstence 7 mm, vnější brusná plocha £ šířku 8 mm v horizontálním směru. Výška brusné vrstvy £ ve vertikálním směru je 7 mm, takže maximální tloušťka odebírané brusné vrstvy £ je 4 mm.

Nosné tělo kotouče £ je na okrajích zesíleno a sleduje požadovaný tvar brusné vrstvy £. Na obr. 2 je znázorněno příkladné provedení nosné plochy těla kotouče £, které je na rovinné ploše £ opatřeno rýhami o hloubce např. 0,3 mm a na zkosené ploše £ stupněmi o výšce 0,6 mm vzdálenými vzájemně 2 mm. Zlepšení adhese brusné vrstvy £ vzhledem ke kotouči £ napomáhá též otryskání, nebo chemická úprava jeho povrchu sledující odstranění nečistot, mastnoty nebo povrchových oxidů.

Vhodné je i tenké pomědění rovinné plochy £ a zkosené plochy £ kotouče £. Na takto upravený povrch bylo použito diamantového brusivá s velikostí diamantových zrn 160 až 200 £im, vázaných vazbou č. 5, uvedenou v tabulce. Brusná vrstva £ byla připravena technologií lisováním za studená a následného slinování. Jako mezivrstvu £ je možno využít práškový bronz bronz na bázi mědi a cínu s obsahem 23 % hmotnosti cínu. Výhodou je rovnoměrné zatížení celé aktivní brusné plochy kotouče £ a tím i rovnoměrné otupení a opotřebení zrn v celé aktivní brusné ploše kotouče £. Je tak možné dosáhnout tvarové stálosti, kterou nelze docílit u klasických hrncových kotoučů s jednou rovinnou brusnou plochou.

Složení kovové kompozice vážící abrasivum se řídí podle velikosti použitého diamantového zrna, rovněž podle účelu použití a nelze je předepsat jednoznačně. V tabulce jsou uvedeny příklady složení kovových směsných vazeb pro brusné vrstvy £ na bázi bronzu, slitinové oceli, modifikované tvrdidlem, vysoce tavitelných kovů a přísadami plniva. Uvedena složení jsou vhodná pro broušení užitkového skla. Kotouč £ podle tohoto provedení je vhodný pro strojní hrubovací hloubkové broušení krajů dutých masivních skleněných výrobků.

Jiné provedení kotouče £ podle vynálezu je znázorněno na obr. 3. Vnější plocha £ bruané vrstvy £ je zkosena vzhledem k vnitřní ploše £ pod úhlem 60°. Vnější plocha £ brusné vrstvy £ má šířku 5 mm v horizontálním směru, vnitřní plocha £ brusné vrstvy £ má šířku 4 mm, takže maximální výška odebírané brusné vrstvy £ je 10 mm. Brusná vrstva £ je s tělem kotouče 1 spojena mezivrstvou £ kovové pájky na bázi cínového bronzu obsahující slitinu mědi a cínu s 21 i hmotnosti cínu. Brusná vrstva £ byla zhotovena obdobnou technologií ujedenou v předcházejícím příkladu provedení za použití kovové vazby č. 2, uvedené v tabulce.

Vnitřní hrana brusné plochy £ může být vybavena menší zkosenou fazetkou £ např. 1x1 mm, která zajišťuje pozvolný záběh do řezu.

Kotouče 2 v tomto provedení, vyvozujícího menší přítlak na obrušovanou plochu, je možno využít nejen k broušení skleněných a keramických materiálů, ale i k broušení méně křehkých a houževnatějších materiálů, jako je kov a ocel.

Tabulka

Příklady složení kovových vazeb diamantové brusné vrstvy 2 pro různé oblasti použití (% hmotn.)

Vazba Slinovadlo Ocel Tvrdidlo Plnivo

	Cu	Sn	Fe	Co	Ni	Cr	Mo W	SiC	A12°3 S102	kryolit
1	60	20	10	5	5
2	40	20	20	10	10
3	40	8	30		10	10	2
4	25	5	40	10	5	5	5 5
5	55	8	22	8	5		2
6	40	15	20	10	10			4		1
7	16	4	60			13			7
8	50	10	15	7,5	7,5		3,5		4 2,5
				PŘE	D M	Ě T	V Ύ N A L	E Z U

Claims (2)

1. Čelní diamantový kotouč pro hloubkové rovinné broušení, zejména skleněných a keramických výrobků, jehož aktivní brusná vrstva je tvořena soustředným prstencem na nosném těle kotouče^vyznačený tím, že povrch aktivní brusné vrstvy (2) sestává z vnitřní plochy (3) kolmé na osu rotace kotouče (1), na kterou navazuje na obvodu vnější plocha (4) zkosená k vnitřní ploše (3) pod úhlem menším než 60°, s výhodou menší než 30°, přičemž nosné tělo kotouče (1) je na obvodu zesíleno tak, že jeho rovinná plocha (5) je rovnoběžná s vnitřní plochou (3) brusné vrstvy (2) a jeho zkosená plocha (6) je rovnoběžná s vnější plochou (4) brusné vrstvy (2).

2, Čelní diamantový kotouč bodu 1, jehož brusná vrstva je spojena s tělem kotouče mezivrstvou, vyznačený tím, že mezivrstva (7) je na bázi cínového bronzu.