CZ285516B6 - Brusné výrobky - Google Patents

Abstract

Obkládané brusné materiály jsou vyrobeny z podkladového materiálu a z brusných elementů (1), které zahrnují brusné částice (3) přilepené k tuhému základnímu materiálu (2), přičemž elementy (1) jsou pevně přichycené k podkladovému materiálu podle předem určeného vzoru.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká brusných výrobků z povlakovaného brusivá, které se mohou vyrábět velmi jednoduše a reprodukovatelně ve snadno automatizovatelném výrobním procesu.

Dosavadní stav techniky

Při běžném procesu výroby povlakovaných brusných nástrojů se připraví podložka a pak se upraví povlakem tvořící pryskyřice, která se pak před uložením vrstvy brusných částic částečně vytvrdí. Tento tvořící povlak se poté vytvrdí a přes brusné částice se nanese další povlak pojivá, na který se nahlíží jako na formátovací povlak.

Brusné zrno se nanáší buď gravitačním nanášením, nebo elektrostatickým procesem, při kterém jsou zrna puzena k povrchu, který se má povlékat, elektrostatickými silami. Toto je dále označováno jako technika povlékání UP.

U těchto procesů se obvykle výrobek získá ve formě válce, který se pak řeže na kotouče nebo pruhy, z nichž se některé mohou vytvarovat na pásy. Takový proces samozřejmě znamená zároveň vznik velkého množství odpadového materiálu. Tvoří-li pak náklady na zrno značnou část celkových nákladů na výrobek, je to právě odpad, jemuž je třeba se vyhnout.

Účinné použití zrna bylo navrženo např. v SU-A-1509240, který uveřejňuje brusný nástroj s několika brusnými elementy, přichycenými k podkladovému materiálu v předem určené sestavě, z nichž každý zahrnuje řadu brusných částic.

V posledních letech byl vyvinut nový tvar zrna, které má formu vlákenné částice s prakticky jednotným tvarem příčného řezu a s délkovým rozměrem, kolmým k tomuto příčnému řezu, který je alespoň tak dlouhý, jako je největší rozměr příčného řezu. Jedna forma takových zrn je vyrobená ze sol-gel oxidu hlinitého, který byl vytvarován do formy vláken. Taková zrna jsou popsaná v patentu US 5 009 676 a obkládané brusné nástroje, vyrobené za použití takovýchto částic, jsou popsané v patentu US 5 103 598.

Nyní bylo zjištěno, že se obkládané brusné nástroje, které obsahují brusné částice a zejména pak brusné částice ve tvaru vláken, mohou získat nanejvýš přizpůsobitelným a účinným způsobem, který dovoluje vlastně vyrobení obkládaného brusného nástroje na objednávku podle jeho specifického použití. Použití této technologie bude mít za následek minimální odpad zrna a nej vyšší plánovanou účinnost zrna, které je použito.

Použití předloženého vynálezu se tedy vyhne nebezpečí, že se mohou vláknité částice, uložené na substrátu, přidržovat tak, že přijmou polohu, která se odchyluje od orientace požadované před tím, než pojivo ztvrdlo do té míry, že je tato orientace pevná.

Podstata vynálezu

Předložený vynález poskytuje obkládaný brusný nástroj, který má řadu brusných elementů, z nichž každý zahrnuje základovou podložku a řadu brusných částic, z nichž je každá přidržovaná některým svým koncem kjednomu povrchu podložky, přičemž jsou uvedené elementy přichycené k základnímu materiálu v předem určeném prostorovém uspořádání.

Základová podložka může mít jakýkoli vhodný tvar, avšak obecně je nej uspokojivější kruhový disk. Jako tělesná provedení této části elementu si však lze představit i čtverec, kosočtverec, ovál nebo dokonce nepravidelné kotouče.

Brusné částice mohou být jakéhokoli typu včetně taveného oxidu hlinitého a sol-gel oxidu hlinitého, oxidu hlinitého-oxidu zirkoničitého, karbidu křemíku, granátu a podobně. Částice mohou mít jakýkoli požadovaný tvar, jako jsou předem stanovené podobné tvary, nebo náhodné tvary. Jsou však často podobné co do velikosti, aby se vešly do téže klasifikace hrubosti drti. Pro způsob, jímž se používají, se dává často přednost tomu, aby měly tyto částice jeden rozměr značně větší než ostatní. Říká se, že takovéto částice mají slabý tvar. Slabé tvary se vyrábějí, buď procesem tváření, nebo drcením větších hmot brusivá. Jeden obzvláště výhodný tvar brusné částice pro částici podle tohoto vynálezu je brusná částice ve tvaru vlákna. Pokud se použijí u předloženého vynálezu, mají takovéto částice s výhodou v podstatě tutéž délku, takže konce oddálené od povrchu základové podložky jsou v téže vzdálenosti od povrchu. Za určitých okolností by nicméně mohly mít různé délky některé výhody.

Výhodný materiál, z něhož se mohou brusné částice vyrábět, je sol-gel oxid hlinitý. Způsoby vytváření takovýchto sol-gel oxidů hlinitých jsou popsané v patentech US 4 314 827, 4 623 364,

770 671, 4 788 167, 4 848 041, 4 881951, 5 076 815, 5 139 978, 5 185 299, 5 203 884,

204 300, 5 219 806, 5 236 471 a dalších.

Materiál, ze kterého se vyrábí základová podložka, může být tentýž, jako je materiál, ze kterého jsou vytvarované brusné částice. Tak se mohou v případě výrobků, které mají brusné částice ve tvaru vlákna ze sol-gel oxidu hlinitého, tvarovat základová podložka i vlákna současně v jediné operaci, což může být například tvářecí nebo licí operace. Jako alternativa by se mohla vlákna umístit jedním koncem každého z nich usazeným v neztuhlém kotouči sol-gel oxidu hlinitého, který se pak může sušit a vypalovat s usazenými částicemi, aby se vytvořila základová podložka z oxidu hlinitého, s níž jsou brusné částice ve formě vláken chemicky identické a v níž jsou tyto částice zakořeněné.

Podložka může být případně vyrobena z materiálu, který se obecněji používá jako pojivo v konstrukci obkládaných brusných nástrojů. Toto tedy může být fenolová pryskyřice, epoxidová pryskyřice, polyurethan vytvrditelný zářením včetně modifikovaných polyurethanů, melaminformaldehydové pryskyřice, močovinoformaldehydové pryskyřice a podobně. Takováto podložka se může běžně zvolit tak, aby byla kompatibilní s pojivém, snímž se má používat při výrobě povlékaného brusivá při využití elementů podle vynálezu.

Ještě další možnost je vyrobit základovou podložku z vlákenného materiálu, který se pak napouští vytvrditelnou pryskyřicí daného složení. Vlákna pak pomáhají podržet vzpřímenou orientaci částic ve tvaru vláken, zatímco pryskyřice se vytvrzuje.

Navíc k možnostem, které byly probrány výše, se může základová podložka vyrobit ze skelného materiálu nebo z kovu za předpokladu, že se může podložka tvarovat při teplotě, která je pod teplotou, při níž je výkon brusných částic značně efektivní.

Brusné elementy podle tohoto vynálezu se mohou použít pro jakoukoli vhodnou formu obkládaného brusného nástroje. Obecně se však dá největší výhoda zjistit tehdy, když se elementy použijí pro vytvoření brusného kotouče. V takovémto případě se dává přednost vytvoření elementů se základovou podložkou ve tvaru kruhového kotouče o průměru, který je menší než asi 40 % a s výhodou menší než přibližně 25 % průměru kotouče. Elementy se pak rozmístí kolem kotouče v takové podobě, aby poskytly maximálně použitelný brusný povrch. To by mohlo být například ve formě dvou nebo více prstenců elementů okolo kotouče, s jedním prstencem uvnitř druhého, nebo případně s elementy, přesazenými radiálně vzhledem k elementům v sousedním prstenci nebo prstencích.

-2CZ 285516 B6

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 je pohled na příčný řez brusným elementem podle vynálezu.

Obr. 2 je půdorysný pohled na brusný kotouč, obsahující brusné elementy podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Vynález je nyní popsán s odvoláním na připojené výkresy, které jsou připojené pouze pro účel ilustrace a nemají znamenat žádné nezbytné omezení rozsahu vynálezu.

S ohledem na výkresy zahrnuje brusný element 1 základovou podložku 2 a několik vláknitých částic 3, které mají jeden konec každé částice 3 vsazený v základně. Na obr. 2 jsou elementy 1 podle obr. 1 ukázané rozmístěné ve dvou soustředných prstencích na povrchu 4 kotouče, který má centrální upevňovací místo 5.

Podle jednoho speciálního provedení vynálezu, které je vyobrazené na výkresech, se v kruhové formě připraví lázeň z fenolické pryskyřice a brusné částice 3 ve formě vláken vytvarované z očkovaného sol-gel oxidu hlinitého způsobem, který je popsaný v patentu US 5 090 968, které mají délku 4 mm a průměr 0,5 mm, se pak postupem UP uloží na povrch pryskyřice, která se poté vytvrzuje, dokud není rozměrově stabilní a vytváří tak brusný element 1, který je vhodný pro použití u vynálezu.

Pak se více takovýchto elementů 1 umístí na napuštěný výplňový materiál z tkaniny, potažený tvořícím povlakem téže fenolické pryskyřice, z níž je vytvořená základová podložka 2 elementů

1. Elementy 1 jsou uspořádané v soustředných kruzích po obvodu kotouč, jak je ukázáno na obr. 2. Tvořící pryskyřice se pak vytvrzuje a přes vrchní stranu brusných elementů 1 se nanese kalibrovací povlak a vytvrdí se.

Takto vytvořený brusný kotouč je účinný nástroj pro široký rozsah brusných aplikací.

Claims (7)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Brusný výrobek, zejména brusný nástroj, který má několik brusných elementů, které zahrnují podlouhlé brusné částice a jsou připevněné k podkladu v předem určené sestavě, vyznačující se tím, že každý brusný element (1) obsahuje základovou podložku (2) a brusné částice (3), z nichž každá je držená jedním koncem k jednomu povrchu podložky (2) a je potažená povlakem vytvrzené kalibrovací pryskyřice.
2. 2. Brusný výrobek podle nároku 1, vyznačující se tím, že brusné elementy (1) maj í základové podložky (2) ve tvaru kruhového kotouče.
3. 3. Brusný výrobek podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že základová podložka (2) je z téhož materiálu jako brusné částice (3).
4. 4. Brusný výrobek podle nároků laž3, vyznačující se tím, že má tvar kotouče, na kterém jsou brusné elementy (1) uspořádané na jedné nebo více soustředných kružnicích při obvodu kotouče.
5. 5. Brusný výrobek podle nároků laž4, vyznačující se tím, že brusné částice (3) jsou vytvořené ze sol-gel oxidu hlinitého.
6. 6. Brusný výrobek podle nároku 5, vyznačující se tím, že sol-gel oxid hlinitý je naočkovaný sol-gel oxid hlinitý.
7. 7. Brusný výrobek podle nároků laž6, vyznačující se tím, že brusné částice (3) mají tvar vláken.