RU2804708C1 - Способ абразивной обработки рельефной стеклянной поверхности - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано для абразивной обработки рельефной стеклянной поверхности. Способ включает анализ рельефной стеклянной поверхности, шлифование многократным механическим воздействием на смоченную рельефную стеклянную поверхность, создание абразивной поверхности шлифовального инструмента по форме обрабатываемой рельефной стеклянной поверхности. Абразивную обработку смоченной рельефной стеклянной поверхности осуществляют вибрирующими движениями с амплитудой 0,5-1,0 мм и частотой 10-15 Гц, силой приложения абразивной поверхности к обрабатываемой рельефной стеклянной поверхности 20-30 Н, длительностью цикла обработки не менее 60 с и количеством циклов обработки не менее четырех. После каждого цикла абразивной обработки смачивают обрабатываемую стеклянную поверхность. Механическое воздействие осуществляют предварительно изготовленной абразивной поверхностью шлифовального инструмента, отлитой из термоотверждаемой суспензии полиуретановой смолы и абразивного порошка. Расширяется ассортимент обрабатываемых поверхностей. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

Description

Заявленное решение относится к способам абразивной обработки стеклянной поверхности.

Как известно, наиболее распространенным способом абразивной обработки стеклянных поверхностей является механическая обработка. (Китайгородский А.И. Справочник по производству стекла. Том 2. / Под редакцией А.И. Китайгородского // Москва. Госстройиздат.- 1963. - С. 656-759).

Применяемые в настоящее время способы механической абразивной обработки стеклянных поверхностей осуществляют с применением шлифующего инструмента в виде чашек, дисков или шайб с применением порошковых абразивных материалов, которые входят непосредственно в состав рабочей поверхности шлифующего инструмента. (ГОСТ Р 52781-2007. Круги шлифовальные и заточные. Технические условия. Введен. 2009-01-01. Москва.: Стандартинформ, 2008. С. 2-28).

Многообразие форм различных шлифуемых стеклянных поверхностей требует применения индивидуального инструмента, изготовление которого трудоемко, что крайне затрудняет работу с штучными или малосерийными изделиями. (Сергеев Ю.П. Выполнение художественных изделий из стекла. Учебник для художественных вузов и училищ. М., "Высшая школа", 1984, С. 160-165).

Наиболее сложными для механической абразивной обработки стекла являются изделия с криволинейной поверхностью, требующей индивидуального подхода при обработке таких как сферические поверхности и поверхности вращения. (Справочник технолога - оптика / И.Я. Бубис, В.А. Вейденбах, И.И. Духапел и др.; под ред. С.М. Кузнецова и М.А. Окатова. Ленинград.: Машиностроение, 1983. С. 214)

Наиболее близкое решение абразивной обработки стеклянной поверхности изложено в патенте (RU 2347659 Российская Федерация, МПК В24В 13/00, В24В 01/00, Способ абразивной обработки сферических оптических поверхностей. Опубликованное 27.02.2009, бюллетень №6. Автор: Острук Борис Наумович (RU). Патентообладатель: ЗАО «Опто-Технологическая Лаборатория» (RU)). Особенностью данного способа является то, что шлифовку осуществляют контактом вращающегося шлифовального инструмента с поверхностью обрабатываемого изделия, причем отдельно в зону шлифовки стеклянной поверхности подают абразивный порошок. Для обработки стеклянной поверхности применяют шлифовальные инструменты со сферическими поверхностями, радиально подобранными под шлифуемую поверхность с канавками по окружности и свободно поступающим абразивным порошком. Недостатками известного способа, выбранного в качестве прототипа, являются:

- имеет ограниченное применение, так как обрабатываемая поверхность может быть только фигурой вращения;

- усложнение процесса, обусловленное тем, что используемый при шлифовке стеклянной поверхности абразивный порошок подают отдельно к обрабатываемой поверхности;

Техническим результатом является устранение указанных недостатков, а именно расширение ассортимента обрабатываемых поверхностей на несимметричные рельефные стеклянные поверхности путем механического вибрационного воздействия на рельефную несимметричную стеклянную поверхность абразивной шлифовальной поверхностью, изготовленной по форме обрабатываемой в последующем рельефной стеклянной поверхности.

Поставленную задачу достигают тем, что абразивную обработку рельефной стеклянной поверхности, включающую анализ рельефной стеклянной поверхности, шлифование рельефной стеклянной поверхности многократным механическим воздействием на смоченную рельефную стеклянную поверхность, создание абразивной поверхности шлифовального инструмента по форме обрабатываемой рельефной стеклянной поверхности, причем абразивную обработку смоченной рельефной стеклянной поверхности осуществляют вибрирующими движениями с амплитудой 0,5-1,0 мм и частотой 10-15 Гц, силой приложения абразивной поверхности к обрабатываемой рельефной стеклянной поверхности 20-30 Н, длительностью цикла обработки не менее 60 сек и количеством циклов обработки не менее 4 и после каждого цикла абразивной обработки смачивают обрабатываемую стеклянную поверхность, причем механическое воздействие на стеклянную рельефную поверхность осуществляют предварительно изготовленной абразивной поверхностью шлифовального инструмента отлитой из термоотверждаемой суспензии полиуретановой смолы твердостью по Шору 30-35 А и абразивного порошка в объемном соотношении смола : абразивный порошок 3:1 на обрабатываемую рельефную стеклянную поверхность, выдержкой суспензии в течение 10-15 минут с получением на границе шлифовального инструмента с обрабатываемой рельефной стеклянной поверхностью абразивной поверхности, с последующим отверждением суспензии при температуре 45°-50°С в течение 10-12 минут и охлаждением до температуры 20°-25°С, механическим отделением шлифовального инструмента с абразивной поверхностью от обрабатываемой рельефной стеклянной поверхности. В качестве абразивного порошка для создания абразивной поверхности шлифовального инструмента применяют порошки электрокорунда, фракцией от 10 до 160 мкм.

Существенными отличиями заявленного решения является то, что воздействие на обрабатываемую стеклянную поверхность осуществляют рабочей абразивной поверхностью шлифующего инструмента, отформованной на обрабатываемой рельефной стеклянной поверхности, с использованием вибрации и параметрами, изложенными в формуле изобретения.

Для лучшего понимания сущности заявленного решения представлены следующие фигуры:

Фиг. 1 - формование шлифовального инструмента с абразивной рабочей поверхностью на обрабатываемой рельефной стеклянной поверхности, где позиция 1 - рельефная стеклянная поверхность, позиция - 2 вертикальные бортики, позиция 3 - формуемый шлифовальный инструмент.

Фиг. 2 - распределение концентрации абразивных частиц электрокорунда, фракциями:

A. 10-40 мкм,

B. 40-80 мкм,

C. 80-120 мкм,

D. 120-160 мкм,

по относительной толщине формуемого шлифовального инструмента, где N - концентрация абразивных частиц (штук на 1 куб. мм), L - относительная толщина формуемого шлифовального инструмента, выраженная в процентах.

Фиг. 3 - применение сформованного шлифовального инструмента с абразивной поверхностью для обработки рельефной стеклянной поверхности, где позиция 1 - рельефная стеклянная поверхность, позиция 3 - шлифовальный инструмент с абразивной поверхностью, позиция 4 - направление приложения усилия при шлифовальной обработке, позиция 5 - направление вибрации.

Фиг.4 - зависимость изменения светопропускания рельефа стеклянной поверхности до и после обработки с параметрами шлифовки, изложенными в Таблице 1 и фракциями абразивного порошка шлифовального инструмента:

A. 10-40 мкм,

B. 40-80 мкм,

C. 80-120 мкм,

D. 120-160 мкм,

Где N - фракция используемого абразивного порошка, мкм τ_v - светопропуекание (в %).

На первом этапе изготавливают абразивную шлифовальную поверхность, как показано на Фиг. 1. Рельефную стеклянную поверхность (поз.1. фиг. 1) укладывают горизонтально. Обрабатываемую рельефную стеклянную поверхность ограничивают бортиками (поз.2. фиг. 1) высотой, превышающей максимальную точку рельефа, не менее чем на 3-5 см. Далее полиуретановую смолу с твердостью 30-35 А по Шору смешивают с выбранным абразивным порошком в соотношении 3:1. В качестве абразива, для создания абразивной поверхности шлифовального инструмента, применяют порошки электрокорунда, фракцией от 10 до 160 мкм Фиг. 2. Суспензию полиуретановой смолы и абразивного порошка выдерживают в течение 10-15 минут для седиментации порошка на границе рельефной стеклянной поверхности. Его относительная концентрация по высоте заливки изменяется, как показано на (фиг. 2), где распределение концентрации абразивных частиц электрокорунда (N в шт/мм³), фракцией 10-40 мкм (поз.А. фиг. 2), 40-80 мкм (поз.В. фиг. 2), 80-120 мкм (поз.С. фиг. 2), 120-160 мкм (поз.D. фиг. 2) (N), по относительной толщине формуемого шлифовального инструмента (L в %). Полученный таким образом абразивный слой, равномерно распределен по границе рельефной стеклянной поверхности, причем максимальное значение концентрации частиц приходится на границу контакта шлифовальный инструмент - рельефная стеклянная поверхность. Затем форму, ограниченную бортиками (поз.2. фиг. 1) с залитой смолой нагревают до температуры не менее 45°-50°С и выдерживают при этой температуре 10-12 минут. Далее форму с залитой смолой охлаждают до температуры 20°-25°С, бортики, ограничивающие форму (поз.2. фиг. 1) удаляют, а шлифовальный инструмент с абразивной шлифовальной поверхностью (поз. 3. фиг. 1), снимают с формуемой рельефной стеклянной поверхности (поз.1. фиг. 1). Использование указанных выше фракций абразивного порошка (Фиг. 2), позволяет изготовить шлифовальные инструменты с рабочей поверхностью, после обработки которыми достигают требуемую степень светопропускания, как показано на (Фиг. 4) и в таблице 1. Выбор шлифовального инструмента для обработки рельефной стеклянной поверхности с требуемой фракцией абразивного порошка осуществляют исходя из начальной степени светопропускания (τ_vнач, табл. 2) рельефной стеклянной поверхности, определяемой фотометром по требованиям ГОСТа (ГОСТ EN 410-2014 СТЕКЛО И ИЗДЕЛИЯ ИЗ НЕГО. Методы определения оптических характеристик. Определение световых и солнечных характеристик. Введен 2016.04.01. Москва.: Стандартинформ,2016. С. 3-5) и исходя их данных таблицы 2.

Способ абразивной обработки рельефной стеклянной поверхности, предложенный в заявленном решении, осуществляют следующим образом: Обрабатываемую рельефную стеклянную поверхность (поз.1. фиг. 3) укладывают горизонтально, предварительно смачивают глицерином. Вибрационной шлифовальной машиной с установленным на ней изготовленным, как показано выше, шлифовальным инструментом с абразивной поверхностью с амплитудой 0,5-1,0 мм и частотой 10-15 Гц (поз.5. фиг. 3), силой приложения перпендикулярной к обрабатываемой рельефной стеклянной поверхности 20-30 Н (поз.4. фиг. 3) производят механическую абразивную обработку рельефной стеклянной поверхности. Длительность цикла обработки составляет не менее 60 сек, а количеством циклов - не менее четырех. После каждого цикла абразивной обработки производят смачивание обрабатываемой стеклянной поверхности глицерином. Результаты поэтапного изменения степени светопропускания обработки рельефной стеклянной поверхности до и после обработки показаны в таблице 1.

Для достижения светопропускания в интервале 60-80%, изготавливают четыре типа шлифовальных абразивных инструментов с абразивными порошками более мелкой фракции и проводят последовательную обработку поверхности шлифовальным инструментом с использованием виброшлифовальной машины по изложенной выше схеме, чередуя применение изготовленного шлифовального инструмента в сторону уменьшения фракции абразивного порошка, исходя из данных таблицы 2.

Контроль качества механической абразивной обработки рельефной стеклянной поверхности осуществляют исходя из конечной степени светопропускания (τ_vкон табл. 2), определяемой фотометром по требованиям ГОСТа (ГОСТ EN 410-2014. СТЕКЛО И ИЗДЕЛИЯ ИЗ НЕГО. Методы определения оптических характеристик. Определение световых и солнечных характеристик. Введен 2016.04.01. Москва: Стандартинформ, 2016. С. 3-5).

Предложенный в заявленном решении способ абразивной обработки рельефной стеклянной поверхности позволяет проводить абразивную обработку сложных не симметричных рельефных стеклянных поверхностей. Это относится как к изделиям художественного назначения, так и к техническим стеклам, в частности, автомобильных фар, плафонов, отражателей прожекторов. Индивидуальность изготовления шлифовального инструмента позволяет подходить к обработке и реставрации стеклянного изделия с учетом всех тонкостей ее первоначального производства.

Claims (2)

1. Способ абразивной обработки рельефной стеклянной поверхности, включающий анализ рельефной стеклянной поверхности, шлифование рельефной стеклянной поверхности многократным механическим воздействием на смоченную рельефную стеклянную поверхность, создание абразивной поверхности шлифовального инструмента по форме обрабатываемой рельефной стеклянной поверхности, отличающийся тем, что абразивную обработку смоченной рельефной стеклянной поверхности осуществляют вибрирующими движениями с амплитудой 0,5-1,0 мм и частотой 10-15 Гц, силой приложения абразивной поверхности к обрабатываемой рельефной стеклянной поверхности 20-30 Н, длительностью цикла обработки не менее 60 с и количеством циклов обработки не менее четырех, а после каждого цикла абразивной обработки смачивают обрабатываемую стеклянную поверхность, причем механическое воздействие на стеклянную рельефную поверхность осуществляют предварительно изготовленной абразивной поверхностью шлифовального инструмента, отлитой из термоотверждаемой суспензии полиуретановой смолы твердостью по Шору 30-35 А и абразивного порошка в объемном соотношении смола : абразивный порошок 3:1 на обрабатываемую рельефную стеклянную поверхность, выдержкой суспензии в течение 10-15 мин с получением на границе шлифовального инструмента с обрабатываемой рельефной стеклянной поверхностью абразивной поверхности, с последующим отверждением суспензии при температуре 45-50°С в течение 10-12 мин и охлаждением до температуры 20-25°С, механическим отделением шлифовального инструмента с абразивной поверхностью от обрабатываемой рельефной стеклянной поверхности.

2. Способ абразивной обработки рельефной стеклянной поверхности по п. 1, отличающийся тем, что в качестве абразивного порошка для создания абразивной поверхности шлифовального инструмента применяют порошки электрокорунда с фракцией от 10 до 160 мкм.