СПОСОБ ПОДГОТОВКИ РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ АЛМАЗНОГО КРУГА ФОРМЫ 6А2

Изобретение относится к области абразивной обработки сверхтвердых материалов и может использоваться при обработке алмазов в бриллианты.

Известен способ подготовки рабочей поверхности алмазного круга формы 6А2 (ограночный диск), применяемого для подшлифовки граней алмаза. [1]

Способ заключается в том, что алмазный круг формы 6А2, содержащий алмазометаллическую связку с алмазным порошком зернистостью 60/40-28/20 и концентрацией 150-200%, изготовленный методом порошковой металлургии, крепят на оправку-шпиндель и притирают (шлифуют) его рабочую поверхность на притирочном станке бронзовыми притирами.

Притирочный диск диаметром 500 мм вращается с частотой 500 об/мин. Шпиндель с алмазным кругом формы 6А2 устанавливается в неподвижных центрах притирочного станка в горизонтальном положении параллельно оси притира. Абразив в виде смеси карбида кремния, зернистостью 125/100, с водой подается в зону шлифования. Вращающийся диск с притирами захватывает абразив со дна кожуха и подает его в зону притира рабочей поверхности алмазного круга. Продолжительность притирки зависит от состояния рабочей поверхности алмазного круга, т.к. при подшлифовке граней алмазных заготовок в автоматическом режиме на рабочей поверхности алмазных кругов формы 6А2 вырабатываются кольцевые канавки глубиной до 0,3 мм, то ее необходимо выравнивать. В результате притирки (шлифования) происходит выравнивание рабочей поверхности алмазного круга. При этом получают торцевое биение рабочей поверхности круга 6А2 менее 0,008 мм, а неплоскостность более 0,02 мм.

Недостатком данного способа является то, что притирочный диск шлифует металлическую связку вокруг зерен алмаза. В результате обнажения зерна алмазного порошка выпадают. На рабочей поверхности алмазного круга кристаллы алмазного порошка или вырваны, или вдавлены в металлическую связку. Площадки среза на кристаллах алмазного порошка, находящихся на рабочей поверхности, отсутствуют.

Недостатком является и то, что алмазный круг и притирочный диск вращаются с одинаковой частотой вращения 500 об/мин.

В результате такой обработки рабочая поверхность алмазного круга формы 6А2 не готова к работе, т.к. кристаллы алмазного порошка не имеют площадок среза и, как следствие, не имеют острых кромок по их периметру.

Для того чтобы получить острые кромки по периметру площадок среза на кристаллах алмазного порошка зернистостью 60/40-28/20 после притирки с помощью синтетического балласа АСБ-15, или спека алмазного, или карандаша алмазного выполняют укатку зерен алмазного порошка на рабочей поверхности алмазного круга формы 6А2. Частота вращения алмазного круга составляет 3000-4000 об/мин. Частота вращения головки укатывающего приспособления составляет 16 об/мин. В результате этого алмазный круг является инструментом, а баллас АСБ-15, или спек алмазный, или карандаш алмазный является деталью и быстро изнашивается. [1]

Однако получение острых кромок при существующей централизованной укатке или подготовке на рабочем месте огранщика является довольно трудоемкой операцией и занимает несколько рабочих смен, что ставит под сомнение целесообразность использования на подшлифовке алмазных кругов с зернистостью порошка 60/40-28/20.

В то же время использование алмазных кругов формы 6А2 на металлической связке с зернистостью 60/40-28/20 обеспечивает подшлифовку алмазных заготовок в автоматическом режиме в течение 50-60 рабочих смен без переподготовки их рабочей поверхности.

Задачей изобретения является улучшение режущих свойств и повышение стойкости алмазного круга формы 6А2 в режиме подшлифовки кристаллов алмаза, а также снижение трудоемкости и времени подготовки рабочей поверхности алмазного круга формы 6А2.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе подготовки рабочей поверхности алмазного круга формы 6А2, который включает шлифование рабочей поверхности, алмазный круг формы 6А2, содержащий алмазометаллическую связку с алмазным порошком зернистостью 60/40-28/20 и концентрацией 150-200%, изготовленный методом порошковой металлургии, закрепляют на столе, который устанавливают на плоскошлифовальный станок и приводят во вращение с частотой вращения 60-80 об/мин. Для получения острых кромок по периметру площадок среза на каждом кристалле алмазного порошка и микросколов, находящихся на рабочей поверхности алмазного круга формы 6А2, его шлифуют установленным на шпиндель плоскошлифовального станка и вращающимся с частотой вращения 2000-3000 об/мин алмазным кругом формы 1А1, содержащим стеклоорганическую алмазоносную связку с алмазным порошком зернистостью 200/160-20/14 и концентрацией 150%. Шлифование производят с охлаждением обоих кругов.

При таком способе подготовки рабочей поверхности алмазного круга зерна алмазного порошка в алмазном круге формы 1А1, закрепленные методом порошковой металлургии, срезают при шлифовании вершины зерен алмазного порошка, закрепленного на рабочей поверхности алмазного круга формы 6А2, и микросколов, получающихся при взаимодействии зерен алмазного порошка, находящихся на алмазных кругах 6А2 и 1А1. При шлифовании алмазным кругом 1А1 получают острые кромки по периметру площадок среза в каждом кристалле алмазного порошка и микросколов, находящихся на рабочих поверхностях алмазных кругов.

Использование алмазного круга формы 1А1 с зернистостью алмазного порошка 200/160-20/14 и концентрацией 150% позволяет сохранить весь объем алмазного порошка зернистостью 60/40-28/20, содержащегося в алмазоносной связке алмазного круга формы 6А2.

Подготовка рабочей поверхности алмазного круга формы 6А2 на плоскошлифовальном станке с использованием алмазного круга формы 1А1 с зернистостью 200/160-20/14, в отличие от притирочного станка и бронзовых притиров, приводит к значительному снижению трудоемкости и времени подготовки алмазного круга 6А2. Кроме того, при выравнивании рабочей поверхности получают неплоскостность менее 0,01 мм.

Таким образом, достигается технический результат, заключающийся в том, что предлагаемый способ подготовки рабочей поверхности алмазных кругов формы 6А2 позволяет обеспечить их высокую режущую способность и стойкость между переподготовками, а также значительно снизить трудоемкость и время подготовки рабочей поверхности. Стойкость алмазных кругов формы 6А2 между переподготовками составляет 50-60 рабочих смен при подшлифовке алмазных заготовок в автоматическом режиме.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Алмазный круг формы 6А2 диаметром 300-340 мм, содержащий алмазометаллическую связку с алмазным порошком зернистостью 60/40-28/20 и концентрацией 150-200%, изготовленный методом порошковой металлургии, закрепляют на столе. Стол в свою очередь устанавливают на плоскошлифовальный станок и приводят во вращение с частотой вращения 60-80 об/мин.

Алмазный круг формы 1А1 диаметром 200-250 мм, содержащий стеклоорганическую алмазоносную связку с алмазным порошком зернистостью 200/160-20/14 и концентрацией 150%, шириной алмазоносного слоя 10-20 мм устанавливают на шпиндель плоскошлифовального станка и приводят во вращение с частотой вращения 2000-3000 об/мин. Шлифование производят с охлаждением обоих кругов.

Оси вращения алмазных кругов форм 6А2 и 1А1 взаимно перпендикулярны. Алмазный круг формы 6А2 является деталью, т.к. частота его вращения составляет 60-80 об/мин, а алмазный круг формы 1А1 является инструментом, т.к. частота его вращения - 2000-3000 об/мин.

Шлифование рабочей поверхности алмазного круга 6А2 алмазным кругом 1А1 производят до полного выравнивания рабочей поверхности круга 6А2. При этом зерна алмазного порошка круга 1А1 срезают вершины зерен алмазного порошка, закрепленного на рабочей поверхности круга 6А2, и микросколов, которые получаются при взаимодействии зерен алмазного порошка кругов 6А2 и 1А1. В результате такой обработки получают площадки среза в каждом кристалле алмазного порошка и микросколов.

Для окончательной обработки, т.е. для получения острых кромок по периметру площадок среза в каждом кристалле алмазного порошка и микросколов, находящихся на рабочей поверхности алмазного круга формы 6А2, его продолжают шлифовать алмазным кругом формы 1А1 в течение 0,5-1 часа.

Источники информации

1. В.И.Епифанов, А.Е.Песина, Л.В.Зыков. Технология обработки алмазов в бриллианты. - М.: Высшая школа, 1987, с.214, 220-222.

2. Э.Д.Кизиков, Е.Б.Верник, Н.С.Кошевой. Алмазно-металлические композиции. - М.: Техника, 1988.