Остання редакція: 2019-05-02
Анотація
Абразивна струна, як інструмент, має широке використання в сучасній промисловості. Основними галузями застосування є будівельна, гірничодобувна, та харчова. Основою для даного типу інструменту є металевий дріт різного діаметру (в залежності від призначення інструменту), на котрому сформований абразивний шар.
Основними недоліками сучасного струнного інструменту є: висока трудо- та енергоємність процесу; низька продуктивність; обмежений вибір зв’язок, що пов'язано з термостійкістю абразиву; при виготовленні струни електролітичним методом зв'язка недостатньо міцно утримують зерна абразиву, що значно обмежує продуктивність процесу різання.
Для реалізації запропонованого способу розроблена схема, яка включає 3D моделі та креслення обладнання, виготовлені макети та проведено математичне та комп’ютерне моделювання процесу лазерного формування абразивного дроту з кубічним нітридом бору (КНБ).
Для схеми виготовлення була запропонована прямокутна система переміщення дроту по колесам з увігнутим профілем, який відповідає розміру дроту.Барабани (1) та (4) обертаються з однаковою швидкістю проти годинникової стрілки за допомогою електродвигуна, швидкість подачі залежить від розміру та типу матеріалу дроту, центрувальні ролики (2) мають такий самий напрямок обертання та призначені для чіткого позиціонування дроту до ванни абразиву, до ванни абразиву (3) через систему подачі (6) неперервно відбувається подача КНБ (зернистість залежить від технічних умов), скануючий лазерний промінь (7) рухається уздовж дроту (5) в двох напрямках для забезпечення оптимального прогріву дроту.
Друга схема реалізована по лінійному типу з обертанням дроту. Використовується для виготовлення інструменту фіксованої довжини (відрізків).
Електродвигун обертає черв’ячну передачу (1), до якої за допомогою трьох кулачкового патрону закріплений дріт (8), щоб забезпечити рівномірне обертання дроту навколо своєї осі та подачу з встановленою швидкістю, валики (3) призначені для обкатування дроту та надання йому остаточної форми, ванна з абразивом (7) виконана по закритому типу для подачі в неї газу Ar – для уникнення процесу горіння, через систему подачі (6) в ванну подається абразив, та лазерний промінь (4) діє через спеціальний отвір.
Лазерне опромінювання виконували на лазерно-технологічному комплексі «DY044» з λ=1,06 мкм, у якості зв’язки використовували порошок Бр010 та ПС-12Н-ВК. У якості абразивного матеріалу в розробленому способі пропонується металізований нікелем та міддю кубічний нітрид бору (КНБ) марки КВ 250/200. Технологічні режими спікання дроту наступні: потужність лазерного випромінювання 300 - 500 Вт; діаметр зони фокусування – 3 мм; швидкість переміщення струни 0,06 - 2,0 м/хв; обробка проводилася на повітрі та в середовищі захисного газу (аргону) при подачі в зону обробка під кутом 45° за допомогою спеціального пристрою, витрати газу змінювався в діапазоні 2-12 л/хв.
Використання швидкісного лазерного спікання дозволяє формувати абразивний дріт вільної довжини (Рис.5,6). Зерна абразиву занурені у металеву зв’язку мають щільну фіксацію, рівномірний розподіл по циліндричній поверхні, що забезпечує ефективне різання.
Розроблені системи призначені значно покращити процес виготовлення інструменту, а саме забезпечити вищу міцність на відрив у порівнянні зі стандартними методами виготовлення, а також є дуже зручними у встановленні дроту в пристрій що призводить до підвищення продуктивності виготовлення інструменту. Дана технологія також дозволяє виготовляти широкий асортимент інструменту з різними типами основи та зв'язок.
Ключові слова
Посилання
1. Technical Manual for Construction Cutting Specialists. Swiss Association of Concrete Drilling and Cutting Enterprises, Bellach, Switzerland. 2007
2. Konstanty J. Powder Metallurgy Diamond Tools. Powder Metallurgy Dept., University of Mining and Metallurgy, Krakow, Poland. Published by Elsevier Ltd. 2005