CZ2015717A3

CZ2015717A3 - A grinding wheel

Info

Publication number: CZ2015717A3
Application number: CZ2015-717A
Authority: CZ
Inventors: František Holešovský
Original assignee: Univerzita J. E. Purkyně V Ústí Nad Labem
Priority date: 2015-10-10
Filing date: 2015-10-10
Publication date: 2017-04-19
Also published as: CZ307395B6

Abstract

Vynález se týká brousicího kotouče opatřeného na svém obvodu 3 až 20 mm silnou vrstvou abraziva pojeného pojivem, kde vrstva (2) abraziva je na bázi Al.sub.2.n.O.sub.3.n.a/nebo SiC.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to a grinding wheel provided with a 3 to 20 mm thick binder layer on its periphery, wherein the abrasive layer (2) is based on Al.sub.2 and / or SiC.

Description

Brousicí kotouč Oblast technikyGrinding Disc Technology

Vynález se týká konstrukce brousicího kotouče opatřeného tenkou vrstvou abraziva pojeného pojivém, které slouží k broušení a přesnému dokončování povrchu při možnosti renovace po využití tenké abrazivní vrstvy.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a grinding wheel structure provided with a thin layer of binder-bonded abrasive, which is used to grind and finish the surface with the possibility of renovation after the use of a thin abrasive layer.

Dosavadní stav techniky V současné době se používají tenko vrstvé kotouče s abrazivní mi zrny kubického nitridu boru (CBN) a polykrystalického diamantu (D) pojená především pryskyřičným pojivém. Tenká vrstva je použita v tomto případě z důvodu vysoké ceny abrazivního materiálu. Uvedené nástroje se poměrně pomalu opotřebují, ale přes tenkou vrstvu abraziva - 3 až 12 mm, mají vysokou cenu v desítkách tisíc Kč. Po opotřebení zrna se nástroje orovnávají diamantem nebo orovnávacím hranolem z abraziva. Jako nosiče se používají kovové disky především z hliníkových slitin. Na tyto disky je pojivo s abrazivem nanášeno do vytvořeného prostoru. Dalším řešením je kovové pojivo, které má vysokou životnost a dlouhou dobu tvorby broušeného povrchu stejných vlastností. Toto pojivo lze použít pouze pro vysoce tvrdé abrazivní materiály, jako jsou právě CBN a D. Po opotřebení vrstvy je nutno nástroj u specializované firmy elektrochemickým odleptáním vrstvy oživit a vrátit zpět řezné schopnosti. Tento proces lze opakovat do vyčerpání nosnosti tenké vrstvy abraziva a kovového pojivá.BACKGROUND OF THE INVENTION At present, thin-film discs with abrasive grains of cubic boron nitride (CBN) and polycrystalline diamond (D) are primarily bonded with a resinous binder. The thin layer is used in this case because of the high cost of the abrasive material. These tools wear relatively slowly, but over a thin layer of abrasive - 3 to 12 mm, they have a high price in tens of thousands of CZK. After the grain has been worn, the tools are abraded with diamond or dressing prism. In particular, metal disks, primarily of aluminum alloys, are used as carriers. The abrasive binder is applied to these discs in the formed space. Another solution is a metal binder that has a long service life and a long grinding surface for the same properties. This binder can only be used for high-hard abrasive materials such as CBN and D. After the layer has been worn, the tool needs to be revived by electrochemical etching and reversing the cutting abilities of the specialist. This process can be repeated until the capacity of the thin layer of abrasive and metal binder is exhausted.

Druhou skupinu brousicích nástrojů tvoří monolitní nástroje. Ty jsou tvořeny abrazivním zrnem a pojivém. Jako abrazivní zrno se v těchto případech používá levná verze zrna a to umělý korund a karbid křemíku. Vzhledem k nižší tvrdosti zrna, dochází k jeho opotřebení a proto se tyto nástroje ostří, tak zvaným orovnáním. Narušená zrna a povrchová vrstva se odstraní diamantovým zrnem orovnávacího nástroje. Takto lze orovnávat a využívat nástroj do možnosti použití požadované řezné rychlosti a průměru. V posledních rocích byla vytvořena skupina nových abrazivních materiálů vyrobená novou technologií na bázi AI2O3 - umělého korundu, nazývaná také mikrokrystalickým korundem. Tato zrna jsou neustále vyvíjena, oproti běžnému umělému korundu mají i 20x vyšší životnost a na trhu se objevují zrna pro vysoké úběry a další modifikace. Všechna tato abrazivní zrna jsou používána pro monolitní nástroje už proto, že jejich cena je nejméně 10 až 20 x nižší než cena zrn CBN a D. Monolitní nástroje lze však využít jen do určitého průměru - zajištění délky dráhy při pohybu stroje k dosažení styku nástroje a obrobku, a zajištění požadované řezné rychlosti, která se s průměrem mění a je nutno použít stroje s plynulou změnou otáček nástroje.The second group of grinding tools are monolithic tools. These are made of abrasive grain and binder. In these cases, an inexpensive grain is used as the abrasive grain, namely corundum and silicon carbide. Due to the lower hardness of the grain, it is worn out and therefore these tools are sharpened. Disturbed grains and surface layer are removed with a diamond grain dressing tool. In this way, the tool can be dressed and used to use the desired cutting speed and diameter. In recent years, a group of new abrasive materials has been created, produced by a new technology based on AI2O3 - artificial corundum, also called microcrystalline corundum. These grains are constantly being developed, compared to conventional corundum, they have 20 times longer lifespan and grains for high removal and other modifications appear on the market. All these abrasive grains are used for monolithic tools because their price is at least 10 to 20 times lower than the CBN grain price and D. However, monolithic tools can only be used up to a certain diameter - ensuring the path length when the machine moves to reach tool contact the workpiece, and ensure the required cutting speed, which changes with diameter, and machines with continuous tool speed change are required.

Nevýhodou je to, že cena nástroje s tenkou vrstvou abraziva CBN nebo D je vysoká a nástroj nelze použít pro menší výrobní série nebo v kusové výrobě. Ta je odkázána na klasické monolitní nástroje. Po opotřebení tenké vrstvy je disk nástroje nepoužitelný a je odváděn do hutí, protože jeho obnova pro nákladnou vrstvu vysoce tvrdého abraziva je neefektivní.The disadvantage is that the price of the CBN or D thin-film abrasive tool is high and the tool cannot be used for smaller production runs or in piece production. It is dependent on classic monolithic tools. After wear of the thin layer, the tool disc is unusable and is discharged to the smelter because its recovery for an expensive layer of highly hard abrasive is inefficient.

Monolitní kotouče se zrnem nové výrobní technologie - mikrokrystalickým korundem s různými zlepšovanými vlastnostmi včetně speciálních druhů pojivá např. dutých sklokeramických kuliček, plně nevyužívají celý objem nástroje a uživatel zbytečně pořizuje celý objem abrazivního materiálu. Nástroj je po vyčerpání pracovního objemu dále nepoužitelný. Problematická je také výroba nástroje velkého objemu, kdy výroba probíhá lisováním nebo litím směsi do formy. Dochází k nehomogennímu formování tvaru nástroje a nástroj vykazuje směrem od povrchu odlišné vlastnosti broušeného povrchu při použití nástroje. To vysoce závisí od kvality technologie výrobyThe new production technology monolithic wheels - microcrystalline corundum with various improved properties including special types of binders such as hollow glass ceramic balls, do not fully utilize the entire tool volume and the user unnecessarily buys the entire volume of abrasive material. The tool is no longer usable when the working volume is exhausted. The production of a large volume tool is also problematic, whereby the production is carried out by molding or pouring the mixture into a mold. There is an inhomogeneous shaping of the tool shape, and the tool has different ground surface properties from the surface using the tool. This is highly dependent on the quality of the production technology

Podstata vynálezu Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny brousicím kotoučem opatřeným na svém obvodu 3 až 20 mm silnou vrstvou abraziva pojeného pojivém, podle tohoto vynálezu. Jeho podstatou jr to, že vrstva abraziva je na bázi AI2O3 a/nebo SiC.SUMMARY OF THE INVENTION The aforementioned drawbacks are largely eliminated by the grinding wheel provided with a 3 to 20 mm thick binder layer of the binder according to the invention on its periphery. Its essence is that the abrasive layer is based on Al2O3 and / or SiC.

Pojivo je s výhodou vybráno ze skupiny keramická, sklokeramická a syntetická pryskyřice.The binder is preferably selected from the group of ceramic, glass-ceramic and synthetic resins.

Vrstva abraziva s pojivém je na obvod tělesa disku kotouče připojena ve výhodném provedení lisováním ve formě nebo zalitím do formy.The binder layer of the binder is attached to the periphery of the disc body in a preferred embodiment by molding or molding.

Vrstva abraziva s pojivém je s výhodou nesouvislá pro přivádění kapaliny prostřednictvím tělesa disku vrstvou do místa broušení. Obvodová plocha tělesa disku může být na svém obvodu opatřena profilem, zdrsněným a/nebo hladkým povrchem.The binder layer of the binder is preferably discontinuous for supplying liquid through the disc body through the layer to the point of grinding. The peripheral surface of the disc body may be provided on its periphery with a profile, a roughened and / or smooth surface.

Brousicí kotouč je ve tvaru disku s nanesenou nízkou vrstvou abrazivního materiálu s pojivém. Tuto vrstvu lze běžně orovnávat diamantovým orovnavačem a po odebrání vrstvy lze povrch očistit a nanést novou vrstvu, to znamená provést renovaci nástroje. Tím se výrazně sníží náklady a současně zvýší využití abrazivního materiálu. Jako abrazivní zrna se používají především zrna vyšší tvrdosti a trvanlivosti pojená například keramickým, pryskyřičným nebo sklokearmickým pojivém. Vrstva abraziva může mít 3 až 20 mm výšku, může být i přerušena drážkami pro zvýšení vlivu proudu vzduchu nebo kapaliny při procesu broušení. Tyto drážky mohou sloužit i k přívodu kapaliny diskem nástroje.The grinding wheel is disc-shaped with a low layer of abrasive material applied to it. This layer can normally be dressed with a diamond dresser, and after the layer is removed, the surface can be cleaned and a new layer applied, that is, to renovate the tool. This significantly reduces costs while increasing the use of abrasive material. Abrasive grains are mainly used for grains of higher hardness and durability bonded by, for example, ceramic, resinous or glass-ceramic bonding agents. The abrasive layer can be 3 to 20 mm in height, can be interrupted by grooves to increase the effect of the air or liquid flow during the grinding process. These grooves can also be used to supply liquid to the tool disc.

Disk nástroje může být použit z běžné výroby tenkovrstvých nástrojů CBN nebo D. Může být například ze slitin hliníku. Řešení je určeno především pro přesné broušení a dokončování povrchů, pro dokončování je možné použít i velikost zrna nižší jak 0,15 mm.The tool disc can be used from conventional production of CBN or D thin film tools. For example, it can be made of aluminum alloys. The solution is designed primarily for precision grinding and finishing of surfaces, and grain size less than 0.15 mm can be used for finishing.

Uvedené řešení má tyto výhody. Pro broušení mohou být široce použity nové abrazivní materiály s vysokým využitím. Nástroje lze použít nejen v kusové a malosériové výrobě, ale i ve velkosériové výrobě. Nástroj lze renovovat čištěním povrchu a nanesením nové vrstvy abraziva s pojivém. Zvýší se využitelnost abraziva a sníží odpad monolitních nástrojů. Sníží se náklady na nástroj s novým typem abraziva.This solution has the following advantages. New high-usage abrasive materials can be widely used for grinding. The tools can be used not only in piece and small series production, but also in mass production. The tool can be refurbished by cleaning the surface and applying a new layer of abrasive with a binder. Abrasive utilization will increase and waste of monolithic tools will be reduced. Reduce tool costs with a new type of abrasive.

Objasnění obrázků na výkresech·Clarifying Images on Drawings ·

Brousicí kotouč podle tohoto vynálezu bude blíže popsán na konkrétním příkladu provedení s pomocí přiloženého výkresu, kde na obr. 1 je příkladný kotouč v nárysu a na obr. 2 v bokorysu. Příklady uskutečnění technického řešem-The grinding wheel of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which, in FIG. 1, an exemplary disc is in front view and in FIG. Examples of Making a Technical Solution

Příkladný tenkovrstvý brousicí kotouč s možností renovace je tvořen kovovým diskem \ s upínacím otvorem 3 k upnutí na přírubu a vrstvou 2 abraziva na bázi AI2O3 s pojivém nanesenou na obvod disku L Příkladné řešení může být provedeno nalisováním a vytvrzením směsi abrazivních zrn mikrokrystalického korundu a bílého korundu s keramickým pojivém, sklokeramickým pojivém nebo pojivém syntetické pryskyřice o výšce vrstvy 12 mm. V dalších případech může být použito obdobného zrna včetně zrna karbidu křemíku, nových typů abrazivních zrn na bázi SiC. Velikost disku není omezena, vychází z použitého typu brousicího stroje.An example of a refinable thin-film grinding wheel consists of a metal disc with a clamping hole 3 for clamping on a flange and a layer 2 of an abrasive based on Al2O3 with a binder applied to the periphery of the disc. with a ceramic binder, glass ceramic binder or binder synthetic resin with a layer height of 12 mm. In other cases, a similar grain may be used including silicon carbide grain, new SiC-based abrasive grains. The size of the disc is not limited, it is based on the type of grinding machine used.

Vrstva abraziva s pojivém je na obvod tělesa disku kotouče připojena lisováním ve formě nebo zalitím do formy.The binder layer of the binder is attached to the periphery of the disc body by molding or molding.

Vrstva abraziva s pojivém je nesouvislá pro přivádění kapaliny prostřednictvím tělesa disku vrstvou do místa broušení. Obvodová plocha tělesa disku I je na svém obvodu opatřena profilem, zdrsněným a/nebo hladkým povrchem.The binder layer of the binder is discontinuous for supplying liquid through the disc body through the layer to the point of grinding. The peripheral surface of the disc body 1 is provided on its periphery with a profile, a roughened and / or smooth surface.

Průmyslová využitelnostIndustrial usability

Tenkovrstvý brousicí kotouč s možností renovace je využitelný ve všech typech výroby od kusové po hromadnou. Umožní zavést levnější nové druhy abrazivních zrn do širšího použití. Brousicí kotouč bude možné využít jak k přesnému broušení, tak k dokončování povrchů při dosažení vysokých kvalitativních parametrů. V určitém rozsahu vznikne levnější a úspornější alternativa k brousicím kotoučům se zrnem CBN a D.The refinable thin-film grinding wheel is usable in all types of production from piece to bulk. It allows to introduce cheaper new types of abrasive grains into wider use. The grinding wheel can be used for both precision grinding and surface finishing with high quality parameters. To some extent, a cheaper and more economical alternative to CBN and D grinding wheels is created.

Claims

PATENT CLAIMS

A grinding wheel provided on its periphery with a 3 to 20 mm thick layer of abrasive bonded binder, characterized in that the abrasive layer (2) is based on Al 2 O 3 and / or SiC.

Grinding wheel according to claim 1, characterized in that the binder is selected from the group consisting of ceramic, glass-ceramic and synthetic resin.

Grinding wheel according to claim 1 and 2, characterized in that the abrasive layer (2) is bonded to the periphery of the disc disk (1) by molding.

A grinding wheel according to claim 1 or 2, characterized in that the binder abrasive layer (2) is connected to the disc periphery of the disc (1) by pouring it into a mold.

Grinding wheel according to any one of the preceding claims, characterized in that the binder abrasive layer (2) is discontinuous for supplying liquid through the disc body (1) through the layer (2) to the grinding point.

Grinding wheel according to any one of the preceding claims, characterized in that the circumferential surface of the disc body (1) is provided on its periphery with a profile, a roughened and / or smooth surface.