RU2108227C1

RU2108227C1 - Abrasive tool manufacture method

Info

Publication number: RU2108227C1
Application number: RU97104471A
Authority: RU
Inventors: В.И. Трусковский; В.А. Павлов; Л.А. Барков; Б.А. Чаплыгин; В.Г. Шеркунов; В.Н. Дятлов
Original assignee: Управляющая компания "Абразивные заводы Урала"
Priority date: 1997-03-25
Filing date: 1997-03-25
Publication date: 1998-04-10

Abstract

FIELD: production of grinding, polishing and cutting wheels based preferably on organic binder. SUBSTANCE: method involves preparing abrasive lumpy mass by rolling on rolls; forming plates by calendering; punching annular billets from plates with following curing of annular billets. Abrasive mass is subjected to additional pressing with relative deformation extent of 30-60% prior to forming plates. Billets are made rectangular and provided with wedge-shaped end. Height of billets is product of plate height and average total drawing during forming, and width of billets exceeds diameter of punched billet by 6-8%. Billets are cut into plates for several passes with total drawing extent of 2-3. EFFECT: increased efficiency, simplified method and improved quality of abrasive tools. 1 tbl

Description

Изобретение относится к абразивной промышленности, а именно к изготовлению абразивных кругов на органической связке, и может быть использовано для производства шлифовальных, полировальных и отрезных кругов. The invention relates to the abrasive industry, namely the manufacture of abrasive wheels on an organic bond, and can be used for the production of grinding, polishing and cutting wheels.

Известен способ производства абразивного инструмента на органической связке, включающий приготовление абразивной массы путем смешивания связки с абразивным материалом в смесителе, формирование из нее пластин путем прокатки на вальцах, вырубку из пластин кольцевых заготовок кругов и их термообработку [1]. A known method of manufacturing an abrasive tool on an organic bond, including the preparation of abrasive mass by mixing the bond with abrasive material in the mixer, the formation of plates from it by rolling on rollers, cutting from the plates of the annular blanks of circles and their heat treatment [1].

Существенным недостатком способа являются низкие технологические возможности. Он не может быть использован для получения абразивных кругов на вулканитовой связке. Невозможно приготовить абразивную массу путем смешивания компонентов связки на основе твердых каучуков с абразивным материалом в смесителе. A significant disadvantage of this method is the low technological capabilities. It cannot be used to produce abrasive wheels on a volcanic bond. It is not possible to prepare an abrasive mass by mixing the components of a bond based on hard rubbers with abrasive material in a mixer.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ производства абразивного инструмента на органической связке, включающий приготовление абразивной кусковой вулканитовой массы смешиванием связки с абразивным материалом путем прокатки на вальцах, прокатки пластин на вальцах и каландрах, вырубку из пластин кольцевых заготовок кругов и их термообработку [2]. The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed one is a method of producing an abrasive tool on an organic bond, including the preparation of an abrasive lump of volcanic mass by mixing a bond with abrasive material by rolling on rollers, rolling plates on rollers and calenders, cutting from the plates of circular ring blanks and their heat treatment [2].

Основными недостатками способа являются низкое качество и малый выход годного при получении абразивного инструмента. Абразивная масса после приготовления прокаткой на вальцах состоит из отдельных кусков, по форме близких к прямоугольной, размерами сечения от нескольких квадратных миллиметров до десятков квадратных миллиметров и высотой 15 - 17 мм. Эта кусковая абразивная масса при формовании путем прокатки на вальцах, а затем на каландрах позволяет получать пластины необходимой плотности высотой 0,6 - 5,0 мм. Получение пластин высотой более 5,0 мм заданной плотности (2,6 г/см³ и более) невозможно, т.к. снижается суммарное относительное обжатие кусковой абразивной массы и заданная плотность пластины не достигается. Абразивные круги высотой более 5 мм можно получить только дублированием (наложением друг на друга по высоте) пластин или кольцевых заготовок и дополнительным формованием пакетов пластин или заготовок.The main disadvantages of the method are low quality and low yield when receiving an abrasive tool. The abrasive mass after preparation by rolling on rollers consists of separate pieces, similar in shape to rectangular, with section sizes from several square millimeters to tens of square millimeters and a height of 15 - 17 mm. This lumpy abrasive mass during molding by rolling on rollers and then on calenders allows to obtain plates of the required density with a height of 0.6 - 5.0 mm. Obtaining plates with a height of more than 5.0 mm of a given density (2.6 g / cm ³ or more) is impossible, because decreases the total relative compression of the lump of abrasive mass and the specified density of the plate is not achieved. Abrasive wheels with a height of more than 5 mm can only be obtained by duplication (overlapping in height) of the plates or ring blanks and the additional formation of packages of plates or blanks.

Более 10% инструмента из дублированных пластин или дублированных кольцевых заготовок идут в брак. Брак заключается в расслойных дефектах по плоскостям контакта пластин или кольцевых заготовок. Причем этот брак можно обнаружить только на готовых кругах после термообработки и механической обточки по наружному диаметру. Процент брака зависит от количества дублированных пластин или заготовок. Если прессованием дублируется более 20 - 30 кольцевых заготовок, то брак часто достигает 90%, что приводит к очень низкому выходу годного. Снижает выход годного и большая дефектность кромок, и недостаточная плотность формованных из кусковой массы пластин, в результате чего ширина пластины в зависимости от марки абразивной массы на 20 - 40% превышает наружный диаметр вырубаемых из пластин кольцевых заготовок кругов. Оставшийся после вырубки кольцевых заготовок облой (возвратный отход) составляет 30 - 70% от массы пластины. More than 10% of tools from duplicated plates or duplicated ring blanks are rejected. The marriage consists of delamination defects along the contact planes of the plates or ring blanks. Moreover, this marriage can only be found on finished circles after heat treatment and mechanical turning on the outer diameter. The percentage of rejects depends on the number of duplicated plates or blanks. If by pressing more than 20 - 30 ring blanks are duplicated, the reject often reaches 90%, which leads to a very low yield. Reduces the yield and large defective edges and insufficient density of the plates molded from the lump mass, as a result of which the plate width, depending on the grade of abrasive mass, exceeds the outer diameter of the annular blanks of circles cut from the plates. The remainder after cutting the ring blanks (return waste) is 30 - 70% of the mass of the plate.

Помимо этого способ отличается низкой производительностью из-за многочисленных операций подготовки пластин или заготовок к дублированию. In addition, the method is characterized by low productivity due to the numerous operations of preparing plates or blanks for duplication.

Задачей изобретения является устранение этих недостатков, а именно повышение качества и увеличение выхода годного. The objective of the invention is to eliminate these disadvantages, namely improving the quality and increase yield.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе производства абразивного инструмента, включающем приготовление абразивной кусковой массы прокаткой на вальцах, формование пластин каландрованием, вырубку из пластин кольцевых заготовок и последующую их вулканизацию, абразивную массу перед формованием из нее пластин дополнительно прессуют с относительной деформацией 30 - 60% на заготовки преимущественно прямоугольного поперечного сечения с клиновидным концом и выполняют высотой, равной произведению высоты пластины на среднюю суммарную вытяжку при формовании, шириной на 6 - 8% больше диаметра вырубаемой заготовки, а формование каландрованием заготовок на пластины выполняют за несколько проходов с суммарной вытяжкой, равной 2 - 3. The problem is achieved in that in the known method for the production of abrasive tools, including the preparation of abrasive lumps by rolling on rollers, forming calendering plates, cutting annular blanks from the plates and their subsequent vulcanization, the abrasive mass is additionally pressed with relative deformation 30 - 60% for preforms of a predominantly rectangular cross section with a wedge-shaped end and perform a height equal to the product of the height of the plate by the average w total exhaustion during molding, a width of 6 - 8% larger than the diameter of harvested preform, and calendering molding preforms on a plate is performed in several passes with a total draw ratio of 2 - 3.

Дополнительное прессование абразивной массы до формования из нее пластин на заготовки заявляемых размеров позволит значительно увеличить высоту пластин без снижения их плотности. Это сократит их количество при дальнейшей сборке пакета, а следовательно, уменьшит количество стыков, что снизит расслой готового инструмента. Равномерная проработка кромок, получаемых после прессования заготовок, ведет к снижению дефектности кромок у полученных из этих заготовок пластин, что снизит облой при вырубке кольцевых заготовок, увеличит выход годного. Additional pressing of the abrasive mass until the plates are formed from it onto blanks of the claimed sizes will significantly increase the height of the plates without reducing their density. This will reduce their number during further assembly of the package, and therefore, reduce the number of joints, which will reduce the delamination of the finished tool. A uniform study of the edges obtained after pressing the blanks leads to a decrease in the defectiveness of the edges of the plates obtained from these blanks, which will reduce breakdown during the cutting of the ring blanks and increase the yield.

Прямоугольное сечение заготовок обеспечит равномерное обжатие при каландровании пластин, устранит существующую разновысотность пластин при ширине при их формовании из кусковой массы. Клиновидный передний конец заготовок обеспечит надежный захват заготовки валками каландров при высоких разовых вытяжках. Вытяжка - это отношение площади поперечного сечения заготовки S₃ к площади поперечного сечения полуфабриката пластин, например, после первого прохода S₁( λ₁ = S₃/S₁). При ширине полуфабриката пластины b₁, равной ширине заготовки b₃(b₁ = b₃), вытяжка за один проход равна λ₁ = h₃/h₁, где h₃ - высота заготовки; h₁ - высота полуфабриката пластины после первого прохода.The rectangular cross-section of the workpieces will provide uniform compression during calendaring of the plates, eliminate the existing different height of the plates with a width when they are formed from lumpy mass. The wedge-shaped front end of the workpieces will provide a reliable grip of the workpiece by calender rolls at high single extracts. The hood is the ratio of the cross-sectional area of the workpiece S ₃ to the cross-sectional area of the semi-finished plates, for example, after the first pass S ₁ (λ ₁ = S ₃ / S ₁ ). When the width of the semi-finished plate b ₁ equal to the width of the workpiece b ₃ (b ₁ = b ₃ ), the hood in one pass is λ ₁ = h ₃ / h ₁ , where h ₃ is the height of the workpiece; h ₁ - the height of the semi-finished plate after the first pass.

Суммарная вытяжка λ_Σ при формовании готовой пластины высотой h_п за несколько проходов каландрования заготовки равна
λ_Σ = h₃\h_п,
Относительная деформация при прессовании, равная ε = (h_н - h_з)/h_н, где h_н - высота насыпки кусковой массы в пресс-форму для прессования, определяет качество заготовки и усилие прессования.The total hood λ _Σ when forming the finished plate with a height of h _p for several passes calendaring the workpiece is equal to
λ _Σ = h ₃ \ h _p ,
The relative deformation during pressing equal to ε = (h _n - h _s ) / h _n , where h _n is the height of the bulk of the lump mass in the compression mold, determines the quality of the workpiece and the pressing force.

При ε < 30% заготовка имеет пониженную плотность и дефекты в виде отдельных пор, при ε > 60% резко повышается усилие прессования, масса начинает затекать в разъемы пресс-формы и интенсивно ее изнашивать. At ε <30%, the workpiece has a reduced density and defects in the form of individual pores, at ε> 60%, the pressing force increases sharply, the mass begins to flow into the connectors of the mold and wear it out intensively.

Высота заготовки (h_з) для обеспечения заданной плотности готовой пластины и высокого качества готового инструмента должна быть равна h_з = λ_Σ h_п. Высота h_п задается высотой прокатываемой заготовки абразивного инструмента, λ_Σ должна находиться в пределах 2 - 3.The height of the workpiece (h _s ) to ensure a given density of the finished plate and high quality of the finished tool should be equal to h _s = λ _Σ h _p . The height h _p is set by the height of the rolled workpiece of the abrasive tool, λ _Σ should be in the range 2 - 3.

При λ_Σ < 2 не достигается заданная плотность пластины, равная примерно 2,6 - 3,0 г/см³, при λ_Σ > 3 снижается производительность за счет излишних проходов каландрования.When λ _Σ <2, the specified plate density of approximately 2.6 - 3.0 g / cm ^{3 is} not achieved; when λ _Σ > 3, productivity decreases due to excessive calendaring passes.

Прессование заготовок, шириной менее 6% превышающих диаметр вырубаемой заготовки, возможны дефекты на кольцевых заготовках, а при ширине, более 8% превышающих диаметр вырубаемой заготовки, происходит нецелесообразное увеличение расхода абразивной массы (увеличение возвратного отхода). Pressing blanks with a width of less than 6% greater than the diameter of the blank being cut, defects are possible on the ring blanks, and with a width of more than 8% exceeding the diameter of the blank being blanked, an inappropriate increase in the consumption of abrasive mass (increase in return waste) occurs.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Кусковую вулканитовую массу после смешивания прокаткой на вальцах загружают в пресс-форму, разравнивают и прессуют в заготовку прямоугольного сечения с заостренным концом с относительной деформацией 30 - 60%. Затем эти заготовки формуют в пластины каландрованием и вырубают из них кольцевые заготовки, которые при необходимости собирают в пакет и проводят прессование и вулканизацию. Lump volcanic mass after mixing by rolling on rollers is loaded into a mold, leveled and pressed into a rectangular blank with a pointed end with a relative deformation of 30-60%. Then these blanks are formed into calendering plates and annular blanks are cut from them, which, if necessary, are collected in a bag and pressed and vulcanized.

По предлагаемому способу были изготовлены круги шлифовальные типа ПП размерами 300 х 40 х 127 из вулканитовой массы 14А25НСВ. Вырубаемые кольцевые заготовки имели наружный диаметр, равный 305 мм, высоту, равную 40 мм, и внутренний диаметр, равный 127 мм. Из каждой пластины вырубали 5 кольцевых заготовок, т.е. длина пластины должна быть равна 1600 мм (с учетом перемычек на вырубку). Ширина пластины на 7% больше диаметра вырубаемой заготовки, т. е. 324 мм. Высота пластины равна высоте круга, т.е. 40 мм. According to the proposed method, grinding wheels of type PP were made with dimensions of 300 x 40 x 127 from 14A25NSV volcanic mass. The cut annular blanks had an outer diameter of 305 mm, a height of 40 mm, and an inner diameter of 127 mm. Five ring blanks were cut from each plate, i.e. the length of the plate should be equal to 1600 mm (taking into account the jumpers for cutting). The width of the plate is 7% greater than the diameter of the blank being cut, i.e. 324 mm. The height of the plate is equal to the height of the circle, i.e. 40 mm.

Размеры прессования заготовки и параметры прессования и каландрования приведены в таблице. The dimensions of pressing the workpiece and the parameters of pressing and calendaring are given in the table.

Для сравнения было изготовлено 20 шлифовальных кругов типа ПП размерами 300 х 40 х 127 из вулканитовой массы 14А25РСВ. Технология включает вальцевание вулканитовой массы на пластины высотой 10 мм, дублирование 6 пластин по высоте и их совместное каландрование до высоты 40 мм. После каландрования пластины имеют длину l_п = 700 мм, ширину b_п = 370 мм. Из одной такой пластины можно вырубить 2 заготовки круга диаметром 305 мм.For comparison, 20 grinding wheels of type PP were made with dimensions of 300 x 40 x 127 from 14A25RSV volcanic mass. The technology includes rolling the volcanic mass onto 10 mm high plates, duplicating 6 plates in height and calendaring them together to a height of 40 mm. After calendaring, the plates have a length l _p = 700 mm, a width b _p = 370 mm. From one such plate, 2 blanks of a circle with a diameter of 305 mm can be cut.

Анализ показывает, что при заявляемом способе нет дублирования, поэтому не может быть брака по расслою. Брак по расслою по известной технологии составил 32% (дублировалось всего 6 пластин). Наружный облой по предлагаемому способу снизился на 15%. Производительность повысилась в 4 раза. The analysis shows that with the claimed method there is no duplication, therefore, there can be no marriage by stratification. Marriage by stratification by known technology amounted to 32% (only 6 plates were duplicated). The external environment for the proposed method decreased by 15%. Productivity increased 4 times.

Предлагаемый способ целесообразно применять в абразивной промышленности, при производстве кругов на вулканитовой связке. The proposed method is expediently used in the abrasive industry, in the production of circles on a volcanic bond.

Источники информации. Sources of information.

1. Любомудров В.Н., Васильев Н.Н., Фальковский Б.И. Абразивные инструменты и их изготовление. М.: Машгиз, 1953, с. 343 - 370. 1. Lyubomudrov V.N., Vasiliev N.N., Falkovsky B.I. Abrasive tools and their manufacture. M .: Mashgiz, 1953, p. 343 - 370.

2. Любомудров В.Н., Васильев Н.Н., Фальковский Б.И. Абразивные инструменты и их изготовление. М.: Машгиз, 1953, с. 307 - 341. 2. Lyubomudrov VN, Vasiliev NN, Falkovsky B.I. Abrasive tools and their manufacture. M .: Mashgiz, 1953, p. 307 - 341.

Claims

A method of manufacturing an abrasive tool, including preparing an abrasive lump by rolling on rollers, forming calendaring plates, cutting annular blanks from the plates and subsequently vulcanizing them, characterized in that the abrasive mass is additionally pressed with relative deformation of 30-60% onto the blanks a predominantly rectangular cross-section with a wedge-shaped end and perform a height equal to the product of the height of the plate by the average total hood during molding ns width is 6 - 8% larger than the diameter of harvested preform molding preforms on a plate is performed in several passes by calendering with a total draw ratio of 2 - 3.