RU2127185C1

RU2127185C1 - Method for making vulcanite-binder abrasive wheels

Info

Publication number: RU2127185C1
Application number: RU97118245A
Authority: RU
Inventors: Л.А. Барков; В.Н. Дятлов; Б.А. Чаплыгин; В.А. Павлов; В.Г. Шеркунов; В.И. Трусковский
Original assignee: Управляющая компания "Абразивные заводы Урала"
Priority date: 1997-11-05
Filing date: 1997-11-05
Publication date: 1999-03-10

Abstract

FIELD: abrasive tool industry, namely manufacture of vulcanite binder abrasive wheels. SUBSTANCE: method comprises steps of preparing lumpy abrasive mass for molding, molding plates of prepared mass by rolling and calendering, applying talc on plate surfaces, blanking from plates annular blanks of abrasive wheels at formation of recoverable waste in the form of outer fin and excised pieces, disintegrating waste, making plates and annular blanks from them. Disintegration of waste to lumpy mass and talk removal are performed simultaneously at making blanks from plates prepared of initial mass. Mass of lumps of disintegrated waste consists 0.8-1.2 of mass of lumps of initial mass. Before molding, (30-50)% of mass of disintegrated waste are added to initial lump mass. EFFECT: enhanced quality of plates and wheels, lowered number of rejects, reduced labor consumption of manufacturing process. 2 dwg, 1 tbl, 2 ex

Description

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

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ производства абразивных кругов на вулканитовой связке, включающий приготовление кусковой абразивной исходной массы на смесительных вальцах, формование из массы пластин на прокатных вальцах и каландрах, нанесение на поверхности пластин талька, вырубку из пластин кольцевых заготовок абразивных кругов с образованием возвратных отходов в виде наружного облоя и внутренних высечек, использование указанных отходов для получения дополнительных пластин и кольцевых заготовок, а также термообработку кольцевых заготовок для получения готовых абразивных кругов (Технологические инструкции по изготовлению вулканитовых и гибких полировальных кругов, Южно-Уральский ЦНТИ, 1970, стр. 32-51). Closest to the technical nature of the present invention is a method for the production of abrasive wheels on a volcanic bond, comprising preparing a lump of abrasive feedstock on a mixing roller, molding from a mass of plates on a rolling mill and calenders, applying talcum to the surface of the plates, cutting down the rings of the ring blanks of abrasive circles with the formation of returnable waste in the form of an external flake and internal punching, the use of these wastes to obtain additional plates and ring blanks, as well as heat treatment of ring blanks to obtain finished abrasive wheels (Technological instructions for the manufacture of volcanic and flexible polishing wheels, South Ural Central Scientific Research Institute, 1970, p. 32-51).

Существенным недостатком известного способа производства абразивных кругов на вулканитовой связке является низкое качество пластин (наличие непрофилированных участков и неоднородность плотности) и абразивных кругов (пониженная прочность и твердость, т.е. способность связи удерживать абразивные зерна), полученных из отходов в виде облоя и высечек. A significant disadvantage of the known method for the production of abrasive wheels on a volcanic bond is the low quality of the plates (the presence of non-profiled sections and heterogeneity of density) and abrasive wheels (reduced strength and hardness, i.e. the ability of the bond to hold abrasive grains) obtained from waste in the form of flash and die cuts .

Основными причинами низкого качества пластин являются разноразмерность отходов (наружный слой - это длинномерные пластины с множеством пробитых отверстий, а высечки - это цилиндрические по форме отходы диаметром от 20 до 200 мм) и низкая их адгезия друг к другу (адгезии препятствует тальк, покрывающий поверхности отходов). Кроме того, формование пластин отличается высокой трудоемкостью, поскольку непроформованные участки вырезаются и вновь вместе с отходами поступают на формование. The main reasons for the low quality of the plates are the different sizes of waste (the outer layer is long plates with many punched holes, and die cuts are cylindrical waste products with a diameter of 20 to 200 mm) and their low adhesion to each other (adhesion is prevented by talc, covering the surface of the waste ) In addition, the molding of the plates is highly labor intensive, since the unformed sections are cut out and, together with the waste, are transferred to the molding.

Основными причинами низкого качества абразивных кругов, полученных из отходов, являются неоднородность плотности пластин, особенно по ширине и длине, и изменение химического состава абразивных кругов, полученных из возвратных отходов, по сравнению с кругами, полученными из исходной абразивной массы. Возвратные отходы по сравнению с исходной массой содержат дополнительно до 10% талька, который ослабляет связь абразивных зерен со связкой и, тем самым, снижает прочность и твердость абразивных кругов. The main reasons for the poor quality of abrasive wheels obtained from waste are the heterogeneity of the density of the plates, especially in width and length, and the change in the chemical composition of the abrasive wheels obtained from returnable waste, compared to the circles obtained from the original abrasive mass. Compared to the initial mass, returnable waste additionally contains up to 10% talc, which weakens the bond of abrasive grains with a bunch and, thereby, reduces the strength and hardness of abrasive wheels.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение этих недостатков, а именно: повышение качества пластин и кругов, полученных и возвратных отходов, и снижение трудоемкости их изготовления. The objective of the invention is to eliminate these disadvantages, namely: improving the quality of the plates and circles, received and returnable waste, and reducing the complexity of their manufacture.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе производства абразивных кругов на вулканитовой связке, при котором приготавливают кусковую абразивную исходную массу, формуют из массы пластины путем вальцевания и каландрирования, наносят на поверхности пластин тальк, вырубают из пластин кольцевые заготовки абразивных кругов с образованием возвратных отходов в виде наружного облоя и высечек, измельчают эти отходы, получают из них пластины и кольцевые заготовк, согласно изобретению измельчение отходов в кусковую массу совмещают с вырубкой заготовок из пластин, полученных из исходной массы, и с удалением талька с наружных верхних поверхностей отходов, причем вес отдельных кусков измельченных отходов составляет 0,8-1,2 веса отдельных кусков исходной массы, а перед формованием в общую исходную массу добавляют 30-50% общей массы измельченных отходов. The problem is achieved in that in the known method for the production of abrasive wheels on a volcanic bond, in which a lump of abrasive initial mass is prepared, formed from the mass of the plate by rolling and calendering, talc is applied to the surface of the plates, ring blanks of abrasive wheels are cut from the plates to form returnable waste in the form of an external flake and die-cuts, these wastes are ground, plates and ring blanks are obtained from them, according to the invention, the wastes are crushed into lump mass they are removed by cutting blanks from plates obtained from the initial mass and removing talc from the outer upper surfaces of the waste, the weight of individual pieces of ground waste being 0.8-1.2 times the weight of individual pieces of the initial mass, and added to the total initial mass before molding 30-50% of the total mass of ground waste.

Совмещение операций измельчения отходов, удаления талька с их поверхностей с вырубкой кольцевых заготовок осуществлется за счет снабжения вырубного штампа дополнительными ножами для деления отходов и размещенными между ними патрубками отсасывающего тальк устройства. Combining operations of crushing waste, removal of talc from their surfaces with cutting of ring billets is carried out by supplying the die cutting dies with additional knives for dividing the waste and the nozzles of the talcum suction device placed between them.

Измельчение возвратных отходов в виде облоя и высечек до кусков весом 0,8-1,2 от веса отдельных кусков исходной массы позволяет устранить их разноразмерность, а следовательно, повысить качество полученных из них пластин. Если вес отдельных измельченных кусков будет меньше 0,8 веса кусков исходной массы, то слишком сложной становится конструкция вырубного штампа, снабженная ножами для измельчения отходов, а если вес кусков будет больше 1,2 веса кусков исходной массы, то не устраняются полностью такие дефекты как непроформованные участки пластин и неоднородность их плотности. Shredding of returnable waste in the form of a burr and punch to pieces weighing 0.8-1.2 from the weight of individual pieces of the original mass allows us to eliminate their different sizes, and therefore, to improve the quality of the plates obtained from them. If the weight of the individual shredded pieces is less than 0.8 the weight of the pieces of the original mass, then the design of the die cut equipped with knives for grinding waste becomes too complicated, and if the weight of the pieces is more than 1.2 the weight of the pieces of the original mass, defects such as unformed sections of the plates and the heterogeneity of their density.

Удаление талька с наружных верхних поверхностей отходов (с нижних поверхностей он удаляется частично под действием сил тяжести) одновременно с вырубкой кольцевых заготовок и измельчением отходов позволяет снизить содержание талька в отходах примерно в два раза и повысить адгезию кусков отходов друг к другу и к кускам исходной массы, а следовательно, повысить качество пластин и абразивных кругов. Совмещение операций вырубки и измельчения отходов позволяет снизить трудоемкость производства абразивных кругов за счет устранения операции измельчения отходов на смесительных вальцах. The removal of talc from the outer upper surfaces of the waste (it is partially removed from the lower surfaces by gravity) simultaneously with the cutting of the ring blanks and grinding of the waste reduces the amount of talc in the waste by about half and improves the adhesion of pieces of waste to each other and to pieces of the original mass and, therefore, improve the quality of the plates and abrasive wheels. Combining operations of cutting and grinding waste reduces the complexity of the production of abrasive wheels by eliminating the operation of grinding waste on the mixing rollers.

Добавление к общей исходной массе от 30 до 50% массы отходов позволяет повысить адгезию кусков друг к другу, получить одинаковый химический состав исходной массы и массы, содержащей отходы и исходную массу. Если добавляется более 50% кусков отходов к общей исходной массе, то качество пластин и абразивных кругов, полученных с применением возвратных отходов, остается более низким по сравнению с пластинами и кругами, полученными только из исходной массы. При добавлении к общей исходной массе менее 30% кусков отходов приводит к тому, что часть возвратных отходов не используется и превращается в безвозвратные отходы. Adding from 30 to 50% of the waste mass to the total initial mass allows one to increase the adhesion of the pieces to each other, to obtain the same chemical composition of the initial mass and the mass containing the waste and the initial mass. If more than 50% of the waste pieces are added to the total initial mass, then the quality of the plates and abrasive wheels obtained using recyclable waste remains lower compared to the plates and circles obtained only from the initial mass. When less than 30% of the waste pieces are added to the total initial mass, part of the returnable waste is not used and turns into irrevocable waste.

Предлагаемый способ проиллюстрирован чертежом, где на фиг. 1 показана вырубка кольцевых заготовок с отверстиями малого диаметра, а на фиг. 2 - вырубка кольцевых заготовок с отверстиями большого диаметра. The proposed method is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows the cutting of annular blanks with holes of small diameter, and in FIG. 2 - cutting of ring billets with holes of large diameter.

На фиг. 1 и 2 обозначены:
1 - пластина; 2 - облой; 3 - высечка; 4 - линии деления облоя и высечек; 5 - заготовки кругов.In FIG. 1 and 2 are indicated:
1 - plate; 2 - an envelope; 3 - die cutting; 4 - dividing lines of flash and die-cuts; 5 - blank circles.

Способ осуществляется следующим образом. Исходную абразивную массу в виде плоских кусков высотой в среднем около 14 мм размерами в плане в среднем 300 мм² и весом в среднем 135 г получают на смесительных вальцах. Для выполнения формования вначале равномерно укладывают на подающий транспортер вальцев нижний слой кусков исходной массы, затем на этот слой равномерно укладывают промежуточный слой кусков весом от 108 до 162 г, полученных из отходов, и, наконец, укладывают верхний слой кусков исходной массы. После операции вальцевания и каландрирования на пластину (за исключением тонких отрезных кругов пластины для шлифовальных и полировальных кругов, имеют высоту 13 - 15 мм), наносят тальк, вырубают из пластин кольцевые заготовки с одновременным измельчением облоя и высечек и удалением талька с поверхностей отходов (поверхность заготовки в этот момент покрыта вырубным штампом и тальк на ней остается). Тальк на поверхностях заготовок необходим для предотвращения их слипания при укладывании в стопы. Для получения готовых абразивных кругов заготовки термообрабатывают (вулканизируют).The method is as follows. The initial abrasive mass in the form of flat pieces with an average height of about 14 mm and dimensions in plan of an average of 300 mm ² and an average weight of 135 g is obtained on mixing rollers. To perform the molding, at first, the lower layer of the pieces of the initial mass is evenly laid on the feed conveyor of the rollers, then the intermediate layer of pieces from 108 to 162 g obtained from the waste is evenly laid on this layer, and finally, the upper layer of the pieces of the initial mass is laid. After the rolling and calendering operation, the plate (with the exception of thin cutting wheels, the plates for grinding and polishing wheels have a height of 13-15 mm), talc is applied, ring blanks are cut from the plates with simultaneous grinding of burrs and die cuts and removal of talc from waste surfaces (surface the blank at this moment is covered with a die cut and talc remains on it). Talc on the surfaces of the workpieces is necessary to prevent them from sticking together when stacked in the feet. To obtain finished abrasive wheels, the blanks are heat treated (vulcanized).

По предлагаемому способу формованием были получены из исходной массы пластины высотой 13 мм и из них изготовлены заготовки полировальных кругов наружным диаметром 250 мм и внутренним диаметром 32 мм. Из каждой пластины размерами 1130 х 13 х 310 мм вырубали по четыре кольцевые заготовки. Таким образом, отходы составляли 48% от массы каждой пластины, после измельчения и удаления талька они включали 10 кусков облоя и 4 высечки. Прокатали 50 пластин из исходной массы, получили из них 200 заготовок кругов. Заготовки подвергли термообработке и проверке свойств, в том числе испытали на твердость и прочность. Все пластины и готовые полировальные круги отвечали требованиям технической документации. Затем к исходной кусковой массе добавили 25-55% измельченных отходов, из этой смешанной массы сформовали 50 пластин и вырубили 200 заготовок. Все пластины группы с содержанием отходов не менее 50% не имели дефектов в виде непроформованных участков. После испытания на твердость все круги оказались годными, а после испытания на прочность 3 круга или 1,5% от всех кругов разрушились при скорости испытания 25 м/с. Данные испытаний сведены в таблицу. According to the proposed method, moldings were obtained from the initial mass of the plate with a height of 13 mm, and billets of polishing wheels with an outer diameter of 250 mm and an inner diameter of 32 mm were made from them. Four ring blanks were cut from each plate with dimensions of 1130 x 13 x 310 mm. Thus, the waste amounted to 48% of the mass of each plate, after grinding and removal of talc, they included 10 pieces of flake and 4 die cuts. Laminated 50 plates from the initial mass, received from them 200 blanks circles. The blanks were subjected to heat treatment and verification of properties, including testing for hardness and strength. All plates and finished polishing wheels met the requirements of technical documentation. Then, 25-55% of the crushed waste was added to the initial lump mass, 50 plates were formed from this mixed mass and 200 blanks were cut. All plates of the group with a waste content of at least 50% had no defects in the form of unformed sections. After the hardness test, all circles turned out to be suitable, and after the strength test, 3 circles or 1.5% of all circles collapsed at a test speed of 25 m / s. The test data are summarized in table.

Для сравнения получили пластины и полировальные круги этих же размеров по способу, включающему измельчение отходов на смесительных вальцах, формование из них пластин, вырубку кольцевых заготовок и их термообработку. Около 60% пластин имели непроформованные участки, поэтому из 50 пластин удалось вырубить только 168 заготовок без видимых дефектов. После термообработки и испытаний на твердость и прочность установили, что 7 кругов не соответствовали НТД (ОСТ 2 И70-1-78) по твердости и 14 кругов не выдержали испытаний на прочность при скорости 25 м/с. Таким образом, пластины и круги, изготовленные по известной технологии, имели 26,5% брака, НТД по качеству отвечало только 73,5% кругов. Кроме того, введение дополнительной операции измельчения отходов на смесительных вальцах на 17% увеличивает трудоемкость процесса изготовления абразивных кругов. Сравнение качества кругов по существующей и предлагаемой технологии дано в таблице. For comparison, we obtained plates and polishing wheels of the same sizes by a method including grinding waste on mixing rollers, forming plates from them, cutting down annular blanks and their heat treatment. About 60% of the plates had unformed sections, so out of 50 plates only 168 blanks without visible defects were cut. After heat treatment and tests for hardness and strength, it was found that 7 circles did not correspond to NTD (OST 2 I70-1-78) in hardness and 14 circles did not pass the strength tests at a speed of 25 m / s. Thus, plates and circles made by known technology had 26.5% defects; NTD in quality corresponded to only 73.5% circles. In addition, the introduction of an additional operation of grinding waste on mixing rollers by 17% increases the complexity of the manufacturing process of abrasive wheels. A comparison of the quality of the circles on the existing and proposed technology is given in the table.

Предлагаемый способ целесообразно применять для производства шлифовальных кругов. The proposed method is expediently used for the production of grinding wheels.

Claims

A method of manufacturing abrasive wheels on a volcanic bond, in which a lump initial abrasive mass is prepared, plates are formed from it by rolling and calendering, talc is applied to the surface of the plates and annular blanks are cut from them to form returnable waste in the form of an external shell and die cuts, after which the ring the blanks of the circles are heat treated, and these wastes are used to obtain additional plates and ring blanks, characterized in that the waste is in the form of an external flake and die cutting crushed to a lump mass, the weight of each piece of which is 0.8 - 1.2 from the weight of a piece of the original abrasive mass, and these wastes are crushed while removing talc from their upper surfaces in the process of cutting annular blanks from plates obtained from the lump initial abrasive mass while additional plates are obtained during the formation of a mixture of lump initial abrasive mass and 30 - 50% of the crushed waste.