RU2227776C2

RU2227776C2 - Method for making vulcanite-binder abrasive wheels

Info

Publication number: RU2227776C2
Application number: RU2001103911/02A
Authority: RU
Inventors: В.И. Трусковский; Л.А. Барков; В.А. Павлов; Б.А. Чаплыгин; М.В. Иванова; тлов В.Н. Д; В.Н. Дятлов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Торговый дом "Абразивные заводы Урала"
Priority date: 2001-02-12
Filing date: 2001-02-12
Publication date: 2004-04-27

Abstract

FIELD: manufacture of large-height polishing and grinding wheels. SUBSTANCE: method comprises steps of rolling abrasive mass to sheets; blanking annular semifinished products of rolled abrasive mass; packing them on mandrel of blanking apparatus; compacting prepared pack. Before rolling, abrasive lumpy mass is shaped to round cross section blank by means of worm extrusion process and received round semifinished product is flattened by rolling process. EFFECT: lowered labor consumption, enhanced efficiency of method. 2 dwg

Description

Изобретение относится к абразивной промышленности, а именно к производству заготовок преимущественно крупногабаритных кругов большой высоты.The invention relates to the abrasive industry, namely to the production of preforms of predominantly large-sized circles of high height.

Известен способ производства заготовок шлифовальных кругов на вулканитовой связке, включающий прокатку абразивной кусковой высокопористой массы на листы высотой 6-13 мм, вырубку из них кольцевых полуфабрикатов, их сборку в стопки на столе вырубного пресса, передачу стопок на участок пакетирования, сборку пакетов из стопок на оправке нижней формовочной плиты, передачу пакетов на участок прессования и уплотнение пакета прессованием в пресс-форме [1]. Этим способом получают шлифовальные и полировальные круги преимущественно наружным диаметром от 200 до 500 мм и высотой от 50 до 250 мм.A known method for the production of blanks of grinding wheels on a volcanic bond, including rolling abrasive lumpy highly porous masses on sheets with a height of 6-13 mm, cutting from them ring semi-finished products, assembling them into piles on a table of a cutting press, transferring piles to the packaging section, assembling packages from piles to the mandrel of the lower molding plate, transferring the bags to the pressing section and sealing the bag by pressing in the mold [1]. In this way, grinding and polishing wheels are obtained predominantly with an outer diameter of 200 to 500 mm and a height of 50 to 250 mm.

Основными недостатками известного способа являются высокая трудоемкость, низкое качество листов и прессованных заготовок и большой процент возвратных и безвозвратных потерь.The main disadvantages of this method are the high complexity, low quality sheets and pressed blanks and a large percentage of return and irrecoverable losses.

Высокая трудоемкость способа обусловлена высокой трудоемкостью операций прокатки из абразивной массы листов, а также ручных операций сборки стопок, их передачи на участок пакетирования, сборки пакетов и их передачи на участок прессования.The high complexity of the method is due to the high complexity of the rolling operations from the abrasive mass of the sheets, as well as the manual operations of assembling the stacks, transferring them to the packaging section, assembling the packages and transferring them to the pressing section.

Низкое качество листов связано с образованием рванин и трещин на боковых кромках листов при прокатке, а низкое качество прессованных заготовок - с образованием расслоев в плоскостях контакта кольцевых полуфабрикатов.The low quality of the sheets is associated with the formation of flaws and cracks on the lateral edges of the sheets during rolling, and the low quality of pressed blanks is associated with the formation of delaminations in the contact planes of the ring semi-finished products.

Большой процент возвратных отходов (в облой при вырубке кольцевых полуфабрикатов идет более 30% массы листов) связан с наличием рванин и трещин на боковых кромках листов, а большой процент безвозвратных отходов (брак заготовок по расслоям достигает 50% от их общей массы) связан в основном с загрязнением поверхностей кольцевых полуфабрикатов на ручных операциях сборки стопок и пакетов и образованием на их контакте расслоев при прессовании.A large percentage of recyclable waste (over 30% of the mass of sheets goes into the flake when cutting annular semi-finished products) is associated with the presence of tears and cracks on the lateral edges of the sheets, and a large percentage of irrevocable waste (scrap of blanks reaches up to 50% of their total mass) is mainly connected with the contamination of the surfaces of the ring semi-finished products in the manual operations of assembling stacks and packages and the formation of delays at their contact during pressing.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ производства абразивных кругов на вулканитовой связке, включающий прокатку из кусковой абразивной массы листа, вырубку из него кольцевых полуфабрикатов, их пакетирование на оправке вырубного устройства и уплотнение пакета подпрессовкой каждого последующего вырубленного кольцевого полуфабриката к предыдущему [2].The closest in technical essence and the achieved result to the proposed method is a method for the production of abrasive wheels on a volcanic bond, including rolling from a lump of abrasive mass of a sheet, cutting annular semi-finished products from it, packing them on a mandrel of a cutting device and compressing the packet by pressing each subsequent felled annular semi-finished product to previous [2].

Этот способ производства абразивных кругов позволяет снизить трудоемкость за счет устранения ручных операций сборки стопок и пакетов, а также операций их транспортировки. Повысить качество прессованных заготовок за счет устранения загрязняющих поверхности кольцевых полуфабрикатов ручных операций, а брак по расслоям свести практически к нулю.This method of manufacturing abrasive wheels reduces laboriousness by eliminating the manual operations of assembling piles and bags, as well as the operations of transporting them. To improve the quality of pressed blanks by eliminating the contaminating surfaces of the ring semi-finished products of manual operations, and to reduce marriage by bundles to almost zero.

Однако способ имеет еще другие существенные недостатки, заключающиеся в высокой трудоемкости операций прокатки листов, низком качестве листов и большом проценте возвратных отходов.However, the method still has other significant drawbacks consisting in the high complexity of the sheet rolling operations, the low quality of the sheets and the large percentage of returnable waste.

Высокая трудоемкость операций процесса прокатки листов связана с выполнением на одноклетевом стане многопроходной прокатки. В первом проходе из кусковой высокопористой абразивной массы прокатывается полуфабрикат листа. Этот полуфабрикат не имеет заданной плотности, на его поверхности образуются дефекты в виде пустот и непроформованных участков, поэтому из полуфабриката листа вручную складывают плоский рулон и снова задают его в валки стана. Указанные операции повторяются не менее трех раз.The high complexity of the operations of the sheet rolling process is associated with the performance of multi-pass rolling on a single-cage mill. In the first pass, a semi-finished sheet is rolled from a lump of highly porous abrasive mass. This semi-finished product does not have a predetermined density, defects are formed on its surface in the form of voids and unformed sections, so a flat roll is manually folded from the semi-finished sheet by hand and again set into the mill rolls. These operations are repeated at least three times.

Низкое качество листов, т.е. наличие на боковых кромках листов рванин и трещин, объясняется низкими пластическими свойствами вулканитовой массы, содержащей до 70% абразивных зерен, а также ее свободным течением при прокатке в направлениях ширины листа.Low quality sheets, i.e. the presence of flaws and cracks on the lateral edges of sheets is explained by the low plastic properties of the volcanic mass containing up to 70% of abrasive grains, as well as its free flow during rolling in sheet width directions.

Большой процент возвратных отходов в виде наружных облоев кольцевых полуфабрикатов связан с наличием дефектов на кромках и вблизи кромок листов.A large percentage of recyclable waste in the form of outer lining of ring semi-finished products is associated with defects on the edges and near the edges of the sheets.

Задачей изобретения является сокращение проходов прокатки, устранение поверхностных дефектов листов за счет благоприятной схемы напряженного состояния при их получении, уменьшении возвратных отходов.The objective of the invention is to reduce the rolling passes, the elimination of surface defects of the sheets due to the favorable stress state circuit upon receipt, reduction of return waste.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе производства абразивных кругов на вулканитовой связке, включающем прокатку листов из абразивной кусковой массы, вырубку из них кольцевых полуфабрикатов, их пакетирование на оправке вырубного устройства и последующее уплотнение пакета, согласно изобретению перед прокаткой абразивной кусковой массе придают форму круглого поперечного сечения путем червячной экструзии, а прокаткой выполняют плющение этого круглого полуфабриката при условии S_кр=(1,10-1,15)D_кh_л, где S_кр - площадь поперечного сечения круглого полуфабриката, равная площади поперечного сечения листа S_л; D_к - диаметр вырубаемого из листа кольцевого полуфабриката; h_л - высота листа, равная высоте кольцевого полуфабриката h_к.The problem is achieved in that in the known method for the production of abrasive wheels on a volcanic bond, including rolling sheets from an abrasive lump, cutting annular semi-finished products from them, packing them on a mandrel of a cutting device and subsequent sealing of the bag, according to the invention, they are shaped before rolling the abrasive lump round cross-section by worm extrusion, and rolling rounding out the conditioning of this round semi-finished product under the condition S _cr = (1.10-1.15) D _to h _l , where S _cr - area a cross-section of a round semi-finished product equal to the cross-sectional area of the sheet S _l ; D _to - the diameter of the cut from the sheet of the ring semi-finished product; h _l - the height of the sheet, equal to the height of the annular semi-finished product h _to .

Превращение кусковой массы в полуфабрикат круглого поперечного сечения путем червячной экструзии значительно снижает трудоемкость получения листа путем сокращения проходов прокатки. В предлагаемом способе лист получают одной операцией червячной экструзии и однопроходной прокаткой. По сравнению с известным способом, в котором ведут четырехпроходную прокатку с ручными операциями в трех проходах сборки плоских рулонов из листовых полуфабрикатов и подачи их в валки стана, количество формообразующих операций сокращается в два раза.The transformation of the lump mass into a semi-finished product of circular cross section by means of screw extrusion significantly reduces the complexity of sheet production by reducing the rolling passes. In the proposed method, the sheet is obtained by one operation of screw extrusion and single-pass rolling. Compared with the known method, in which four-pass rolling with manual operations is carried out in three passes of assembly of flat rolls from sheet semi-finished products and feeding them to the mill rolls, the number of forming operations is halved.

Поскольку при экструзии полуфабрикат круглого поперечного сечения находится под действием схемы напряжений со всесторонним сжатием, то на его поверхности дефекты не возникают. Последующее плющение круглого полуфабриката прокаткой также не приводит к образованию рванин и крупных макротрещин. При плющении на боковых кромках листов возникают только отдельные мелкие дефекты и микротрещины.Since the semi-finished product of circular cross section is extruded under the action of a stress circuit with comprehensive compression, defects on its surface do not arise. Subsequent flattening of the round semi-finished product by rolling also does not lead to the formation of flaws and large macrocracks. When flattening, only individual minor defects and microcracks occur on the lateral edges of the sheets.

Повышение качества листов позволяет уменьшить возвратные отходы, идущие в наружный облой, после вырубки кольцевых полуфабрикатов.Improving the quality of the sheets allows you to reduce the return waste going into the external environment, after the cutting of the ring semi-finished products.

При площади поперечного сечения круглого полуфабриката и листа S_кр=S_л<1,10D_кh_л на вырубленных из листа кольцевых полуфабрикатах возможно появление дефектов в виде микротрещин. При площади поперечного сечения круглого полуфабриката и листа S_кр=S_л>1,15D_кh_л при вырубке кольцевых полуфабрикатов повышается процент отходов в виде наружного облоя.When the cross-sectional area of the round semi-finished product and the sheet is S _cr = S _l <1.10 D _to h _l, defects in the form of microcracks may appear on the ring semi-finished products cut from the sheet. When the cross-sectional area of the round semi-finished product and the sheet S _cr = S _l > 1,15 D _to h _l when cutting annular semi-finished products, the percentage of waste in the form of an external layer increases.

Предлагаемый способ проиллюстрирован на фиг.1 и 2, где на фиг.1 показана схема червячной экструзии и прокатки, на фиг.2 вид по стрелке А на прокат и полуфабрикат после экструзии.The proposed method is illustrated in figures 1 and 2, where figure 1 shows a diagram of a screw extrusion and rolling, figure 2 is a view along arrow A for rolled and semi-finished after extrusion.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.The proposed method is as follows.

Абразивную массу подают в загрузочное устройство червячного экструдера (не показано). Вращая червяк 1, кусковую массу 2 измельчают, перемешивают, уплотняют и перемещают по стрелке V_э относительно корпуса экструдера 3. На выходе из корпуса 3 масса 2 попадает в очаг экструзии, образованный профилирующей головкой 4.The abrasive mass is fed into the loading device of the screw extruder (not shown). Rotating the worm 1, the lump mass 2 is crushed, mixed, compacted and moved along the arrow V _e relative to the body of the extruder 3. At the exit from the housing 3, the mass 2 enters the extrusion zone formed by the profile head 4.

В головке массу деформируют по схеме всестороннего сжатия и придают ей форму полуфабриката 5 круглого поперечного сечения. После этого полуфабрикат 5 задают в прокатные валки 6 и ведут его плющение, получая лист 7.In the head, the mass is deformed according to the all-round compression scheme and gives it the shape of a semi-finished product 5 of circular cross section. After this, the semi-finished product 5 is set in the rolling rolls 6 and lead its conditioning, receiving sheet 7.

Предлагаемый способ опробован в ЗАО “Росси”. В экструдере с диаметром червяка 150 мм и длиной рабочего корпуса 1500 мм из абразивной массы марки 14А 10-Н СТ В получен круглый полуфабрикат диаметром d_э=54 мм. Этот круглый полуфабрикат расплющен за один проход прокатки в лист высотой h_л=10 мм и шириной b_л=226 мм. На боковых кромках листа отсутствовали разрывы и трещины. Из листа вырубили кольцевые полуфабрикаты наружным диаметром D_к=205 мм, предназначенные для получения шлифовального круга наружным диаметром 200 мм, высотой 100 мм и диаметром отверстия 127 мм.The proposed method was tested in ZAO “Rossi”. In an extruder with a worm diameter of 150 mm and a working case length of 1500 mm, a round semi-finished product with a diameter of d _e = 54 mm was obtained from the abrasive mass of grade 14A 10-N ST B. This round semi-finished product is flattened in one pass of rolling into a sheet with a height of h _l = 10 mm and a width of b _l = 226 mm. There were no tears or cracks on the lateral edges of the sheet. Ring semi-finished products with an outer diameter of D _k = 205 mm were cut from a sheet, intended to produce a grinding wheel with an outer diameter of 200 mm, a height of 100 mm and an opening diameter of 127 mm.

Таким образом площадь сечения листа S_л=S_кр превышала площадь D_кh_к, предназначенную для вырубки кольцевых полуфабрикатов в 1,10 раза, т.е. возвратные потери в облой сократились более чем в 2 раза.Thus, the cross-sectional area of the sheet S _l = S _cr exceeded the area D _to h _k intended for cutting circular semi-finished products by 1.10 times, i.e. return losses in the cloud reduced by more than 2 times.

Предлагаемый способ целесообразно применять при производстве высоких (высотой более 50 мм) шлифовальных и полировальных кругов на вулканитовой связке.The proposed method is expediently used in the production of high (more than 50 mm high) grinding and polishing wheels on a volcanic bond.

Источники информации, принятые во внимание:Sources of information taken into account:

1. Технологические инструкции по изготовлению вулканитовых и гибких полировальных кругов. Челябинск, Южно-Уральское ЦНТИ, 1970, С.44-60.1. Technological instructions for the manufacture of volcanic and flexible polishing wheels. Chelyabinsk, South Ural Central Scientific Research Institute, 1970, S.4-60.

2. Патент РФ №2107609 М.Кл⁶. B 24 D 18/00. Способ производства абразивного инструмента и устройство для его осуществления, от 27.03.98.2. RF patent №2107609 M. Cl ⁶ . B 24 D 18/00. A method of manufacturing an abrasive tool and a device for its implementation, from 03/27/98.

Claims

A method of manufacturing abrasive wheels on a volcanic bond, including rolling abrasive lump into sheets, cutting annular semi-finished products from them, packing on the mandrel of a cutting device and subsequent sealing of the bag, characterized in that before rolling the abrasive lump mass they give a round cross section by worm extrusion, and rolling perform the conditioning of this round semi-finished product, provided

S _cr = (1.10-1.15) D _to h _l ,

where S _cr - the cross-sectional area of a round semi-finished product, equal to the cross-sectional area of the sheet S _l ;

D _to - the diameter of the cut from the sheet of the ring semi-finished product;

h _l - the height of the sheet.