SU1090544A1

SU1090544A1 - Method of making an abrasive-diamond tool

Info

Publication number: SU1090544A1
Application number: SU823497680A
Authority: SU
Inventors: Константин Никифорович Захаров; Евгений Константинович Субботин; Александр Максимович Шкредов; Анатолий Яковлевич Рыбаков
Priority date: 1982-10-11
Filing date: 1982-10-11
Publication date: 1984-05-07

Abstract

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНО-АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА, при котором абразивные элементы располагают в форме по заданной схеме и фиксируют св зующим, отличающийс тем, что, с целью снижени трудоемкости изготовлени инструмента с прерывистой рабочей поверхностью , берут бруски с абразивным и безабразивным сло ми и устанавливают в форму с возможностью взаимного контакта и чередовани абразивных и безабразивных участков. 2.Способ по п. 1, отличающийс тем, что элементы располагают наклонно относительно вертикали в сторону безабразивного сло . 3.Способ по п. 1, отличающийс тем, что площадь поперечного сечени безабразивного сло берут в 1,1-2,0 раза больше площади поперечного сечени абразивного сло . о со о ел1. METHOD OF MANUFACTURING ABRASIVE-DIAMOND TOOLS, in which abrasive elements are arranged in a form according to a predetermined pattern and fixed with a binder, characterized in that, in order to reduce the labor intensity of manufacturing an instrument with a discontinuous working surface, take bars with abrasive and abrasive layers and install in the form with the possibility of mutual contact and alternation of abrasive and non-abrasive areas. 2. A method according to claim 1, characterized in that the elements are inclined relative to the vertical towards the non-abrasive layer. 3. A method according to claim 1, characterized in that the cross-sectional area of the non-abrasive layer is taken 1.1-2.0 times the cross-sectional area of the abrasive layer. about so about ate

Description

Изобретение относитс к технологии изготовлени алмазно-абразивных инструментов (торцовые фрезы и шлифовальные круги) и может быть использовано на камнеобрабатываюших заводах и при строительстве гражданских и промышленных сооружений дл выравнивани поверхностей плит из природного камн и бетонных покрытий . Известен способ изготовлени абразивного инструмента, по которому в форме по заданной схеме закрепл ют абразивные элементы и заливают их самоотверждаеи заливают их мой пластмассой 1. Недостатком способа вл етс необходимость проведени предварительной операции закреплени абразивных элементов на дне формы. При необходимости создани рабочей поверхности с чередующимс абразивными и безабразибными участками нужно осуществить отдельные операции прессовани при предварительном изготовлении абразивных и безабразивных элементов. Опасность вознкновени сколов и выкращиваний на абразивных элементах, окруженных св зующим с низкой прочностью и отсто щих один от другого на 5-10 тощин элементов, может также послужить причиной вырывани с рабочей поверхности инструмента целых участков св зки с абразивными зернами в случае приложени больших усилий шлифовани при обработке таких твердых материалов, как граниты и плавленые огнеупоры. Кроме того, расположение в плоскости рабочей поверхности на одном уровне абразивных элементов и св зующего затрудн ет процесс первоначального вскрыти из св зки абразивных зерен. Целью изобретени вл етс совершенствование способа изготовлени инструмента с регулируемой структурой абразивных и безабразивных участков рабочего сло большой площади, повышение износостойкости инструмента, образование на рабочей поверхности лабиринта сквозных каналов дл подачи охлаждающей жидкости и отвода продуктов разрушени и улучшение процесса первоначального вскрыти рабочей поверхности. Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу изготовлени абразивного алмазного инструмента, при котором рабочие абразивные элементы помешают в фор/ и заливают св зующим, абразивные элементы снабжают по боковой поверхности безабразивным слоем и устанавливают их 13 форме так, чтобы абразивные и безабразивные участки чередовались на рабочей поверхности инструмента по заданной схеме , при этом абразивные элементы привод т в соприкосновение одного с другим и со стенками формы. Плотна установка абразивных элементов в форме позвол ет устранить операцию закреплени элементов в фиксирующем слое. Рабочие элементы выполн ют с безабразивным слоем по плош,ади поперечного сечени в 1,1-2,0 раза больше площади поперечного сечени абразивного сло , при этом элементы устанавливают в шахматном пор дке. Кроме того, абразивные элементы с параллельными друг другу основанием и верх ей стороной могут быть установлены наклонно по отношению к рабочей поверхности инструмента, а абразивный слой располагают ближе к рабочей поверхности , чем неабразивный. Дл изготовлени инструментов с чередующимис по заданной схеме алмазными и безалмазными участками необходимо предварительно изготовл ть большое количество алмазных и безалмазных элементов . Технологию изготовлени таких инструментов можно упростить, если элементы с абразивными и безабразивными сло ми , плоскости раздела между которыми расположены горизонтально, прессовать однО временно или последовательно слой за слоем в одной пресс-форме, а затем устанавливать в форме дл сборки так, чтобы плоскости раздела между абразивными и безабразивньши участками были ориентированы перпендикул рно к рабочей поверхности инструмента, на которой в результате будет обеспечиватьс чередование абразивных и безабразивных участков. Это позволит получить экономию времени и трудовых затрат при изготовлении инструментов с регулируемой структурой абразивных и безабразивных участков рабочего сло , площадь которого не ограничиваетс технологическими параметрами предлагаемого способа ч может быть практически любой. Без дополнительных технологических сложностей решаетс также задача изготовлени рабочего сло инструмента сложной конфигурации. Безабразивный слой может прилегать к абразивному с одной или двух сторон. Безабразивный слой, износостойкость св зки которого одинакова с износостойкостью св зки абразивного сло , будет предохран ть последний от выкрашивани на кромках (на практике замечено, что грани незащищенных алмазных элементов в процессе работы всегда скругл ютс в результате выкращиваний и интенсивного износа на кромках граней) и интенсивного износа при перегрузках, в противоположность инструменту, прин тому за прототип , где рабочий абразивный элемент окружен со всех сторон св зующим с невысокой износостойкостью (пластмасса, органическа св зка) и поэтому быстро вскрываетс и выступает из св зки, подверга сь в результате воздействи перегрузок и повыщенному износу. Предлагаемый способ изготовлени торцового шлифовального круга предусматривает установку в коробчатой форме отдельных рабочих элементов так, чтобы они соприкасались один с другим, а также с дном и стенками формы, создава тем са- 5 мым пространственный скелет жесткости. Така структура рабочего сло обладает повышенной способностью к сопротивлению против вырывани из рабочего сло целых блоков, содержащих несколько рабочих ю элементов. В результате предлагаемый способ установки рабочих элементов в форме будет способствовать повышению износостойкости инструмента в целом. „, „ Соотношение на рабочей поверхности is инструмента абразив ных и безабразивных участков квадратной или пр моугольной формы в случае установки элементов в шахматном пор дке предопредел ет эффективность процессов отвода продуктов разрушени из рабочей зоны и подачу в нее ох- 20 лаждающей жидкости. Если площадь безабразивных участков меньше или равна площади абразивных участков, указанные процессы будут идти слабо или вовсе могут прекратитьс , так как безабразив-ные участки 25 будут представл ть собой изолированные зоны, окруженные со всех сторон абразивной поверхностью. Поэтому площадь безабразивных участков на рабочей поверхности инструмента должна быть больше, чем площадь абразивных участков. Экс- 30 периментально было установлено, что превыщение по площади безабразивных участков над абразивными на 10% достаточно дл образовани на рабочей поверхности торцового инструмента эффективной сметеМЫ сквозных каналов при получистовом 35 и чистовом шлифовании природного камн . При выравнивании торцовыми фрезами бетонных поверхностей плит природного камн после дробового распила необходимо соотношение абразивных и безабразивных участков увеличить з два раза дл обеспечени транспортировки продуктов разрушени и подвод охлаждающей жидкости. Дальнейшее увеличение доли безабразивных участков на рабочей поверхности инструмента не улучшает процессов отвода 45 продуктов разрушени , а в некоторый момент вызывает катастрофический износ абразивных участков. В св зи с этим можно считать установл енным, что дл образовани на рабочей поверхности инструМРНТЯ 4fhfflPKTHRHn npflrTRVmillPH ПНГТРМК1 Jl мента эффективно действующей системы сквозных каналов дл подачи охлаждающей жидкости и отвода продуктов разрушени соотношение абразивных и безабразивных участков по площади поперечного сечени должно находитьс в преде- jj лах от 1:1,1 до 1:2,0. Торцовые шлифовальные инструменты с больщой площадью рабочей поверхности - требуют больших затрат времени и труда дл вскрыти из св зки абразивных зерен, так как на большой площади трудно создавать большие удельные давлени , необходимые дл сн ти верхнего сло св зки. Изобретение предусматривает установку пр моугольных или круглых рабочих элементов , основание которых параллельно верхней стороне, наклонно по отношению к рабочей поверхности инструмента, при этом безабразивный слой должен быть обращен внутрь инструмента, а абразивный ориентирован наружу, так, чтобы быть расположенным на рабочей поверхности, Така установка рабочих элементов позвол ет получить неровную, рифленую по ерхность , на которой впадины с углом . плоскост ми откосов в 90° будут чередоватьс с гребн ми с углом при ,., п,и этом гребни образуютс алмазоносными сло ми рабочих элементов. Така конфигураци рабочей , ПРГКП гп.п п тк поверхности позвол ет легко создавать на верщинах гребней высокие удельные давлени , что обеспечивает быстрое самозатачивание инструмента в самом начале его работы, без затрат времени и труда на специальное принудительное вскрытие алмазных зерен. На фиг. 1 схематически изображен двухслойный , рабочий элемент; на фиг. 2 - многослойный рабочий элемент; на фиг. 3 варианты чередовани алмазных и безалмазных участков и размещени рабочих элементов в форме, соединенных св зующим (пластмассой, смолой) - упор доченно , в шахматном пор дке; на фиг. 4 - то же, неупор доченное расположение; на фиг. 5 - инструмент с наклонным располо рабочих элементов, разрез; на Vf П 1. t rilH ll VilH.llJ 1 llUIliLlVyilllLJII I Vy ф„ g аналы на рабочей гюверхности ; нструмента дл подачи охлаждающей и отвода продуктов разрушени , Каналы между абразивными участками образованы двум безабразивными участ . прослойкой между ними из св зующего 3 Рабочие элементы с абразивным слоем 1 и безабразивным слоем 2 устанвливают в коробчатой форме 4 и привод т в соприкосновение один с , а также с дном и стенками формы 4, g,, совокупности образуют пространственный скелет жесткости. Свободные промежутки между рабочими элементами заполн ют св зуюшим 3. Дно „ фор,, „,,еют пазы и углублени - „ . дл предотвращени выравнивани раоочего сло из формы 4. При установке рабочих элементов в ij)()pме 4 наклонно к рабочей поверхности ийструмента абразивный слой 1 располагают над безабразивным 2. В приведенном на фиг. 5 варианте наклон рабочих элементов составл ет 45°. Готов т алмазно-абразивную торцовую фрезу Ф 320 мм, содержащую на рабочей поверхности алмазные и безалмазные участки . Корпус фрезы выполн ют из стали марки ст. 3. В корпусе в качестве формы протачивают кольцевое углубление шириной 21 мм и глубиной 24 мм. Толщина стенок кольцевого углублени 4 мм. Углубление с чередованием в шахматном пор дке вручную заполн ют двухслойными рабочими элементами, установленными под углом 45° размером 7x7x24 мм, в т. ч. размер алмазоносной части 7X3x24 мм, безалмазной части 4X7X24 мм. Изготовление рабочих элементов с сопр гаемыми по боковой плоскости абразивньши -и безабразивными участками, изготовленными из одной св зки, осуществл етс в одной пресс-форме, путем одновременного или последовательного прессовани . Марка св зки алмазного и безалмазного слоев - М50. В качестве абразива используют природный алмаз зернистостью 630/500 при концентрации 50. Пустоты между рабочими элементами заполнены св зующим , в качестве которого была использована композици , включающа вес. ч: эпоксидна смола ЭД-20 100: отвердитель - полиэтиленполиамин 10, пластификатор - тиокол 10 и активный разбавитель - дифенилглицедиловый эфир 30 вес. част. Период полимеризации св зующего - 3-4 ч при 95-100°С. Указанна торцова фреза на поточной шлифовальной линии СМР-034 на операции грубого обдира гранитных плит, полученных с помощью распиловки стальной дробью производительностью на 10-15% и стойкостью на 20-30 /о больше, чем шлифовальный круг АПС-2, прин тый за базовую конструкцию, Предлагаемый способ изготовлени алмазно-абразивного инструмента позвол ет упростить и значительно расширить возможности изготовлени инструментов со сложной структурой чередующихс абразивных и безабразивных участков. Получение заданной структуры абразивных и безабразивных участков достигаетс без больших трудозатрат и технологических трудноеПредлагаемый способ установки абразивных элементов под углом к рабочей по,верхности решает трудоемкую задачу вскрыти рабочей поверхности, что также позвол ет упростить технологию изготовлени шлифовального инструмента.The invention relates to the technology of making diamond-abrasive tools (face mills and grinding wheels) and can be used in stone processing plants and in the construction of civil and industrial facilities for leveling the surfaces of slabs of natural stone and concrete surfaces. There is a known method of making an abrasive tool, according to which the abrasive elements are fixed in the form according to a given pattern and their self-curing is poured. If it is necessary to create a working surface with alternating abrasive and non-abrasive areas, separate pressing operations should be carried out in the preliminary manufacture of abrasive and non-abrasive elements. The danger of chipping and crawling on abrasive elements, surrounded by a binder with low strength and spaced from one another by 5-10 elements, can also cause entire sections of the binder with abrasive grains to be pulled from the working surface of the tool in case of high grinding forces when processing such solid materials as granites and fused refractories. In addition, locating the abrasive elements and the binder in the plane of the working surface at the same level makes it difficult to initially break open the abrasive grains from the bond. The aim of the invention is to improve the method of making tools with adjustable structure of abrasive and non-abrasive areas of the working layer of a large area, improving tool durability, forming through channels on the working surface of the maze for coolant supply and removal of destruction products and improving the process of initial opening of the working surface. This goal is achieved in that according to the method of manufacturing an abrasive diamond tool, in which the working abrasive elements are interfered with the shapes and poured with a binder, the abrasive elements are provided on the side surface with a non-abrasive layer and set them in 13 form so that the abrasive and non-abrasive sections alternate on the working surface. tool surfaces according to a predetermined pattern, with the abrasive elements brought into contact with one another and with the walls of the mold. The tight installation of abrasive elements in the mold eliminates the operation of securing the elements in the fixing layer. The working elements are made with a non-abrasive layer in a continuous process, the cross section is 1.1-2.0 times larger than the cross-sectional area of the abrasive layer, and the elements are set in a checkerboard pattern. In addition, the abrasive elements with the base parallel to each other and the top side can be set obliquely with respect to the working surface of the tool, and the abrasive layer is located closer to the working surface than the non-abrasive one. In order to manufacture tools with alternating diamonds and diamond-free sections according to a given pattern, a large number of diamond and diamond-free elements must first be manufactured. The technology of making such tools can be simplified if the elements with abrasive and non-abrasive layers, the dividing planes between which are arranged horizontally, are pressed temporarily or successively layer by layer in one mold, and then installed in an assembly form so that the dividing planes between the abrasive and non-abrasive areas were oriented perpendicularly to the working surface of the tool, on which, as a result, the abrasive and non-abrasive areas would be alternated. This will allow to save time and labor costs in the manufacture of tools with adjustable structure of abrasive and non-abrasive areas of the working layer, the area of which is not limited to the technological parameters of the proposed method. Without additional technological difficulties, the problem of manufacturing a working layer of an instrument of complex configuration is also solved. The non-abrasive layer can abut on one or both sides. A non-abrasive layer, the wear resistance of which is the same as the wear resistance of the abrasive layer, will prevent the latter from chipping on the edges (it has been observed in practice that the edges of unprotected diamond elements during operation are always rounded as a result of erosion and intensive wear on the edges of the edges) and intensive wear during overloads, in contrast to the tool, adopted as a prototype, where the working abrasive element is surrounded on all sides with a binder with low wear resistance (plastic, op anicheska linker) and therefore fast vskryvaets and protrudes from the binder when subjected to overloading as a result of exposure to the Enhance and wear. The proposed method of manufacturing the face grinding wheel provides for the installation in box-shaped form of individual working elements so that they contact one another, as well as the bottom and walls of the form, thus creating the spatial rigidity skeleton. Such a structure of the working layer has an increased ability to resist against pulling out whole blocks containing several working elements from the working layer. As a result, the proposed method of installing work items in the form will contribute to improving the wear resistance of the tool as a whole. The "," ratio on the work surface is a tool of abrasive and non-abrasive areas of square or rectangular shape in the case of installing elements in a checkerboard pattern determines the effectiveness of the processes of removal of the destructive products from the working area and the supply of coolant to it. If the area of non-abrasive plots is less than or equal to the area of abrasive plots, these processes will go poorly or may stop altogether, since non-abrasive plots 25 will be isolated zones surrounded on all sides by an abrasive surface. Therefore, the area of non-abrasive areas on the working surface of the tool must be larger than the area of the abrasive areas. It was found experimentally that the excess of non-abrasive areas over abrasive areas by 10% is enough to form effective channels on the working surface of the face tool with semi-finished 35 and fine grinding of natural stone. When using face mills to level the concrete surfaces of natural stone slabs after shot cutting, the ratio of abrasive and non-abrasive areas must be increased three times to ensure the transportation of degradation products and the supply of coolant. A further increase in the share of non-abrasive areas on the working surface of the tool does not improve the processes of removal of 45 products of destruction, and at some point causes catastrophic wear of the abrasive areas. In this connection, it can be considered established that to form on the working surface of the tool, 4fhfflPKTHRHn npflrTRVmillPH PNGTRMK1 Jl effective system of through channels for coolant supply and removal of products of destruction, the ratio of abrasive and non-abrasive areas of the cross section should be found. lah from 1: 1.1 to 1: 2.0. Face grinding tools with a large working surface area require a lot of time and labor to break open the binding of abrasive grains, since over a large area it is difficult to create large specific pressures necessary to remove the upper layer of binding. The invention provides for the installation of rectangular or round working elements, the base of which is parallel to the upper side, obliquely with respect to the working surface of the tool, while the non-abrasive layer must face the inside of the tool and the abrasive layer is oriented outwards so as to be located on the working surface. working elements allow to obtain an uneven, grooved surface on which depressions with an angle. 90 ° planes of slopes will alternate with ridges with an angle at,., n, and this ridges are formed by diamond-bearing layers of work elements. Such a configuration of the working, CGWP GP.p. pc of the surface makes it easy to create high specific pressures on the ridge tops, which ensures rapid self-sharpening of the tool at the very beginning of its work, without spending time and labor on special forced opening of diamond grains. FIG. 1 schematically shows a two-layer, working element; in fig. 2 - multi-layered work item; in fig. 3 variants of alternating diamond and diamond-free areas and placing working elements in a form connected by a binder (plastic, resin) —ordered, in a checkerboard pattern; in fig. 4 - the same random arrangement; in fig. 5 - tool with an inclined arrangement of work items, cut; on Vf P 1. t rilH ll VilH.llJ 1 llUIliLlVyilllLJII I Vy ф „g canals on the working height; Tools for supplying cooling and removal of products of destruction. The channels between the abrasive areas are formed by two non-abrasive sections. an interlayer of the binder 3 between them. The working elements with abrasive layer 1 and non-abrasive layer 2 are set in box-shaped form 4 and brought into contact with one, as well as with the bottom and walls of form 4, g, together form a spatial skeleton of rigidity. The free gaps between the working elements are filled with binder 3. The bottom of the "form", "", has grooves and recesses - ". In order to prevent the working layer from aligning with the mold 4. When installing the working elements in ij) () pm 4 inclined to the working surface of the tool, the abrasive layer 1 is positioned above the non-abrasive 2. In the case shown in FIG. 5, the slope of the working elements is 45 °. Prepare a diamond-abrasive face mill Ф 320 mm containing diamond and diamond-free areas on the working surface. The cutter body is made of steel grade st. 3. An annular recess with a width of 21 mm and a depth of 24 mm is machined as a mold in the housing. The thickness of the walls of the annular recess is 4 mm. The staggered alternation in a checkerboard order is manually filled with double-layered working elements installed at an angle of 45 ° with a size of 7x7x24 mm, including the size of the diamond-bearing part 7x3x24 mm, non-diamond part 4X7X24 mm. The production of working elements with abrasive-aligned and non-abrasive sections made from one side of the bundle is carried out in a single mold, by simultaneous or sequential pressing. The bond mark of the diamond and diamond-free layers is M50. Natural diamond with a grain size of 630/500 at a concentration of 50 is used as an abrasive. The voids between the working elements are filled with a binder, for which a composition including weight was used. h: epoxy resin ED-20 100: hardener - polyethylene polyamine 10, plasticizer - thiokol 10 and active diluent - diphenyl glycenyl ether 30 wt. frequent The binder polymerization period is 3-4 hours at 95-100 ° C. The specified face milling cutter on the SMP-034 grinding line on the rough grinding operation of granite slabs obtained by sawing with steel shot with a productivity of 10-15% and durability 20-30 / o more than the grinding wheel АПС-2, taken as the base The design, the proposed method of manufacturing a diamond-abrasive tool allows you to simplify and significantly expand the possibilities of manufacturing tools with a complex structure of alternating abrasive and non-abrasive sites. Obtaining a given structure of abrasive and non-abrasive areas is achieved without much labor and technological complexity. The proposed method of installing abrasive elements at an angle to the working surface solves the time-consuming task of opening the working surface, which also simplifies the manufacturing technology of the grinding tool.

//

(Риг. г(Rig. G

//

фиг.Зfig.Z

3 3

Фш.Fsh

Claims

1. METHOD FOR PRODUCING AN ABRASIVE-DIAMOND TOOL, in which the abrasive elements are arranged in a mold according to a predetermined pattern and fixed with a binder, characterized in that, in order to reduce the complexity of manufacturing a tool with an intermittent working surface, take bars with abrasive and non-abrasive layers and set in form with the possibility of mutual contact and alternation of abrasive and non-abrasive sections.

2. The method according to p. 1, characterized in that the elements are arranged obliquely relative to the vertical towards the non-abrasive layer.

3. The method according to π. 1, characterized in that the cross-sectional area of the non-abrasive layer is taken 1.1-2.0 times larger than the cross-sectional area of the abrasive layer.

FIG. 1