RU2174906C1 - Method of forming abrasive tool - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: method contains rolling of abrasive compound into plates, cutting-out annular workpieces from the plates and assembling them into a set on the die rod with preliminarily packing without die block and final pressing in the assembled die. After preliminarily packing the sets are placed in pairs on the die rod and finely pressed. EFFECT: improved method. 2 dwg

Description

Изобретение относится к абразивной промышленности, а именно к способам изготовления преимущественно крупногабаритных высоких кругов на вулканитовой связке. The invention relates to the abrasive industry, and in particular to methods for manufacturing predominantly large-sized high circles on a volcanic ligament.

Известен способ изготовления абразивного инструмента (шлифовальных и полировальных кругов) на вулканитовой связке наружными диаметрами 250-500 мм и высотой 50-200 мм, включающий приготовление вулканитовой абразивной смеси, прокатку из смеси пластин, вырубку из них колец, набор из 8-25 колец пакетов на стержнях пресс-форм с ручным уплотнением для удаления воздуха с поверхностей контакта колец, последующее прессование этих пакетов в закрытых пресс-формах, установленных на прессе, и вулканизацию заготовок [1]. A known method of manufacturing an abrasive tool (grinding and polishing wheels) on a vulcanite bond with outer diameters of 250-500 mm and a height of 50-200 mm, including the preparation of a volcanic abrasive mixture, rolling from a mixture of plates, cutting down rings from them, a set of 8-25 bag rings on the rods of molds with manual sealing to remove air from the contact surfaces of the rings, the subsequent pressing of these packages in closed molds installed on the press, and the vulcanization of the blanks [1].

Существенным недостатком известного способа является недостаточное предварительное ручное уплотнение пакетов, в результате чего часть воздуха остается на поверхностях контакта колец в пакетах. В процессе прессования таких пакетов в закрытых пресс-формах оставшийся воздух мешает адгезии поверхностей отдельных колец. По этой причине заготовки абразивных кругов после прессования и спекания имеют расслойные дефекты. Обнаружить эти дефекты на заготовках удается только на операции их механической обточки по наружному диаметру после вулканизации с помощью керамического или алмазного инструмента. A significant disadvantage of this method is the insufficient preliminary manual sealing of the bags, as a result of which part of the air remains on the contact surfaces of the rings in the bags. In the process of pressing such bags in closed molds, the remaining air interferes with the adhesion of the surfaces of the individual rings. For this reason, the blanks of abrasive wheels after pressing and sintering have delamination defects. It is possible to detect these defects on the workpieces only during the operations of their mechanical turning on the outer diameter after vulcanization using ceramic or diamond tools.

Вторым существенным недостатком известного способа является ограниченная высота заготовок и готовых абразивных кругов. The second significant disadvantage of this method is the limited height of the workpieces and finished abrasive wheels.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу является способ формования абразивного инструмента, включающий прокатку абразивной смеси в пластины высотой 10 мм, вырубку из них колец наружными диаметрами 250-500 мм и внутренними диаметрами 127-305 мм, набор из 8-25 колец пакетов на стержнях пресс-форм, предварительное уплотнение пакетов на прессе без матриц с усилиями (0,1-0,2) от усилий прессования в пресс-формах и окончательное прессование пакетов в пресс-формах [2]. The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed method is a method of forming an abrasive tool, comprising rolling the abrasive mixture into plates 10 mm high, cutting rings out of them with outer diameters of 250-500 mm and inner diameters of 127-305 mm, a set of 8-25 rings of packages on the rods of the molds, preliminary sealing of the packages on the press without dies with forces (0.1-0.2) from the forces of pressing in the molds and the final pressing of packages in the molds [2].

Этот способ позволяет удалить воздух с поверхностей контакта колец в пакетах и устранить возникающие по этой причине расслойные дефекты. Кроме того, способ позволяет увеличить максимальную высоту заготовок, получаемых из пакетов. This method allows you to remove air from the contact surfaces of the rings in the packages and to eliminate the delaminating defects that arise for this reason. In addition, the method allows to increase the maximum height of the workpieces obtained from the packages.

Существенными недостатками известного способа являются расслойные дефекты, возникающие при выпрессовке заготовок из пресс-форм, и недостаточная максимальная высота заготовок (для бесцентрового шлифования требуются круги высотой до 500 мм и более). Significant disadvantages of this method are delamination defects that occur when pressing blanks from molds, and insufficient maximum height of the blanks (for centerless grinding requires circles up to 500 mm or more in height).

Причинами возникновения расслойных дефектов при выпрессовке высоких заготовок являются высокие усилия выпрессовки P_в, достигающие (0,8-0,9) от усилия прессования P_п. Усилие выпрессовки заготовки должно преодолеть силы трения T_δ, возникающие на контакте прессованной заготовки со стержнем и матрицей пресс-формы, которые, в свою очередь, определяются величинами боковых давлений стержня и матрицы P_δ на прессованную заготовку. Удельное боковое давление на заготовку от стенок матрицы и стержня распределено неравномерно по высоте матрицы и максимально в плоскости образования бочки на прессованной заготовке (все заготовки высоких шлифовальных и полировальных кругов на вулканитовой связке в соответствии с ГОСТ 2424-83 относятся к низким заготовкам когда D₃/H₃ > 0,5, т.е. образуют при прессовании одну бочку).The causes of delamination defects during the pressing of high workpieces are high pressing forces P _in , reaching (0.8-0.9) from the pressing force P _p . The pressing force of the workpiece must overcome the friction forces T _δ arising at the contact of the pressed workpiece with the core and the die of the mold, which, in turn, are determined by the lateral pressures of the core and the matrix P _δ on the pressed workpiece. The specific lateral pressure on the workpiece from the walls of the matrix and the rod is distributed unevenly along the height of the matrix and maximum in the plane of barrel formation on the pressed workpiece (all workpieces of high grinding and polishing wheels on a volcanic bond in accordance with GOST 2424-83 refer to low workpieces when D ₃ / H ₃ > 0.5, i.e. form one barrel during pressing).

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, а именно снижение расслойных дефектов, возникающих при выпрессовке заготовок из пресс-форм, и повышение высоты заготовок. The task of the invention is to remedy these disadvantages, namely the reduction of delaminating defects that occur when pressing blanks from molds, and increasing the height of the blanks.

Поставленная задача достигается за счет того, что в способе формования абразивного инструмента на вулканитовой связке, включающем прокатку абразивной смеси в пластины, вырубку из пластин кольцевых заготовок, сборку колец в пакет на стержне с предварительным уплотнением без матриц и окончательное прессование в пресс-форме, в собранном виде, согласно изобретению после предварительного уплотнения пакетов их попарно устанавливают на стержне пресс-формы и ведут окончательное их прессование. The problem is achieved due to the fact that in the method of forming an abrasive tool on a volcanic bond, including rolling the abrasive mixture into plates, cutting ring blanks from the plates, assembling the rings into a bag on a rod with preliminary sealing without dies and final pressing in the mold, assembled, according to the invention, after preliminary compaction of the packages, they are installed in pairs on the mold core and are finally pressed.

То, что окончательное прессование пакетов ведут попарно, то в месте стыка этих пакетов имеет место минимальный диаметр. А так как в месте стыка проходит наибольшее при прессовании течение металла в сторону стенок пресс-формы, то этот минимальный диаметр способствует снижению бочкообразности по сравнению с единичным пакетом, что снижает расслойные дефекты и дает возможность повысить высоту заготовок. The fact that the final pressing of the packages is carried out in pairs, then at the junction of these packages there is a minimum diameter. And since at the junction there passes the greatest metal flow towards the walls of the mold during pressing, this minimum diameter helps to reduce barrel-shapedness compared to a single package, which reduces delamination defects and makes it possible to increase the height of the workpieces.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан собранный пакет перед началом прессования с усилием P_п в пресс-форме, на фиг. 2 показана заготовка после начала выпрессовки из матрицы пресс-формы с усилием P_в. На указанных фигурах обозначены: 1 - верхнее кольцо пресс-формы; 2 - верхний пакет; 3 - матрица пресс-формы; 4 - нижний пакет; 5 - нижнее кольцо пресс-формы; 6 - стержень пресс-формы; 7 - плоскость контакта верхнего и нижнего пакетов; 8 - выпрессованная часть заготовки; 9 - часть заготовки, находящаяся в матрице.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the assembled bag before pressing with a force P _p in the mold, FIG. 2 shows the workpiece after the beginning of the extrusion from the mold matrix with a force P _in . On these figures are indicated: 1 - the upper ring of the mold; 2 - top package; 3 - mold matrix; 4 - bottom package; 5 - the lower ring of the mold; 6 - the core of the mold; 7 - contact plane of the upper and lower packets; 8 - pressed part of the workpiece; 9 - part of the workpiece located in the matrix.

Способ осуществляется следующим образом. После прокатки абразивной смеси в пластины, вырубки из пластин колец, сборки из колец пакетов, их предварительного прессования без матрицы пакеты 2 и 4 собирают на стержень 6 и помещают вместе с нижним кольцом пресс-формы 5 в матрицу 3. Сверху на сборный пакет укладывают верхнее кольцо пресс-формы 1. Затем к верхнему кольцу 1 прикладывают прессом усилие окончательного прессования P_п. В процессе прессования исходной заготовки, состоящей из пакетов 2 и 4 высотой H₃ и диаметром D₃ отношение D₃/H₃ превышает значение 0,5. В этом случае при прессовании возникает бочка в плоскости 7. Поскольку D₃ значительно меньше D_м, то бочка будет минимальной. Минимальным будут P_δ и T_δ, a следовательно, и усилие выталкивания P_в. Причем удельные давления стенок матрицы и стержня по высоте прессуемой заготовки будут более равномерными. Уменьшится разница в диаметрах и напряженных состояниях прессуемой заготовки, равной D_м, и выпрессованной заготовки, равной D_вз. В результате исчезнут причины возникновения расслойных дефектов при выпрессовке заготовок.The method is as follows. After rolling the abrasive mixture into plates, cutting rings from the plates, assembling from the rings of the bags, pre-pressing them without a matrix, the bags 2 and 4 are assembled on the rod 6 and placed together with the lower ring of the mold 5 in the matrix 3. On top of the assembly package, lay the top mold ring 1. Then, the final pressing force P _{n is} applied to the upper ring 1 by a press. In the process of pressing the initial billet, consisting of packages 2 and 4 with a height of H ₃ and a diameter of D _{3, the} ratio D ₃ / H ₃ exceeds 0.5. In this case, when pressing, a barrel appears in plane 7. Since D _{3 is} much smaller than D _m , the barrel will be minimal. The minimum will be P _δ and T _δ , and therefore the pushing force P _c . Moreover, the specific pressure of the walls of the matrix and the rod along the height of the pressed workpiece will be more uniform. The difference in diameters and stresses of the pressed billet equal to D _m and the pressed billet equal to D _per . As a result, the causes of delamination defects during the pressing of blanks will disappear.

Согласно наиболее близкого аналога предлагаемого способа были изготовлены шлифовальные круги на вулканитовой связке наружным диаметром 250 мм, внутренним диаметром 127 мм и высотой 200 мм (в настоящее время согласно ТУ 2-036-1023-88 круги наружным диаметром 250 мм имеют максимальную высоту 100 мм). According to the closest analogue of the proposed method, grinding wheels were made on a vulcanite bond with an outer diameter of 250 mm, an inner diameter of 127 mm and a height of 200 mm (currently, according to TU 2-036-1023-88, circles with an outer diameter of 250 mm have a maximum height of 100 mm) .

Усилие прессования по прототипу предварительно уплотненного пакета из 26 колец в пресс-форме составило 230 т, а усилие выталкивания было равно 195 т, т.е. составляло 0,85 от усилия прессования. The pressing force according to the prototype of a pre-packed bag of 26 rings in the mold was 230 tons, and the pushing force was 195 tons, i.e. was 0.85 of the pressing force.

Усилие прессования по предлагаемому способу сдвоенного пакета из 13 колец каждый составило 230 т, а усилие выталкивания было равно 94 т, т.е. составило 0,41 от усилия прессования. The pressing force according to the proposed method of a double pack of 13 rings each amounted to 230 tons, and the pushing force was 94 tons, i.e. amounted to 0.41 of the pressing force.

Данные испытаний показали, что три из десяти кругов, полученных по прототипу, имели дефекты в виде расслоев, а все десять кругов, полученных по предлагаемому способу, дефектов не имели. The test data showed that three out of ten circles obtained by the prototype, had defects in the form of bundles, and all ten circles obtained by the proposed method had no defects.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет уменьшить брак кругов по расслоям, снизить усилие выпрессовки и расход энергии, его целесообразно использовать в абразивной промышленности для получения высоких полировальных и шлифовальных кругов на вулканитовой связке типов 1, 5 и 7. Thus, the proposed method allows to reduce the marriage circles on separation, to reduce the pressing force and energy consumption, it is advisable to use it in the abrasive industry to obtain high polishing and grinding wheels on a volcanic bond types 1, 5 and 7.

Источники информации
1. Технологические инструкции по изготовлению вулканитовых и гибких шлифовальных кругов. Южно-Уральский ЦНТИ, 1970, с. 51-61.Sources of information
1. Technological instructions for the manufacture of volcanic and flexible grinding wheels. South Ural CTTI, 1970, p. 51-61.

2. Пат. РФ N 2096166. Способ формования абразивного инструмента, М. Кл⁶ B 24 D 18/00 от 20.11.97.2. Pat. RF N 2096166. A method of forming an abrasive tool, M. Cl ⁶ B 24 D 18/00 from 11/20/97.

Claims (1)

Способ формования абразивного инструмента на вулканитовой связке, включающий прокатку абразивной смеси в пластины, вырубку из пластин кольцевых заготовок, сборку пластин в пакет на стержне пресс-формы с предварительным уплотнением без матрицы и окончательное прессование в пресс-форме в собранном виде, отличающийся тем, что после предварительного уплотнения осуществляют попарную установку пакетов на стержне пресс-формы, а затем ведут окончательное прессование. A method of forming an abrasive tool on a volcanic bond, including rolling the abrasive mixture into plates, cutting from the plates of annular blanks, assembling the plates into a bag on a mold core with pre-compaction without a die, and final pressing in assembled form, characterized in that after preliminary compaction, pairwise installation of packages on the mold core is carried out, and then the final pressing is carried out.

Images