RU2497652C1 - Способ упрочнения абразивных кругов - Google Patents
Способ упрочнения абразивных кругов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2497652C1 RU2497652C1 RU2012115131/02A RU2012115131A RU2497652C1 RU 2497652 C1 RU2497652 C1 RU 2497652C1 RU 2012115131/02 A RU2012115131/02 A RU 2012115131/02A RU 2012115131 A RU2012115131 A RU 2012115131A RU 2497652 C1 RU2497652 C1 RU 2497652C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- circle
- coating
- stresses
- wheel
- abrasive
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Abstract
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при упрочнении абразивных кругов, работающих на повышенных скоростях, или при силовом шлифовании. Круг формообразуют, подвергают термической обработке и создают остаточные напряжения сжатия путем нанесения на боковые поверхности круга детонационного покрытия. Толщину покрытий выбирают таким образом, чтобы создаваемые напряжения сжатия компенсировали растягивающие напряжения, возникающие во вращающемся круге. В результате обеспечивается гарантированная конструктивная прочность. 2 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к упрочняющей технологии обработки деталей и конкретно к способам упрочнения абразивных кругов, работающих на повышенных скоростях или при силовом шлифовании.
Известен аналогичный способ [1], в котором для получения кругов повышенной прочности приготавливают смесь шлифовальных зерен с увлажнителями, связующими и наполнителями, укладывают смесь и армирующую стеклосетку в пресс-форму, укладывают металлическую втулку у посадочного отверстия шлифовального круга, формуют шлифовальный круг, извлекают его из пресс-формы и термически обрабатывают. При этом готовится вторая смесь шлифовальных зерен с увлажнителями, связующими и наполнителями, в которой используют предварительно упорядоченные по форме шлифовального зерна игольчато-пластинчатой формы, имеющие меньшую, чем в первой смеси зернистость и заданный контролируемый коэффициент формы, и осуществляется укладка второй смеси в пресс-форму с укладкой первой смеси и армирующих стеклосеток, причем вторую смесь укладывают в концентрическую зону у посадочного отверстия шлифовального круга, ограниченную предельным диаметром его износа.
Недостаток данного способа - невозможность получения высоких степеней внутренних напряжений сжатия, компенсирующих растягивающие напряжения, возникающие во вращающемся круге, что не гарантирует высокую конструктивную прочность абразивных кругов.
В качестве прототипа выбран способ, описанный в патенте [2], в котором абразивный круг формообразуют, подвергают термической обработке и в зоне, примыкающей к отверстию, создают структуру более плотную, чем структура остальной части круга, при этом для создания плотной структуры, примыкающей к отверстию, берут металлическую оправку, коэффициент термического расширения материала которой выше коэффициента термического расширения материала связки круга, вставляют ее в отверстие круга, а термообработку ведут из условия обеспечения натяга между оправкой и стенкой отверстия круга и создания остаточных напряжений сжатия.
Недостатком прототипа является невозможность создания остаточных напряжений сжатия на периферии круга, а также то, что возможно появление опасных растягивающих окружных напряжений в абразивном круге за счет расклинивающего действия металлической оправки.
Технический результат настоящего изобретения заключается в обеспечении гарантированной конструктивной прочности абразивных кругов за счет создания остаточных напряжений сжатия, компенсирующих растягивающие напряжения во вращающемся круге.
Технический результат достигается тем, что круг формообразуют, подвергают термической обработке и создают остаточные напряжения сжатия, при этом остаточные напряжения сжатия получают за счет нанесения на боковые поверхности круга детонационного покрытия, причем толщина покрытий выбирается таким образом, чтобы создаваемые напряжения сжатия компенсировали растягивающие напряжения, возникающие во вращающемся круге.
Известно, что при вращении абразивных кругов в них возникают радиальные στ и окружные σt напряжения [3], которые можно рассчитать по формулам (1) и (2) соответственно.
где γ - плотность материала круга, кг/м3; ω - угловая скорость круга, с-1; g - ускорение свободного падения, м/с2; µ - коэффициент Пуассона; Rн - наружный радиус шлифовального круга, мм; rв - внутренний радиус шлифовального круга, мм; r - текущий радиус шлифовального круга, мм.
Данные напряжения в совокупности с растягивающими остаточными напряжениями, которые могут сформироваться в процессе изготовления абразивных кругов, приводят к опасности разрушения абразивных кругов при эксплуатации.
При напылении детонационных покрытий в материале основы создаются сжимающие остаточные напряжения, возникающие в результате кристаллизации и остывания (а также термического сжатия) слоя покрытия, формируемого потоком расплавленных частиц. В самом покрытии при этом создаются растягивающие напряжения, которые можно рассчитать по формуле Кингери [4]
где Е - модуль упругости материала покрытия, МПа; α - термический коэффициент линейного расширения, К-1; ΔT - разница между начальной (температурой плавления) и конечной температурой покрытия, К.
С учетом разницы толщин покрытия hn (мм) и основы hк (мм) в материале основы образуются напряжения сжатия, равные
Таким образом, используя в качестве основы абразивный круг путем нанесения на его боковые поверхности детонационного покрытия возможна полная компенсация растягивающих окружных и радиальных напряжений при условии, что толщина покрытия удовлетворяет условию
где hб - толщина покрытия, наносимого на каждую боковую поверхность абразивного круга, мм
При этом будет обеспечена гарантированная конструктивная прочность абразивного круга. Кроме того, детонационное покрытие обеспечит упрочнение боковых поверхностей круга при шлифовании.
Способ реализуется по следующим этапам:
- Абразивный круг, после формования и термической обработки, размещают в манипуляторе детонационной установки.
- Задают манипулятору перемещения по программе, обеспечивающей нанесение детонационного покрытия на боковую поверхность абразивного круга, с толщиной слоя, отвечающей условию (5).
- Переворачивают абразивный круг в манипуляторе, обеспечивая нанесение детонационного покрытия на другую боковую поверхность абразивного круга, с толщиной слоя, отвечающей условию (5).
Пример реализации способа. Упрочняли абразивный круг марки 25AF46L6V35. Наружный диаметр круга 150 мм, внутренний диаметр - 32 мм, толщина - 20 мм. Частота вращения круга 4500 мин-1. Проводили расчет радиальных и окружных напряжений, возникающих во вращающемся круге (фиг.1). Расчет требуемой толщины покрытия (корунда) на боковых поверхностях абразивного круга показал, что максимальная толщина покрытия равна 11,8 мкм. Учитывая, что толщина одного слоя напыляемого пятна покрытия равна 13 мкм (фиг.2), проводили покрытие боковых сторон круга корундовым покрытием толщиной 13 мкм. Это обеспечило гарантированные напряжения (окружные и радиальные) сжатия круга при его вращении.
На фиг.1 показано изменение напряжений в зависимости от абразивного круга: 1 - окружные напряжения; 2 - радиальные напряжения.
На фиг.2 показано изменение расчетной толщины покрытия в зависимости от радиуса абразивного круга.
Литература
1. Патент РФ №2349446. Способ изготовления шлифовальных кругов повышенной прочности на бакелитовой связке / Коротков В.А. Опубл. 20.03.2009 г., бюл. №8.
2. Патент РФ №2113341. Способ упрочнения абразивных кругов / Кравченко Б.А., Носов Н.В., Самарин Ю.П. Опубл. 20.06.1998 г.
3. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов: учебник для втузов - 9-е изд., перераб. - М.: Наука, 1986. - 512 с.
4. Кингери У.Д. Введение в керамику. - М.: Стройиздат, 1969. - 456 с.
Claims (1)
- Способ упрочнения абразивных кругов, включающий формообразование круга, термическую обработку и создание остаточных напряжений сжатия, отличающийся тем, что остаточные напряжения сжатия создают путем нанесения на боковые поверхности круга детонационного покрытия, толщиной которого обеспечивают компенсирование растягивающих напряжений, возникающих во вращающемся круге.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012115131/02A RU2497652C1 (ru) | 2012-04-16 | 2012-04-16 | Способ упрочнения абразивных кругов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012115131/02A RU2497652C1 (ru) | 2012-04-16 | 2012-04-16 | Способ упрочнения абразивных кругов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012115131A RU2012115131A (ru) | 2013-10-27 |
| RU2497652C1 true RU2497652C1 (ru) | 2013-11-10 |
Family
ID=49446197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012115131/02A RU2497652C1 (ru) | 2012-04-16 | 2012-04-16 | Способ упрочнения абразивных кругов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2497652C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10493595B2 (en) | 2016-02-24 | 2019-12-03 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive articles including a coating and methods for forming the same |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1024248A1 (ru) * | 1982-05-21 | 1983-06-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Абразивов И Шлифования | Способ изготовлени абразивного инструмента |
| RU2113341C1 (ru) * | 1995-10-10 | 1998-06-20 | Самарский государственный технический университет | Способ упрочнения абразивных кругов |
| RU2162790C2 (ru) * | 1996-08-30 | 2001-02-10 | Нортон Компани | Способ и устройство для изготовления абразивных инструментов |
| RU2383655C2 (ru) * | 2007-12-21 | 2010-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" | Способ детонационного нанесения покрытий |
-
2012
- 2012-04-16 RU RU2012115131/02A patent/RU2497652C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1024248A1 (ru) * | 1982-05-21 | 1983-06-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Абразивов И Шлифования | Способ изготовлени абразивного инструмента |
| RU2113341C1 (ru) * | 1995-10-10 | 1998-06-20 | Самарский государственный технический университет | Способ упрочнения абразивных кругов |
| RU2162790C2 (ru) * | 1996-08-30 | 2001-02-10 | Нортон Компани | Способ и устройство для изготовления абразивных инструментов |
| RU2383655C2 (ru) * | 2007-12-21 | 2010-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" | Способ детонационного нанесения покрытий |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10493595B2 (en) | 2016-02-24 | 2019-12-03 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive articles including a coating and methods for forming the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012115131A (ru) | 2013-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tan et al. | Effects of traverse scanning speed of spray nozzle on the microstructure and mechanical properties of cold-sprayed Ti6Al4V coatings | |
| CA2708858C (en) | Method for producing highly mechanically demanded pieces and specially tools from low cost ceramics or polymers, like concrete, by casting the desired shape and then coating with a metallic or high property ceramic layer. | |
| US20130153345A1 (en) | Brake element | |
| US9534651B2 (en) | Method of manufacturing a damped part | |
| JPH05202461A (ja) | 繊維強化プラスチック本体の被覆方法 | |
| CN102154609A (zh) | 一种高精度辊件耐磨涂层的制备方法 | |
| CA2924209A1 (en) | Method for connecting a surface-structured workpiece and a plastic workpiece | |
| GB2453774A (en) | A method of making an article with a re-entrant by reversibly bonding underlying powder | |
| JP2011518956A (ja) | 航空機や宇宙航行機のための繊維複合部材のコーティング方法、および前記方法により生産される繊維複合部材 | |
| Boruah et al. | Experimental evaluation of interfacial adhesion strength of cold sprayed Ti-6Al-4V thick coatings using an adhesive-free test method | |
| KR101722239B1 (ko) | 열용사코팅 및 초음파 나노크리스탈 표면개질을 이용한 표면처리방법 | |
| RU2497652C1 (ru) | Способ упрочнения абразивных кругов | |
| WO2014096822A1 (en) | Manufacture of hollow parts | |
| CN114182254A (zh) | 一种超结合强度的涂层及其制备方法 | |
| CN106283043A (zh) | 一种激光熔覆钴基自润滑涂层制备装置和方法 | |
| CN107805809A (zh) | 一种汽车模具表面涂膜修复工艺 | |
| CA2483231A1 (en) | Ceramic armor system with diamond coating | |
| JP5698876B2 (ja) | 冶金容器の耐火性ライニングのためのラミング系不定形耐火物、その設置方法、および該ラミング系不定形耐火物を用いるライニングから成る冶金用容器、特に溶鉱炉 | |
| CN107460377A (zh) | 一种铝合金气缸套及其制备方法 | |
| CN109351975B (zh) | 一种物理气相沉积涂层的微孔不锈钢基体及其制备工艺 | |
| JP2010144224A (ja) | 金属皮膜の改質処理方法及びアルミ基合金積層体 | |
| JP2005066574A (ja) | 高付着防食被膜付き鉄筋材及びその製造方法 | |
| JP2007131948A (ja) | コーティング方法及び装置 | |
| US20090104065A1 (en) | Method of making an article | |
| EP3515649A1 (en) | Surface roughening of cmc and coated cmc |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140417 |