RU2657669C2 - Flat grinding wheel and method of its manufacture - Google Patents
Flat grinding wheel and method of its manufacture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2657669C2 RU2657669C2 RU2016119725A RU2016119725A RU2657669C2 RU 2657669 C2 RU2657669 C2 RU 2657669C2 RU 2016119725 A RU2016119725 A RU 2016119725A RU 2016119725 A RU2016119725 A RU 2016119725A RU 2657669 C2 RU2657669 C2 RU 2657669C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anode
- protrusions
- grinding wheel
- working layer
- cathode
- Prior art date
Links
- 238000000227 grinding Methods 0.000 title claims abstract description 79
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 30
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 claims abstract description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 38
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 38
- 238000010409 ironing Methods 0.000 claims description 15
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 23
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 102220411551 c.74G>T Human genes 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D7/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения, в частности к инструментам для шлифования и способам их изготовления.The present invention relates to the field of engineering, in particular to tools for grinding and methods for their manufacture.
Известен плоский шлифовальный круг и способ его изготовления, в котором шлифовальный круг содержит металлический корпус с выступами. При этом выступы расположены на одинаковой высоте по концентрическим зонам с безабразивными зонами между ними и увеличиваются по ширине к центру шлифовального круга. А способ состоит в том, что абразивные выступы наносят в гальванической ванне по концентрическим зонам с безабразивными зонами между ними, сохраняя равенство площадей абразивных зон (а.с. 1549737, B24D 7/00, 1990 г.).Known flat grinding wheel and method of its manufacture, in which the grinding wheel contains a metal casing with protrusions. In this case, the protrusions are located at the same height along the concentric zones with non-abrasive zones between them and increase in width to the center of the grinding wheel. And the method consists in the fact that the abrasive protrusions are applied in a galvanic bath over concentric zones with non-abrasive zones between them, maintaining the equality of the areas of the abrasive zones (as.with. 1549737,
Недостаток шлифовального круга состоит в том, что выступы расположены на одинаковой высоте по концентрическим зонам, имеют плоскую форму на вершинах и увеличиваются по ширине к центру шлифовального круга. Расположение выступов на одинаковой высоте приводит к их работе по следу от предыдущего прохода со смятием поверхности резания и повышенному износу выступов, большим силам и температурам при резании, что ведет к большим затратам мощности на резание и прижогам на обрабатываемых поверхностях. Это требует частой правки шлифовального круга и его повышенному расходу. Увеличение ширины выступов к центру шлифовального круга делает сложным его изготовление и создает неравномерные условия резания по диаметру торца, что снижает качество обработки, ведет к перерасходу абразивного материала. Плоская форма на вершинах не позволяет формировать на них дендритную структуру высокой твердости для обдирочных работ. Шлифовальный круг с концентрическими зонами не может быть изготовлен непосредственно от центра круга и не может применяться при плоской обработке с относительно неподвижным расположением заготовки и инструмента, что делает круг непроизводительным. А равномерная структура расположения абразива по всему объему рабочего слоя ведет к непроизводительному расходу дефицитного абразивного материала. При этом металлическая основа корпуса на выступах не обладает режущими свойствами, играет роль связки между зернами абразива, а поэтому делает рабочий слой непроизводительным при резании.The disadvantage of the grinding wheel is that the protrusions are located at the same height in the concentric zones, have a flat shape at the tops and increase in width to the center of the grinding wheel. The location of the protrusions at the same height leads to their work in the wake of the previous pass with crushing of the cutting surface and increased wear of the protrusions, high forces and temperatures during cutting, which leads to large expenditures of cutting power and burns on the machined surfaces. This requires frequent dressing of the grinding wheel and its increased consumption. The increase in the width of the protrusions to the center of the grinding wheel makes it difficult to manufacture and creates uneven cutting conditions along the diameter of the end face, which reduces the quality of processing, leads to an excessive consumption of abrasive material. The flat shape on the peaks does not allow the formation of a dendritic structure of high hardness on them for peeling work. A grinding wheel with concentric zones cannot be made directly from the center of the wheel and cannot be used for flat machining with a relatively stationary arrangement of the workpiece and tool, which makes the wheel unproductive. A uniform arrangement of the abrasive over the entire volume of the working layer leads to unproductive consumption of scarce abrasive material. In this case, the metal base of the body on the protrusions does not have cutting properties, plays the role of a bond between the grains of the abrasive, and therefore makes the working layer unproductive when cutting.
Недостаток аналога способа изготовления плоского шлифовального круга состоит в том, что абразивные элементы наносят в гальванической ванне по концентрическим зонам с безабразивными зонами между ними, сохраняя равенство площадей абразивных зон. Профиль рабочего слоя с концентрическими окружностями, да еще с соблюдением условия равенства площадей колец абразивных зон, трудно формировать механической обработкой вследствие прерывистости процесса нанесения окружностей. Нанесение рабочего слоя в неподвижном электролите является непроизводительным. А формирование рабочего слоя при неподвижном относительном расположении электродов в гальванической ванне не позволяет выполнять нанесение ровного рабочего слоя на большую площадь корпуса.The disadvantage of the analog of the method of manufacturing a flat grinding wheel is that the abrasive elements are applied in a galvanic bath in concentric zones with non-abrasive zones between them, while maintaining the equality of the area of the abrasive zones. The profile of the working layer with concentric circles, and even with the condition of equality of the area of the rings of the abrasive zones, it is difficult to form by machining due to the discontinuity of the process of applying circles. Applying a working layer in a stationary electrolyte is unproductive. And the formation of the working layer with a fixed relative arrangement of the electrodes in the plating bath does not allow the application of an even working layer on a large area of the housing.
Известен также плоский шлифовальный круг и способ его изготовления, в котором рабочий слой содержит на корпусе слой гальванически осажденного металла, на который нанесен слой с частицами порошка высокой твердости. А способ заключается в том, что осаждаемый металл с частицами порошка высокой твердости наносят на ровную неподвижную торцовую поверхность корпуса со слоем осажденного чистого металла без примесей (а.с. 1234175, B24D 7/00, 1986 г.).Also known is a flat grinding wheel and a method for its manufacture, in which the working layer comprises on the body a layer of galvanically deposited metal, on which a layer with high hardness powder particles is applied. And the method consists in the fact that the deposited metal with powder particles of high hardness is applied to a flat, fixed end surface of the body with a layer of deposited pure metal without impurities (A.S. 1234175,
Недостаток плоского шлифовального круга состоит в том, что он выполнен сплошным по всей поверхности торца круга без выступов и соответственно не позволяет эффективно удалять из зоны обработки шлам от обрабатываемого материала и абразива, не обеспечивает подвод охлаждающей жидкости в зону резания, в результате на обработанной поверхности образуются прижоги, рабочий слой засаливается и требует частой правки, увеличивая расход инструмента. Отсутствие выступов также не позволяет формировать на них структуру высокой твердости для обдирочных работ, соответственно в обработке участвуют только частицы высокой твердости, а осажденный металл выполняет только роль связки, не участвует в резании. Вкрапление абразива по всей толщине рабочего слоя ведет к повышенному расходу дефицитного материала абразива.The disadvantage of a flat grinding wheel is that it is made continuous over the entire surface of the end face of the wheel without protrusions and, accordingly, it cannot effectively remove sludge from the processed material and abrasive from the treatment zone, does not provide coolant supply to the cutting zone, as a result, formed on the treated surface burns, the working layer is salted and requires frequent dressing, increasing tool consumption. The absence of protrusions also does not allow forming a structure of high hardness on them for peeling work, respectively, only particles of high hardness participate in the processing, and the deposited metal performs only the role of a binder, does not participate in cutting. Impregnation of the abrasive over the entire thickness of the working layer leads to an increased consumption of scarce abrasive material.
Недостаток аналога способа изготовления плоского шлифовального круга состоит в том, что осаждаемый металл с частицами порошка высокой твердости наносят на ровную неподвижную торцовую поверхность корпуса со слоем осажденного чистого металла без примесей. Такой способ нанесения на ровную поверхность не позволяет формировать на торцовой поверхности из осажденного металла выступы высокой твердости для обдирочных работ, требует частой правки круга. Нанесение рабочего слоя в неподвижном электролите является непроизводительным. А неподвижное относительное расположение электродов в гальванической ванне не позволяет выполнять нанесение ровного рабочего слоя на большую площадь корпуса.The disadvantage of the analogue of the method of manufacturing a flat grinding wheel is that the deposited metal with particles of powder of high hardness is applied to a flat stationary end surface of the body with a layer of deposited pure metal without impurities. This method of application on a flat surface does not allow the formation of high hardness protrusions for peeling work on the end surface of the deposited metal, and requires frequent straightening of the circle. Applying a working layer in a stationary electrolyte is unproductive. A fixed relative position of the electrodes in the plating bath does not allow the application of an even working layer over a large area of the housing.
Следовательно, аналоги плоского шлифовального круга и способа его изготовления не обеспечивают высокие производительность шлифования, качество обработки, ресурс инструмента.Therefore, analogues of a flat grinding wheel and the method of its manufacture do not provide high grinding performance, processing quality, tool life.
Наиболее близким техническим решением того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является плоский шлифовальный круг и способ его изготовления, в котором шлифовальный круг содержит на торце металлического корпуса покрытые слоем абразивного материала выступы в форме решетки, расположенные по спирали, начинающейся от центрального элемента дисковой формы и расширяющейся наружу, а способ включает изготовление металлического корпуса с выступами на торце и нанесение на них рабочего слоя методом гальванического железнения в ванне с диспергированным порошком абразивного материала (патент 2460630, МПК B24D 7/00, опубл. 2012 г.), принятый за прототип.The closest technical solution of the same purpose to the claimed invention in terms of features is a flat grinding wheel and a method for its manufacture, in which the grinding wheel comprises protrusions in the form of a lattice coated with a layer of abrasive material at the end of the metal body, located in a spiral starting from the central element of the disk form and expanding outward, and the method includes manufacturing a metal body with protrusions at the end and applying a working layer to them by the galvanic method zheleznenija bath with dispersed powder of abrasive material (patent 2460630,
Выступы, выполненные в форме решетки, усложняют конструкцию рабочего слоя, а их покрытие по всей поверхности элементов решетки увеличивает расход абразивного материала. При этом материал решетки не участвует непосредственно в обработке резанием, выполняя лишь функцию удержания абразивного слоя, снижая производительность шлифования. Прикрепленный к решетке слой абразивного материала имеет ровную поверхность, что не позволяет производительно выполнять обдирочную работу. Расположение выступов по спирали неопределенной формы не обеспечивает идентичность изготовления выступов для различных шлифовальных кругов. Начало спирали от центрального элемента делает рабочий слой не сплошным, при этом центральная часть круга не участвует в процессе шлифования, снижая производительность обработки. Расширение решетки к периферии шлифовального круга усложняет изготовление рабочего слоя, нарушает идентичность условий резания по диаметру круга, например, при необходимости обеспечения одинакового рисунка шероховатости поверхности.The protrusions made in the form of a lattice complicate the design of the working layer, and their coating over the entire surface of the lattice elements increases the consumption of abrasive material. At the same time, the material of the lattice does not participate directly in the machining, performing only the function of holding the abrasive layer, reducing the grinding performance. The layer of abrasive material attached to the grate has a flat surface, which does not allow to perform peeling work productively. The location of the protrusions in a spiral of indefinite shape does not ensure the identity of the manufacture of the protrusions for the various grinding wheels. The beginning of the spiral from the central element makes the working layer not continuous, while the central part of the wheel does not participate in the grinding process, reducing the processing productivity. The expansion of the lattice to the periphery of the grinding wheel complicates the manufacture of the working layer, violates the identity of the cutting conditions by the diameter of the wheel, for example, if necessary, to ensure the same pattern of surface roughness.
Нанесение рабочего слоя в ванне с диспергированным порошком абразивного материала приводит к расположению абразива по всему объему рабочего слоя, в том числе в зоне контакта с поверхностью решетки, где абразивный материал не нужен. В результате происходит перерасход дефицитного абразивного материала. Материал между абразивными частицами выполняет лишь роль связки и не участвует в резании, что снижает функциональные возможности рабочего слоя и производительность шлифования. Погружение корпуса с решеткой в гальваническую ванну в неподвижном состоянии приводит к нанесению рабочего слоя непостоянной толщины по поверхности шлифовального круга, большей в зоне анода, накоплению на формируемой абразивной поверхности отходов электролиза, снижая производительность обработки.Application of the working layer in a bath with a dispersed powder of abrasive material leads to the location of the abrasive throughout the entire volume of the working layer, including in the contact zone with the surface of the grating, where abrasive material is not needed. The result is an overspending of scarce abrasive material. The material between the abrasive particles performs only the role of a bundle and is not involved in cutting, which reduces the functionality of the working layer and grinding performance. Immersion of the casing with the grill in a galvanic bath in a stationary state leads to the deposition of a working layer of variable thickness on the surface of the grinding wheel, larger in the anode zone, to accumulate electrolysis waste on the formed abrasive surface, reducing processing productivity.
Прототип способа может быть улучшен применением известного способа железнения обычных заготовок не инструментального назначения на асимметричном токе с изменением катодно-анодного показателя (см. патент 2147629, МПК C25F 1/06, опубл. 2000 г.). Однако способ в материалах патента не предусматривает нанесение рабочего слоя с абразивом при показателе с получением дендритной структуры, так как она считается для указанных заготовок вредным явлением.The prototype of the method can be improved by applying the known method of ironing conventional non-tool blanks on an asymmetric current with a change in the cathode-anode index (see patent 2147629, IPC
Аналогично известен способ изготовления абразивного инструмента, при котором заготовку, помещенную в электролит с абразивом, вращают в горизонтальной плоскости (см. патент 1390009, МПК B24D 17/00, опубл. 1988 г.). Такой способ ведет к накоплению электролитического шлама на торце корпуса, чем снижает производительность железнения, а нанесение рабочего слоя в электролите с абразивом внедряет абразив по всей толщине рабочего слоя и ведет к перерасходу дефицитного абразивного материала.A similarly known method of manufacturing an abrasive tool, in which a workpiece placed in an electrolyte with an abrasive, rotate in a horizontal plane (see patent 1390009, IPC B24D 17/00, publ. 1988). This method leads to the accumulation of electrolytic sludge at the end of the casing, which reduces the productivity of ironing, and the application of a working layer in an electrolyte with an abrasive introduces an abrasive throughout the thickness of the working layer and leads to an overrun of scarce abrasive material.
Следовательно, прототип снижает производительность шлифования, увеличивает расход абразивного материала, снижает функциональные возможности рабочего слоя и качество шлифования.Therefore, the prototype reduces the grinding performance, increases the consumption of abrasive material, reduces the functionality of the working layer and the quality of grinding.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного плоского шлифовального круга и способа его изготовления, принятого за прототип, относится то, что шлифовальный круг содержит на торце металлического корпуса покрытые слоем абразивного материала выступы в форме решетки, расположенные по спирали, начинающейся от центрального элемента дисковой формы и расширяющейся наружу, а способ включает нанесение рабочего слоя методом погружения корпуса в гальваническую ванну, в которой диспергирован порошковый абразивный материал.For reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known flat grinding wheel and the method of its manufacture adopted as a prototype, the grinding wheel contains lattice-shaped protrusions coated with a layer of abrasive material at the end of the metal body, located in a spiral starting from the central element of the disk form and expanding outward, and the method includes applying the working layer by immersing the casing in a galvanic bath, in which rgirovan powdered abrasive.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.The essence of the invention is as follows.
С целью повышения производительности и качества шлифования, снижения расхода абразивного материала и расширения функциональных возможностей шлифовального круга, в заявленном плоском шлифовальном круге выступы выполнены заостренными с расположением их по спирали Архимеда, начинающейся от центра шлифовального круга, при этом рабочий слой образован на вершинах упомянутых выступов дендритами осажденного железа с вкраплениями в их верхней части микрочастиц сверхтвердого материала, прикрепленными методом гальванического железнения.In order to increase the productivity and quality of grinding, reduce the consumption of abrasive material and expand the functionality of the grinding wheel, in the claimed flat grinding wheel, the protrusions are pointed with their arrangement in a spiral of Archimedes starting from the center of the grinding wheel, while the working layer is formed on the tops of the said protrusions by dendrites precipitated iron interspersed in their upper part of microparticles of superhard material attached by galvanic ironing.
Поставленная цель достигается также тем, что в заявленном способе изготовления плоского шлифовального круга металлический корпус изготавливают с заостренными выступами, расположенными на его торце по спирали Архимеда, начинающейся от центра шлифовального круга, размещают корпус в гальванической ванне с возможностью его непрерывного вращения и наносят рабочий слой на выступы корпуса методом гальванического железнения в ванне с диспергированным порошком абразивного материала на асимметричном токе с изменением катодно-анодного показателя, при этом сначала железнение осуществляют с вертикальным расположением металлического корпуса-катода и анода при увеличении катодно-анодного показателя от 1,2 до 8, затем ванну вместе с вращающимся металлическим корпусом и анодом поворачивают на острый угол от вертикали с расположением торца металлического корпуса вверх, подают в межэлектродный зазор через отверстия в аноде электролит с микрочастицами сверхтвердого материала, увеличивают катодно-анодный показатель до 12 и выдерживают при максимальном значении показателя до образования на выступах корпуса дендритов оптимальной высоты с вкраплениями в их верхней части микрочастиц сверхтвердого материала.This goal is also achieved by the fact that in the claimed method of manufacturing a flat grinding wheel, the metal body is made with pointed protrusions located at its end in a spiral of Archimedes starting from the center of the grinding wheel, the body is placed in a plating bath with the possibility of its continuous rotation and a working layer is applied on protrusions of the housing by galvanic ironing in a bath with dispersed powder of abrasive material on an asymmetric current with a change in the cathode-anode current at the same time, ironing is first carried out with a vertical arrangement of the metal cathode-cathode and the anode with an increase in the cathode-anode index from 1.2 to 8, then the bathtub together with the rotating metal casing and the anode is turned at an acute angle from the vertical with the end of the metal casing facing up , an electrolyte with microparticles of superhard material is fed into the interelectrode gap through holes in the anode, the cathode-anode index is increased to 12 and maintained at a maximum value of the index to Hovhan on ledges housing dendrites optimum height interspersed in their upper microparticles superhard material.
Технический результат - повышение производительности и качества шлифования, снижение расхода абразивного материала и расширение функциональных возможностей рабочего слоя.The technical result is an increase in productivity and grinding quality, a decrease in the consumption of abrasive material and the expansion of the functionality of the working layer.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения - плоского шлифовального круга достигается тем, что в известном плоском шлифовальном круге, содержащем металлический корпус с выступами, расположенными по спирали на его торце, и рабочий слой, особенность заключается в том, что выступы выполнены заостренными с расположением их по спирали Архимеда, начинающейся от центра шлифовального круга, при этом рабочий слой образован на вершинах упомянутых выступов дендритами осажденного железа с вкраплениями в их верхней части микрочастиц сверхтвердого материала, прикрепленными методом гальванического железнения.The specified technical result in the implementation of the invention is a flat grinding wheel is achieved by the fact that in the known flat grinding wheel containing a metal casing with protrusions arranged in a spiral at its end, and the working layer, the feature is that the protrusions are made pointed with their location along Archimedes spiral, starting from the center of the grinding wheel, while the working layer is formed on the tops of the said protrusions by the dendrites of the precipitated iron interspersed with microchips in their upper part Particles of superhard material attached by galvanic ironing.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения - способа изготовления плоского шлифовального круга достигается тем, что в известном способе, включающем изготовление металлического корпуса с выступами на торце и нанесение на них рабочего слоя, особенность заключается в том, что металлический корпус изготавливают с заостренными выступами, расположенными на его торце по спирали Архимеда, начинающейся от центра шлифовального круга, размещают корпус в гальванической ванне с возможностью его непрерывного вращения и наносят рабочий слой на выступы корпуса методом гальванического железнения в ванне с диспергированным порошком абразивного материала на асимметричном токе с изменением катодно-анодного показателя, при этом сначала железнение осуществляют с вертикальным расположением металлического корпуса-катода и анода при увеличении катодно-анодного показателя от 1,2 до 8, затем ванну вместе с вращающимся металлическим корпусом и анодом поворачивают на острый угол от вертикали с расположением торца металлического корпуса вверх, подают в межэлектродный зазор через отверстия в аноде электролит с микрочастицами сверхтвердого материала, увеличивают катодно-анодный показатель до 12 и выдерживают при максимальном значении показателя до образования на выступах корпуса дендритов оптимальной высоты с вкраплениями в их верхней части микрочастиц сверхтвердого материала.The specified technical result in the implementation of the invention is a method of manufacturing a flat grinding wheel is achieved by the fact that in the known method, including the manufacture of a metal casing with protrusions at the end and applying a working layer on them, the feature is that the metal casing is made with pointed protrusions located on its end in a spiral of Archimedes, starting from the center of the grinding wheel, place the body in a galvanic bath with the possibility of its continuous rotation and apply the working layer on the protrusions of the casing by galvanic ironing in a bath with dispersed powder of abrasive material on an asymmetric current with a change in the cathode-anode index, while first the ironing is carried out with a vertical arrangement of the metal cathode-cathode and anode with an increase in the cathode-anode index from 1.2 to 8, then the bathtub, together with the rotating metal casing and the anode, is turned at an acute angle from the vertical with the end of the metal casing facing up, and fed into the interelectrode op through holes in the anode electrolyte superhard material to the microparticles, increase the cathode-
Между отличительными признаками плоского шлифовального круга и вышеуказанным техническим результатом существует причинно-следственная связь, заключающаяся в том, что выполнение выступов на торце металлического корпуса заостренными делает их центрами электролитического осаждения слоя железа высокой твердости и способствует выращиванию на вершинах выступов дендритов. Дендритная структура обладает высокими абразивными свойствами, в результате слой железа, наряду с функцией связки для микрочастиц сверхтвердого материала, приобретает функцию резания, дендриты становятся режущими элементами. То есть то, что считается вредным при электролитическом осаждении и обычно требует применения операции полирования для устранения дендритов, на абразивном инструменте приобретает полезные свойства. Такой инструмент может с успехом применяться для обдирочных работ. Расположение выступов по спирали Архимеда позволяет получать их на обычном токарном станке от центра шлифовального круга при постоянной поперечной подаче, при этом дендриты располагаются рядами на равных расстояниях, создавая одинаковые условия электролитического осаждения и резания по всей площади шлифовальной поверхности и обеспечивая тем самым высокое качество шлифования. Вкрапление микрочастиц сверхтвердого материала не по всей толщине рабочего слоя, а лишь в верхней части дендритов, обеспечивает экономию дефицитного абразива без потери режущих свойств инструмента. Следовательно, предлагаемый плоский шлифовальный круг обеспечивает повышение производительности и качества шлифования, снижение расхода абразивного материала и расширение функциональных возможностей инструмента.There is a causal relationship between the distinguishing features of a flat grinding wheel and the above technical result, namely, that the protrusions at the end of the metal case are pointed, making them centers of electrolytic deposition of a layer of iron of high hardness and promotes the growth of dendrites on the peaks. The dendritic structure has high abrasive properties, as a result, the iron layer, along with the binder function for microparticles of superhard material, acquires a cutting function, dendrites become cutting elements. That is, what is considered harmful during electrolytic deposition and usually requires the use of a polishing operation to eliminate dendrites, acquires useful properties on an abrasive tool. Such a tool can be successfully used for peeling work. The arrangement of the protrusions in a spiral of Archimedes allows you to get them on a conventional lathe from the center of the grinding wheel with constant transverse feed, while the dendrites are arranged in rows at equal distances, creating the same conditions of electrolytic deposition and cutting over the entire surface of the grinding surface and thereby ensuring high quality grinding. The inclusion of microparticles of superhard material not over the entire thickness of the working layer, but only in the upper part of the dendrites, provides savings in scarce abrasive material without loss of cutting properties of the tool. Therefore, the proposed flat grinding wheel provides increased productivity and quality of grinding, reducing the consumption of abrasive material and expanding the functionality of the tool.
Между отличительными признаками способа изготовления плоского шлифовального круга и вышеуказанным техническим результатом существует причинно-следственная связь, заключающаяся в том, что при выполнении операции, когда металлический корпус изготавливают с заостренными выступами, расположенными на его торце по спирали Архимеда, начинающейся от центра шлифовального круга, достигается нанесение рабочего слоя с регулярной дендритной структурой с абразивными свойствами. Это также позволяет делать структуру идентичной по всей плоскости торца, повышая качество обработки шлифованием, упрощает процесс изготовления рабочего слоя на токарном оборудовании. Заостренные выступы являются центрами осаждения дендритов. При осуществлении железнения на асимметричном токе сначала с вертикальным расположением непрерывно вращающегося металлического корпуса-катода и анода с увеличением катодно-анодного показателя от 1,2 до 8 обеспечивается осаждение на поверхность выступов из мягкого железа с высокой способностью к схватыванию и с постепенным повышением твердости при электролитическом наращивании, что обеспечивает надежное сцепление рабочего слоя с выступами. Последующий поворот ванны вместе с вращающимся металлическим корпусом и анодом на острый угол от вертикали с расположением торца металлического корпуса вверх обеспечивает надежное осаждение микрочастиц сверхтвердого материала без накапливания на рабочем слое электролитического шлама, который стекает на дно ванны. Следующая затем подача электролита с микрочастицами сверхтвердого материала в межэлектродный зазор через отверстия в аноде способствует лучшему осаждению микрочастиц на катоде в верхней части рабочего слоя. А увеличение катодно-анодного показателя до 12 закрепляет частицы в среде слоя железа высокой твердости, препятствуя их быстрому вырыванию из связки при шлифовании, снижая износ круга. Завершающая выдержка процесса железнения при максимальном значении показателя до образования на выступах дендритов оптимальной высоты обеспечивает получение рабочего слоя с дендритной структурой наивысшей твердости, усиленной вкраплениями микрочастиц сверхтвердого материала, а значит с высокими режущими свойствами. Следовательно, способ дает те же составляющие технического результата, что и в целом плоский шлифовальный круг, а именно: повышение производительности и качества шлифования, снижение расхода абразивного материала и расширение функциональных возможностей инструмента - плоского шлифовального круга.Between the distinguishing features of the method of manufacturing a flat grinding wheel and the above technical result, there is a causal relationship, namely, when performing an operation when a metal body is made with pointed protrusions located at its end in a spiral of Archimedes starting from the center of the grinding wheel, is achieved applying a working layer with a regular dendritic structure with abrasive properties. It also allows you to make the structure identical over the entire plane of the end face, improving the quality of processing by grinding, simplifies the manufacturing process of the working layer on turning equipment. The pointed protrusions are centers of deposition of dendrites. When carrying out ironing on an asymmetric current, first with a vertical arrangement of a continuously rotating metal cathode body and anode with an increase in the cathode-anode index from 1.2 to 8, deposition of soft iron protrusions with a high ability to set and with a gradual increase in hardness during electrolytic building, which provides reliable adhesion of the working layer with the protrusions. The subsequent rotation of the bathtub together with the rotating metal casing and the anode to an acute angle from the vertical with the end of the metal casing facing upwards ensures reliable deposition of microparticles of superhard material without accumulating electrolytic sludge on the working layer, which flows to the bottom of the bathtub. The next feeding of the electrolyte with microparticles of superhard material into the interelectrode gap through the holes in the anode contributes to a better deposition of microparticles on the cathode in the upper part of the working layer. And an increase of the cathode-anode index to 12 fixes the particles in the medium of an iron layer of high hardness, preventing them from being quickly pulled out of the bond during grinding, reducing wear on the wheel. The final exposure of the ironing process at the maximum value of the indicator to the formation of optimal height dendrites on the protrusions provides a working layer with a dendritic structure of the highest hardness, reinforced with interspersed microparticles of superhard material, and therefore with high cutting properties. Therefore, the method gives the same components of the technical result as a generally flat grinding wheel, namely: increasing productivity and grinding quality, reducing the consumption of abrasive material and expanding the functionality of the tool - a flat grinding wheel.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления предполагаемого изобретения с получением вышеуказанного технического результата: на чертеже представлена схема, поясняющая конструкцию плоского шлифовального круга и способ его изготовления, где на фиг. 1 показан плоский шлифовальный круг в двух проекциях, на фиг. 2 представлено расположение электродов в ванне при ее вертикальном положении, на фиг. 3 дано то же, при наклонном положении ванны, на фиг. 4 - поперечное сечение анода с полостью для подвода электролита, на фиг. 5 - график кривой асимметричного тока.Information confirming the possibility of carrying out the alleged invention with obtaining the above technical result: the drawing shows a diagram explaining the design of a flat grinding wheel and the method of its manufacture, where in FIG. 1 shows a flat grinding wheel in two projections, FIG. 2 shows the location of the electrodes in the bath in its upright position; FIG. 3 shows the same, with the bath inclined, in FIG. 4 is a cross-sectional view of an anode with a cavity for supplying electrolyte; FIG. 5 is a graph of an asymmetric current curve.
Плоский шлифовальный круг 1 содержит рабочий слой 2, корпус 3, торец 4, выступы 5, спираль 6, центр 7, вершину 8, дендрит 9. Указанные элементы взаимосвязаны следующим образом. Рабочий слой 2 является частью плоского шлифовального круга 1, на торце 4 корпуса 3 которого содержатся выступы 5. Выступы 5 расположены по спирали 6, начинающейся от центра 7 шлифовального круга 1. К вершинам 8 выступов 5 прикреплены дендриты 9, в верхней части 10 которых вкраплены микрочастицы сверхтвердого материала. Указанные элементы также характеризуются тем, что корпус 3 является металлическим, выступы 5 выполнены заостренными, спираль 6 относится к спирали Архимеда, дендриты 9 состоят из осажденного железа и прикреплены к вершинам 8 выступов 5 гальваническим методом. Дендриты 9, пластичные у основания, хорошо удерживаются на выступах 5, а их высокая твердость на вершинах 8 обеспечивает им высокие режущие свойства. В результате они, наряду со свойствами связки для частиц сверхтвердого материала (алмаза, эльбора, карбидов и т.д.), выполняют функцию режущих элементов, повышая производительность шлифования и расширяя функциональные возможности шлифовального круга 1. Их регулярное расположение по спирали 6 Архимеда обеспечивает регуляризацию микронеровностей на обработанной поверхности и, соответственно, высокое качество обработки. А начало спирали 6 от центра 7 шлифовального круга 1 обеспечивает технологичность получения рабочего слоя 2 на токарном станке, делает рабочей всю поверхность торца 4, что повышает производительность изготовления шлифовального круга 1 и обработки изделий. Содержание микрочастиц сверхтвердого материала в верхней части 10 дендритов 9 дает экономию такого материала.
Способ изготовления плоского шлифовального круга осуществляют следующим образом. Металлический корпус 3 изготавливают с заостренными выступами 5, расположенными на его торце 4 по спирали 6 Архимеда, начинающейся от центра 7 шлифовального круга 1. Размещают корпус 3 в гальванической ванне 11 с возможностью его непрерывного вращения. Рабочий слой 2 наносят методом гальванического железнения в ванне 11 с диспергированным порошком абразивного материала на асимметричном токе с изменением катодно-анодного показателя Imax/Imin, где Imax - максимальная амплитуда асимметричного тока, Imin - минимальная амплитуда асимметричного тока, при непрерывном вращении заготовки-катода 12 по стрелке 13. Для реализации способа применяют заготовку 12 с заостренными выступами 5 на торце 4 металлического корпуса 3, расположенными от центра 7 шлифовального круга 1 по спирали 6 Архимеда. При этом вначале железнение осуществляют в ванне 11 с вертикальным расположением заготовки-катода 12 и анода 14 при увеличении катодно-анодного показателя от 1,2 до 8. Затем ванну 11 вместе с вращающейся заготовкой-катодом 12 и анодом 14 поворачивают от вертикали на острый угол β торцом 4 металлического корпуса 3 вверх. После этого в межэлектродный зазор 15 через отверстия 16 в аноде 14 по патрубку 17 подают электролит с микрочастицами сверхтвердого материала и увеличивают катодно-анодный показатель до двенадцати. Подача электролита через отверстия 16 в аноде 14 повышает производительность осаждения микрочастиц и железа, тому же способствует наклонное расположение ванны 11, которое также снижает осаждение на корпусе-катоде 12 шлама. При максимальном значении катодно-анодного показателя, равном двенадцати, дают выдержку до образования на выступах 5 дендритов 9 оптимальной высоты Н, которая принимается большей при использовании шлифовального круга 1 на обдирочных работах и для обрабатываемых материалов с низкими механическими свойствами, а при чистовой обработке и резании твердых материалов уменьшается. Дендриты 9 обладают хорошими режущими свойствами, и, выполняя не только роль связки, но и абразива, расширяют функциональные возможности шлифовального круга 1. А способ нанесения рабочего слоя может применяться также и для восстановления дендритной структуры изношенного рабочего слоя. Формирование абразивного рабочего слоя 2 из железных дендритов 9 является дешевым и высокопроизводительным. Повышение асимметричности тока в процессе нанесения рабочего слоя 2 обеспечивает прочную связь дендритов 9 с выступами 5 на торце 4, высокие режущие способности их верхней части 10.A method of manufacturing a flat grinding wheel is as follows. The
Исходя из приведенных сведений, следует, что и шлифовальный круг, и способ его изготовления обеспечивают использование в качестве режущих элементов упорядоченно расположенных по спирали Архимеда по всей плоскости круга, прочно соединенных с выступами железных дендритов высокой твердости в сочетании с микрочастицами сверхтвердого материала в верхней части дендритов. Что и позволяет достичь технического результата по повышению производительности и качества шлифования, снижению расхода абразивного материала и расширению функциональных возможностей плоского шлифовального круга и способа его изготовления.Based on the above information, it follows that both the grinding wheel and the method of its manufacture provide the use of cutting elements arranged in an orderly spiral of Archimedes along the entire plane of the wheel, firmly connected to the protrusions of iron dendrites of high hardness in combination with microparticles of superhard material in the upper part of the dendrites . That allows you to achieve a technical result to increase productivity and grinding quality, reduce the consumption of abrasive material and expand the functionality of a flat grinding wheel and the method of its manufacture.
Опишем пример реализации предлагаемого плоского шлифовального круга и способа его изготовления.We describe an example of the implementation of the proposed flat grinding wheel and the method of its manufacture.
Металлический корпус из стали 45 диаметром 100 мм изготавливался на токарном станке с нарезанием на торце выступов по Архимедовой спирали с шагом 2 мм резьбовым резцом с углом профиля 60°. Корпус помещался в ванне с электролитом - водным раствором хлористого железа и соляной кислоты стандартной концентрации и крепился на вращающейся оси. Анод выполнялся в виде пластины малоуглеродистой стали с отверстиями, закрепленной на патрубке для подачи электролита с диспергированным порошком абразива. Асимметричный регулируемый ток создавался по известной электрической схеме (см. а.с. №1481272 по МПК C25D 15/00). В качестве абразива использовался мелкозернистый алмазный порошок. Осаждение осуществлялось с помощью тока промышленной частоты 50 герц при вращении заготовки с частотой 10 оборотов в минуту. Межэлектродный зазор составлял 10 мм. Осаждение в чистом электролите осуществлялось при увеличении катодно-анодного показателя от 1,2 до 8 до толщины слоя железа около 1 мм, затем после поворота ванны на угол 20° наращивание осуществлялось в электролите с абразивными частицами до выращивания дендритов высотой 0,5 мм с выдержкой при максимальном значении катодно-анодного показателя 10-12. В результате был получен плоский шлифовальный круг с рабочим слоем высокой твердости, позволяющим шлифовать на обдирочном режиме незакаленные стали, дерево и прочие материалы.A metal case made of steel 45 with a diameter of 100 mm was made on a lathe with cutting at the end of the protrusions along an Archimedean spiral with a pitch of 2 mm by a threaded cutter with a profile angle of 60 °. The case was placed in a bath with an electrolyte — an aqueous solution of iron chloride and hydrochloric acid of standard concentration and mounted on a rotating axis. The anode was made in the form of a plate of mild steel with holes fixed to a pipe for supplying an electrolyte with dispersed abrasive powder. Asymmetric adjustable current was created according to the known electrical circuit (see AS No. 1481272 according to
Таким образом, опыт подтвердил возможность создания абразивного инструмента с рабочим слоем, в котором режущую функцию могут выполнять дендриты, полученные электролитическим путем из дешевой углеродистой стали.Thus, experience has confirmed the possibility of creating an abrasive tool with a working layer in which dendrites obtained electrolytically from cheap carbon steel can perform the cutting function.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016119725A RU2657669C2 (en) | 2016-05-20 | 2016-05-20 | Flat grinding wheel and method of its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016119725A RU2657669C2 (en) | 2016-05-20 | 2016-05-20 | Flat grinding wheel and method of its manufacture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016119725A RU2016119725A (en) | 2017-11-23 |
| RU2657669C2 true RU2657669C2 (en) | 2018-06-14 |
Family
ID=62620083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016119725A RU2657669C2 (en) | 2016-05-20 | 2016-05-20 | Flat grinding wheel and method of its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2657669C2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114918843A (en) * | 2022-06-17 | 2022-08-19 | 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 | High-precision electroplating diamond roller sanding device and method |
| CN117182721A (en) * | 2023-11-08 | 2023-12-08 | 包头市三合信息技术有限公司 | System and method for preparing dendrite detection sample by sanding and grinding |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1604591A1 (en) * | 1988-07-01 | 1990-11-07 | Предприятие П/Я А-7840 | Abrasive tool |
| EP1595645A1 (en) * | 2002-12-19 | 2005-11-16 | Kabushiki Kaisha Miyanaga | Diamonid disk |
| UA21252U (en) * | 2006-07-14 | 2007-03-15 | Univ Kirovohrad Nat Technical | Abrasive tool with galvanic fixing of grains for deep grinding by end of wheel |
| RU2460630C2 (en) * | 2007-12-12 | 2012-09-10 | Серафино ГИНЕЛЛИ | Abrasive tool |
-
2016
- 2016-05-20 RU RU2016119725A patent/RU2657669C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1604591A1 (en) * | 1988-07-01 | 1990-11-07 | Предприятие П/Я А-7840 | Abrasive tool |
| EP1595645A1 (en) * | 2002-12-19 | 2005-11-16 | Kabushiki Kaisha Miyanaga | Diamonid disk |
| UA21252U (en) * | 2006-07-14 | 2007-03-15 | Univ Kirovohrad Nat Technical | Abrasive tool with galvanic fixing of grains for deep grinding by end of wheel |
| RU2460630C2 (en) * | 2007-12-12 | 2012-09-10 | Серафино ГИНЕЛЛИ | Abrasive tool |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016119725A (en) | 2017-11-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105196196B (en) | A kind of plated diamond grinding wheel of grinding material sequential arrangement | |
| CA2773197A1 (en) | Electroplated super abrasive tools with the abrasive particles chemically bonded and deliberately placed, and methods for making the same | |
| RU2657669C2 (en) | Flat grinding wheel and method of its manufacture | |
| US20200070249A1 (en) | Method and apparatus for finishing complex and curved surfaces using a conformal approach for additively manufactured products and other parts, and the resultant products | |
| CN105154958A (en) | Method for preparing electroplated diamond grinding wheel with orderly arranged abrasive materials | |
| CN110744449A (en) | Diamond roller cavity curved surface machining method | |
| JP2522278B2 (en) | Electroformed thin blade grindstone | |
| CN101298122A (en) | Method for processing complex surface knife tool | |
| US3375181A (en) | Method of forming an abrasive surface including grinding and chemically dressing | |
| CN110340739B (en) | Metal smooth grinding method based on thermal control | |
| RU2398668C2 (en) | Method of hydraulic control valve repair | |
| CN105458945A (en) | Diamond flexible abrasive belt with equal-abrasion structure and manufacturing method of diamond flexible abrasive belt | |
| Wu et al. | ELID groove grinding of ball-bearing raceway and the accuracy durability of the grinding wheel | |
| CN105369328A (en) | Multi-layer suspended-electroplating abrasive dispensing method for coarse grained abrasive and electroplating device | |
| JPH10113878A (en) | Super abrasive grain wheel and its manufacturing method | |
| CN110695472A (en) | Cathode of movable template electrolytic grinding composite processing tool and method | |
| Arkhipov et al. | Determination of high-strength materials diamond grinding rational modes | |
| JP2005271127A (en) | Diamond dressing gear and manufacturing method thereof | |
| JPS6311279A (en) | Electrocast sharp-edged grindstone and manufacture thereof | |
| JPH01188266A (en) | Electrolytic dressing for electric conductive grindstone and device thereof | |
| JPH052291Y2 (en) | ||
| Yang et al. | Development of a Drum-Type Manufacturing Method for Electroplated Diamond Wire Tools | |
| US20210001421A1 (en) | Integrated polymer materials-special saw blade having diamond abrasive layer and processing method thereof | |
| Tawakoli et al. | Advanced Grinding | |
| Venkateswaran et al. | Review on optimum process parameters in electrochemical honing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180521 |