Способ производства абразивного инструмента

 

Изобретение относится к абразивной промышленности и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных кругов на вулканитовой связке. Способ производства абразивного инструмента включает приготовление абразивной вулканитовой смеси и прокатку ее в пластины. После вырубки из них кольцевых заготовок и сборки их в пакет осуществляют предварительное и окончательное прессование. Затем производят предварительную механическую обработку, вулканизацию и окончательную механическую обработку заготовок. При этом предварительную механическую обработку выполняют на величину П+(ΔD_з-ΔD_к), где П - припуск на наружный диаметр прессованной заготовки; ΔD_з - поле допусков на наружный диаметр прессованной заготовки; ΔD_к - поле допусков на наружный диаметр готового круга. Такие действия обеспечивают экономию исходной смеси 5 - 9% и снижение трудоемкости окончательной обточки заготовок кругов в 5 - 6 раз.

Изобретение относится к абразивной промышленности, а именно к производству преимущественно крупногабаритных кругов на вулканитовой связке.

Известен способ производства абразивного инструмента на вулканитовой связке, включающий прокатку вулканитовой смеси в пластины, вырубку из пластин колец, которые собирают в пакет на стержне с нижней плитой пресс-формы, предварительное уплотнение пакета, получение из этого пакета заготовки абразивного круга прессованием в пресс-форме [1].

Предварительное уплотнение пакета вне пресс-формы позволяет удалить воздух с поверхностей контакта колец и тем самым значительно повысить выход годной продукции за счет снижения брака готовых кругов по расслоям. Несколько снижается трудоемкость производства кругов, поскольку не выполняются операции до обнаружения брака по расслоям после механической обработки.

Существенными недостатками известного способа являются все же недостаточно высокий выход годной продукции из исходной вулканитовой смеси и высокая трудоемкость операций механической обработки заготовок абразивных кругов после их вулканизации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ производства абразивного инструмента (крупногабаритных шлифовальных и полировальных кругов) на вулканитовой связке наружным диаметром преимущественно 80-600 мм и высотой преимущественно 50-275 мм, включающий приготовление абразивной смеси, прокатку из нее пластин, вырубку из пластин колец, набор из 6-23 колец пакетов, прессование из пакетов заготовок абразивных кругов, их вулканизацию и механическую обработку для получения шлифовальных и полировальных кругов заданных размеров [2].

Недостатками данного способа являются малый выход годной продукции из исходной абразивной смеси и высокая трудоемкость операций производства кругов и механической обработки заготовок абразивных кругов после их вулканизации. Малый выход годной продукции обусловлен большим процентом брака кругов по расслоям в плоскостях контакта колец.

Недостаточно высокий выход годных крупногабаритных шлифовальных и полировальных кругов из исходной вулканитовой смеси обусловлен высоким припуском, прежде всего, по наружному диаметру заготовок кругов после окончательного прессования, который приходится удалять механической обточкой заготовок после вулканизации с помощью алмазного инструмента.

Согласно стандартам предприятий абразивной промышленности на наружный диаметр всех прессованных заготовок назначается припуск. Этот припуск обусловлен низким качеством кромок колец после операции их безматричной вырубки. Этот припуск достигает 10% от номинального диаметра готового круга. Допуск на наружный диаметр прессованных заготовок также велик и его минимальное значение составляет ±2 мм. При вулканизации заготовок, выполняемой под нагрузкой, их наружный диаметр в зависимости от исходных размеров увеличивается не менее чем на 1% от номинального диаметра круга. Например, при допускаемых отклонениях диаметров готовых кругов (80±1,2) мм и (600±2,5) мм (класс точности АА по ГОСТ 2424-83) снимаемый при обточке заготовок по наружному диаметру слой материала на кругах диаметром 80 мм достигает 33%, а на кругах диаметром 600 мм - 24%. Т.е. в среднем безвозвратные потери материала кругов при обточке достигают 28,5%.

Высокая трудоемкость механической обработки заготовок после вулканизации объясняется тем, что обтачивать надо абразивный инструмент. Поэтому даже при использовании алмазного режущего инструмента подачи и скорости обработки очень низки, т.е. трудоемкость обработки высока. Высока стоимость режущего инструмента, а стало быть высока и себестоимость операции механической обработки.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение выхода годной продукции из исходной смеси и снижение трудоемкости механической обработки заготовок после вулканизации.

Поставленная задача достигается тем, что в способе производства абразивного инструмента на вулканитовой связке, включающем прокатку вулканитовой смеси в пластины, вырубку из пластин колец, которые собирают в пакет, предварительное уплотнение и окончательное прессование в пресс-форме, вулканизацию заготовки и последующую механическую обработку, согласно изобретению заготовку после прессования предварительно обтачивают по наружному диаметру на величину П+(ΔD_з-ΔD_к), где П - припуск на наружный диаметр прессованной заготовки; ΔD_з - поле допусков на наружный диаметр прессованной заготовки; ΔD_к - поле допусков на наружный диаметр готового круга.

То, что "сырую" заготовку после прессования перед вулканизацией предварительно обтачивают, позволяет вторично использовать "стружку" как добавку к исходной смеси, что увеличивает выход годного. Кроме того, выход годного может быть увеличен за счет вторичного использования в исходной смеси самой обтачиваемой заготовки, если на ней обнаружены после обточки дефекты в виде расслоев.

Значение предварительной обточки, выполняемой инструментом из обычной инструментальной стали, менее П+(ΔD_з-ΔD_к), увеличивает трудоемкость окончательной обточки, выполняемый с помощью алмазного инструмента и повышает себестоимость этой операции.

Значение предварительной обточки более П+(ΔD_з-ΔD_к) может привести к невозможности получения готовых кругов с плюсовыми допусками по наружному диаметру.

Окончательная обточка необходима как для получения заданных нормативной документацией размеров абразивного круга, так и для получения его правильной геометрической формы, поскольку заготовка после вулканизации получает некоторую бочкообразность по наружному диаметру.

Способ осуществляется следующим образом.

После прокатки вулканитовой абразивной смеси с добавкой "стружки", полученной предварительной обточкой "сырых" заготовок, в пластины, вырубки из пластин колец, сборки их на стержне с нижней плитой пресс-формы, предварительного без пресс-формы и окончательного уплотнения с помощью верхней плиты в пресс-форме заготовку извлекают из пресс-формы вместе со стержнем, закрепленным на нижней плите, подвижной верхней плитой и устанавливают на токарный станок. Перед началом обточки с помощью верхней плиты заготовку зажимают специальным устройством. Механическую обточку ведут с помощью обычного режущего инструмента из инструментальных (высокоуглеродистых) сталей с большими подачами и скоростями резания. Трудоемкость предварительной обточки "сырых" заготовок в 5 - 10 раз ниже трудоемкости окончательной обточки заготовок кругов после вулканизации и экологически безопасна. Режущий инструмент также в 100 раз дешевле алмазного инструмента.

Согласно предлагаемому способу на оборудовании АО "Росси" (г. Челябинск) было изготовлено 90 шлифовальных кругов типа 1 (прямого профиля) номинальными диаметрами 250 (30 шт.), 350 (30 шт.) и 500 мм (30 шт.) высотой 200 мм и диаметром отверстия 127 мм.

Согласно стандарту предприятия (АО "Росси") припуск после окончательного прессования заготовок кругов указанных диаметров в новых пресс-формах составил 7 мм, полюсовой допуск на все заготовки составил 2 мм. Таким образом, П = 7 мм, ΔD_з = 4 мм с учетом минусового допуска, равного 2 мм.

Согласно ГОСТ 2424-83 ΔD_к = 3 мм для кругов номинальным диаметром D_н = 250 мм, ΔD_к = 4 мм для кругов D_н = 350 мм и ΔD_к = 4 мм для кругов D_н = 500 мм.

Предварительная обточка составила для кругов D_н = 250 мм - 8 мм, D_н = 350 мм - 7 мм, D_н = 500 мм - 7 мм.

Удаленный предварительной обточкой материал в виде "стружки" по своим свойствам не отличается от исходной смеси и поэтому добавляется в смесь при ее приготовлении. Полезное использование исходной смеси за счет этого возрастает на 5 - 9%, трудоемкость операции окончательной обточки снижается в 5 раз.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки 1. Патент РФ N 2096166, B 24 D 18/00, 1997.

2. Технологические инструкции по изготовлению вулканитовых и гибких полировальных кругов. - Челябинск: Южно-Уральский ЦНТИ, 1970, с.32-77.

Формула изобретения

Способ производства абразивного инструмента, при котором вулканитовую абразивную смесь прокатывают в пластины, вырубают из пластин кольцевые заготовки, собирают их в пакет, который предварительно уплотняют и окончательно прессуют в пресс-форме, после чего полученную заготовку круга вулканизируют и механически обрабатывают, отличающийся тем, что перед вулканизацией заготовку предварительно обтачивают по наружному диаметру на величину П+(ΔD_з-ΔD_к), где П - припуск на наружный диаметр прессованной заготовки; ΔD_з - поле допуска на наружный диаметр прессованной заготовки; ΔD_к - поле допуска на наружный диаметр готового круга.