RU2068335C1

RU2068335C1 - Method of manufacturing abrasive tool

Info

Publication number: RU2068335C1
Application number: RU93042084A
Authority: RU
Inventors: Ю.И. Андропов; А.С. Зибров; В.И. Осипенков
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт природных, синтетических алмазов и инструмента
Priority date: 1993-08-24
Filing date: 1993-08-24
Publication date: 1996-10-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: abrasive containing mass is preliminary shrunk on blanks of the housing. On two of the blanks the mass is shrank asymmetrically with respect to the plane of symmetry of the blank that passes through the middle of its width. The blanks are then set in a mould so that the blanks with the asymmetric layer are at the edges of the working part. The side with greater overhanging of the layer over the plane of the housing blank faces outside. The shrinkage is carried out up to the stop that is a housing blank. EFFECT: simplified method. 3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области производства абразивного инструмента, у которого рабочая часть состоит из слоев различной характеристики. В качестве абразивного материала может быть использован любой известный абразив: окись алюминия, карбид кремния, карбид бора, алмаз, кубический нитрид бора и др. The invention relates to the production of abrasive tools, in which the working part consists of layers of various characteristics. Any known abrasive can be used as an abrasive material: aluminum oxide, silicon carbide, boron carbide, diamond, cubic boron nitride, etc.

Известен способ заготовления сегментов к отрезной пиле, при котором в пресс-форму последовательно засыпают абразивные массы, отличающиеся по составу, каждую массу после ее засыпки прессуют пуансоном, размер которого соответствуют данному слою, а затем весь слой подвергают горячему прессованию (патент США N 3298806, кл. 51-293, 1961). There is a method of preparing segments for a cutting saw, in which abrasive masses of different composition are successively poured into the mold, each mass after filling is pressed with a punch, the size of which corresponds to this layer, and then the entire layer is subjected to hot pressing (US patent N 3298806, C. 51-293, 1961).

В известном способе прессование слоев производится как бы в радиальном направлении, т. е. в направлении по радиусу сегмента, который затем будет соединен с корпусом этой радиусной поверхностью. In the known method, the pressing of the layers is performed as if in a radial direction, i.e., in the direction along the radius of the segment, which will then be connected to the housing by this radius surface.

Для способа, при котором алмазоносную массу напрессовывают на корпус, такое прессование неприемлемо. For the method in which the diamondiferous mass is pressed onto the body, such pressing is unacceptable.

Известен способ изготовления абразивного отрезного круга, у которого рабочий слой выполнен в виде состоящих из отдельных слоев различной характеристики сегментов, закрепленных на корпусе, заключающийся в том, что для изготовления сегментов прессуют заготовки из абразивных масс, отличающихся по составу, собирают заготовки в пакет в требуемой последовательности, пакет подвергают горячему прессованию и полученные сегменты соединяют с корпусом (патент США N 3203774, кл. 51-293, 1959). A known method of manufacturing an abrasive cutting wheel, in which the working layer is made in the form of segments consisting of separate layers of different characteristics, mounted on the housing, which consists in the fact that for the manufacture of segments pressed workpieces from abrasive masses that differ in composition, assemble the workpieces into a package in the required sequence, the package is subjected to hot pressing and the resulting segments are connected to the housing (US patent N 3203774, CL 51-293, 1959).

Этот способ предусматривает предварительное изготовление рабочего слоя в виде сегментов и крепление этих сегментов на корпусе круга. Однако известно, что операция соединения сегментов с корпусом является достаточно трудоемкой и имеет множество отрицательных моментов, связанных с нагревом места соединения, доводкой инструмента после пайки. This method provides for the preliminary manufacture of the working layer in the form of segments and the fastening of these segments on the body of the circle. However, it is known that the operation of connecting the segments with the housing is quite time-consuming and has many negative aspects associated with heating the junction, finishing the tool after soldering.

Известен способ изготовления отрезного круга, при котором для корпуса круга берут две заготовки и соединяют их друг с другом пайкой, сваркой и т. п. и к готовому корпусу присоединяют алмазные сегменты (патент США N 4867025, кл. В 23 D 61/00, 1982). Корпус делается сборным для уменьшения шума и вибраций. В патенте не предусматривается изготовление слоеной режущей части и по существу используется технология, аналогичная патенту США N 3203774: изготовление корпуса, сегментов и соединение этих элементов любым известным способом. A known method of manufacturing a cutting wheel, in which two parts are taken for the wheel body and connected to each other by soldering, welding, etc., and diamond segments are attached to the finished body (US patent N 4867025, CL 23 D 61/00, 1982). The housing is prefabricated to reduce noise and vibration. The patent does not provide for the manufacture of a flaky cutting part and essentially uses a technology similar to US patent N 3203774: the manufacture of the body, segments and the connection of these elements in any known manner.

В качестве прототипа взят способ изготовления отрезного круга, описанный в патенте США N 4982720, кл. 125-15, 1989. As a prototype taken the method of manufacturing a cutting wheel described in US patent N 4982720, CL. 125-15, 1989.

Способ заключается в том, что берут две предварительно спрессованные заготовки рабочего слоя, размещают их в пресс-форме, туда же помещают две заготовки для корпуса, после чего подвергают сборку горячему прессованию. The method consists in taking two pre-pressed blanks of the working layer, placing them in a mold, placing two blanks for the housing in the same place, after which the assembly is subjected to hot pressing.

Недостаток способа, по мнению авторов, заключается в том, что после холодного прессования сформованные слои недостаточно прочные и при их выемке из одной прессформы (а это производится вручную: слой берут руками или каким-либо приспособлением) и перекладывании в другую происходят частые поломки самого слоя. The disadvantage of the method, according to the authors, is that after cold pressing, the formed layers are not strong enough and when they are removed from one mold (and this is done manually: the layer is taken with your hands or some other device) and shifting to another, frequent breakdowns of the layer itself .

Целью изобретения является создание способа, который позволил бы уменьшить количество поломок слоя и, соответственно, упростить способ изготовления инструмента. The aim of the invention is to provide a method that would reduce the number of breakdowns of the layer and, accordingly, simplify the method of manufacturing the tool.

Другой целью изобретения является улучшение соединения слоев с корпусом. Another objective of the invention is to improve the connection of the layers with the housing.

Заявляемый способ, включающий прессование из абразивосодержащих масс слоев для рабочей части, размещение их в пресс-форме, помещение в пресс-форму заготовок для корпуса и горячее прессование всей сборки, отличается тем, что берут абразивосодержащие массы разных составов, предварительно напрессовывают массы на заготовки корпуса, при этом на две заготовки корпуса напрессовывают абразивосодержащую массу несимметрично относительно плоскости симметрии заготовки корпуса, проходящей через середину ее толщины, и помещают полученные заготовки в пресс-форму таким образом, чтобы заготовки с несимметрично расположенными слоями располагались по краям рабочей части наружу стороной с большим нависанием слоя над плоскостью заготовки корпуса и проводят горячее прессование до упора, в качестве которого служат заготовки корпуса инструмента. Предварительное напрессовывание абразивосодержащих слоев на заготовки корпуса позволяет уменьшить количество поломок слоев, т.к. при всех действиях с заготовками последние берут не за слой, а за корпус, сохраняя целостность слоя. Улучшается соединение слоев с корпусом, так как каждый слой уже предварительно достаточно прочно соединен при холодном прессовании со своим корпусом, и при горячем прессовании происходит дополнительное уплотнение массы и приваривание ее к корпусу. Кроме того, горячее прессование в заявленном способе осуществляется до упора, в качестве которого служат заготовки корпуса инструмента, а это позволяет при прессовании привести их в плотный контакт, подвергнуть дополнительной деформации, после которой практически не требуется дополнительная обработка корпуса, например, рихтовка. Для того, чтобы корпус деформировался, заготовки изготавливают из малоуглеродистой стали и, благодаря тому, что таких заготовок несколько, корпус получает достаточную прочность и жесткость и в то же время имеет невысокую стоимость. The inventive method, comprising pressing from abrasive masses of the layers for the working part, placing them in the mold, placing blanks for the body into the mold and hot pressing of the entire assembly, differs in that they take abrasive masses of different compositions, prepress the masses onto the body blanks while an abrasive-containing mass is pressed asymmetrically on two shell blanks relative to the plane of symmetry of the shell blank passing through the middle of its thickness, and the resulting blank is placed ki into the mold so that the workpieces with asymmetrically located layers are located on the edges of the working part outward side with a large overhang of the layer above the plane of the workpiece housing and carry out hot pressing to the stop, which are the workpiece tool case. Pre-pressing the abrasive-containing layers onto the workpieces of the housing allows to reduce the number of layer breakdowns, as in all operations with blanks, the latter are taken not by the layer, but by the body, while maintaining the integrity of the layer. The connection of the layers with the casing is improved, since each layer is previously sufficiently firmly connected during cold pressing to its casing, and during hot pressing, additional mass compaction and its welding to the casing takes place. In addition, hot pressing in the inventive method is carried out to the stop, which are the blanks of the tool body, and this allows pressing to bring them into tight contact, to subject them to additional deformation, after which additional processing of the body is practically not required, for example, straightening. In order for the body to deform, the preforms are made of mild steel and, due to the fact that there are several such preforms, the body receives sufficient strength and rigidity and at the same time has a low cost.

Способ поясняется фиг. 1-6:
на фиг. 1 3 показаны заготовки для круга, состоящие из заготовок корпуса с напрессованным на них абразивосодержащим слоем;
на фиг. 4 пресс-форма в сборе: слева до прессования, справа после прессования;
на фиг. 5 готовый круг, рабочая часть которого состоит из трех слоев;
на фиг. 6 готовый круг, рабочая часть которого состоит из двух слоев.The method is illustrated in FIG. 1-6:
in FIG. 1 to 3 show blanks for a circle consisting of blanks of a body with an abrasive-containing layer pressed onto them;
in FIG. 4 mold assembly: left before pressing, right after pressing;
in FIG. 5 finished circle, the working part of which consists of three layers;
in FIG. 6 finished circle, the working part of which consists of two layers.

Способ поясняется на примере изготовления дисковой пилы. The method is illustrated by the example of manufacturing a circular saw.

Берут три дисковые заготовки 1 для корпуса и на каждую заготовку напрессовывают абразивосодержащую массу для получения слоя для рабочей части. На одну из заготовок корпуса напрессовывают массу так, чтобы слой 2 над плоскостью заготовки корпуса 3 с левой стороны имел бы большее нависание, чем над плоскостью 4 с правой стороны. С правой стороны абразивосодержащий слой может быть выполнен вровень с плоскостью корпуса, как показано на фиг. 1. Three disk blanks 1 for the housing are taken and an abrasive-containing mass is pressed onto each blank to obtain a layer for the working part. A mass is pressed onto one of the housing blanks so that the layer 2 over the plane of the housing blank 3 on the left side has a greater overhang than over the plane 4 on the right side. On the right side, the abrasive layer may be flush with the plane of the body, as shown in FIG. 1.

Вторую заготовку делают таким образом, чтобы слой 5 был симметричен относительно плоскостей 3 и 4 заготовок корпуса, т. е. слой может иметь либо одинаковое нависание над этими плоскостями заготовки корпуса, либо может быть выполнен вровень с этими плоскостями. The second blank is made in such a way that layer 5 is symmetrical with respect to the planes 3 and 4 of the shell blanks, i.e., the layer may either overlap over these planes of the shell blank or can be made flush with these planes.

Третью заготовку изготавливают аналогично первой, но нависание слоя 6 делают с правой стороны заготовки корпуса. The third workpiece is made similarly to the first, but the overhang of the layer 6 is done on the right side of the body workpiece.

Для изготовления рабочих слоев берут три абразивосодержащие массы, из которых две массы для изготовления слоев 2 и 6 имеют одинаковый состав, а третья для изготовления слоя 5 отличается по составу от первых двух. Например, в третью массу можно ввести хрупкий наполнитель для того, чтобы при работе круга средний слой имел бы опережающий износ. For the manufacture of working layers take three abrasive-containing masses, of which two masses for the manufacture of layers 2 and 6 have the same composition, and the third for the manufacture of layer 5 differs in composition from the first two. For example, a brittle filler can be introduced into the third mass so that during the work of the circle the middle layer would have anticipated wear.

Холодное прессование всех трех заготовок для инструмента осуществляют в обычной пресс-форме, в которую вначале закладывают заготовку корпуса пилы, затем абразивонесущую массу соответствующего состава, брикетируют массу в слой, а затем, используя заготовку корпуса, вынимают полученную заготовку инструмента из прессформы холодного прессования и помещают ее в пресс-форму горячего прессования. Аналогично поступают со второй и третьей заготовками. The cold pressing of all three workpieces for the tool is carried out in a conventional mold, in which the workpiece of the saw body is first laid, then the abrasive bearing mass of the appropriate composition, the mass is briquetted into the layer, and then, using the body workpiece, the resulting tool workpiece is removed from the cold pressing mold and placed its into a hot-pressing mold. Do the same with the second and third blanks.

Пресс-форма для горячего прессования содержит матрицу 7 и два пуансона: нижний 8 и верхний 9. Рабочие поверхности пуансонов имеют две ступени 10 и 11. В пресс-форму на нижний пуансон вначале укладывают заготовку со слоем 2 нависанием вниз-наружу так, чтобы нависание слоя над плоскостью заготовки корпуса располагалось на ступени 10, а заготовка корпуса на ступени 11 с зазором 12. Затем в пресс-форму помещают заготовку с симметричным слоем 5 и затем со слоем 6. Последнюю заготовку помещают нависанием слоя вверх-наружу аналогично первой так, чтобы ступень 10 верхнего пуансона после его введения в пресс-форму касалась бы слоя, а ступень 11 находилась над плоскостью заготовки корпуса, образуя зазор 12. Собранную пресс-форму помещают на рабочую плиту пресса и абразивонесущие слои подвергают горячему прессованию. Прессование проводят по способу до упора, и в качестве упора служат заготовки корпуса, т. е. прессование заканчивается тогда, когда верхний и нижний пуансоны войдут в контакт с заготовками корпуса, последние получат некоторую деформацию и движение пуансонов прекратится. Слева на фиг. 4 показана пресс-форма до прессования рабочей части круга, справа после прессования. Затем готовый круг извлекают из пресс-формы и при необходимости подвергают механической обработке. При сборке пакета между заготовками корпусов может быть проложен материал припоя, тогда в процессе горячего прессования произойдет их припаивание. Либо заготовки корпусов в собранном пакете приваривают между собой известным способом: контактной сваркой, лазером, электроннолучевым способом и т.п. В готовом виде круг содержит корпус 13, состоящий из заготовок 1 и рабочей части 14, содержащей три слоя. Слой, расположенный в середине, имеет состав, позволяющий при работе круга иметь опережающий износ, в результате чего рабочая часть по периферии будет иметь вогнутую форму. Средний слой может быть изготовлен и более прочным. В этом случае периферия круга в процессе работы приобретет выпуклую форму. На фиг.6 показан вариант круга, рабочая часть которого и, соответственно корпус, состоят из двух слоев. Такой круг может быть использован, например, для шлифования. Для корпуса изготавливаемого дискового отрезного круга была использована малоуглеродистая сталь 08КП. Этот материал хорошо поддается выравниванию при горячем прессовании, имеет малую деформацию при тепловой обработке, а в готовом виде корпус имеет высокую жесткость, благодаря своей сборной конструкции. The mold for hot pressing contains a matrix 7 and two punches: the lower 8 and the upper 9. The working surfaces of the punches have two steps 10 and 11. In the mold on the lower punch, the workpiece is first laid with a layer 2 overhanging up and down so that the overhang layer above the plane of the workpiece blank was located at step 10, and the workpiece blank at step 11 with a gap of 12. Then, a blank with a symmetrical layer 5 and then with layer 6 is placed in the mold. The last blank is placed overhanging the layer up and out similarly to the first so that stupa Hb upper punch 10 after its introduction into the mold to the layer concerned, and the step 11 is above the plane of the blank body, forming gap 12. The assembled mold is placed on the operation plate and press abrazivonesuschie layers were subjected to hot pressing. The pressing is carried out according to the method to the stop, and the body blanks are used as the stop, i.e., the pressing ends when the upper and lower punches come into contact with the body blanks, the latter receive some deformation and the movement of the punches stops. On the left in FIG. 4 shows the mold before pressing the working part of the wheel, to the right after pressing. Then the finished circle is removed from the mold and, if necessary, subjected to mechanical processing. When assembling the bag between the workpieces of the cases, solder material can be laid, then in the process of hot pressing they will be soldered. Or the case blanks in the assembled bag are welded together in a known manner: by resistance welding, laser, electron beam method, etc. In its finished form, the circle contains a housing 13, consisting of blanks 1 and a working part 14 containing three layers. The layer located in the middle has a composition that allows the work of the circle to have advanced wear, as a result of which the working part along the periphery will have a concave shape. The middle layer can be made and more durable. In this case, the periphery of the circle in the process of acquiring a convex shape. Figure 6 shows a variant of the circle, the working part of which and, accordingly, the housing, consist of two layers. Such a wheel can be used, for example, for grinding. For the body of the manufactured disk cutting disc, low-carbon steel 08KP was used. This material lends itself well to alignment during hot pressing, has little deformation during heat treatment, and when finished, the body has high rigidity due to its prefabricated design.

Claims

1. A method of manufacturing an abrasive tool, in which the individual layers are pressed from the abrasive masses in a mold and connected by hot pressing to each other and to the tool body composed of at least two blanks, characterized in that the pressing process of each of the abrasive layers they are produced with their simultaneous connection with individual shell blanks, while the layers are pressed from the condition of their protrusion over one of the end planes of the shell blank, the obtained blanks with abrasive-bearing layers they are placed in the mold so that the protruding sides of the abrasive layer are facing the punches of the mold, and hot pressing is carried out until it stops in the workpiece body.

2. The method according to claim 1, characterized in that at least one blank of the tool body is taken and the abrasive-bearing layer is pressed and simultaneously connected to it to ensure the location of the end planes of the layer in the end planes of the workpiece, after which the resulting workpiece is placed between two workpieces with protruding abrasive layers.

3. The method according to PP. 1 and 2, characterized in that for pressing the working parts of the tool and connecting them to the blanks of the tool body take abrasive masses of different characteristics.