RU2313437C2

RU2313437C2 - Working surface of diamond wheel preparation method

Info

Publication number: RU2313437C2
Application number: RU2005139781/02A
Authority: RU
Inventors: Максим Александрович Шкадов (RU); Максим Александрович Шкадов; В чеслав Николаевич Абрамов (RU); Вячеслав Николаевич Абрамов; В чеслав Павлович Раевский (RU); Вячеслав Павлович Раевский; Геннадий Лукич Шевцов (RU); Геннадий Лукич Шевцов; Леонид Николаевич Барченков (RU); Леонид Николаевич Барченков; Сергей Валерьевич Прохоренков (RU); Сергей Валерьевич Прохоренков; Юрий Иванович Кутько (RU); Юрий Иванович Кутько
Original assignee: Открытое акционерное общество "Производственное объединение "Кристалл" (ОАО "ПО "Кристалл")
Priority date: 2005-12-19
Filing date: 2005-12-19
Publication date: 2007-12-27
Also published as: RU2005139781A

Abstract

FIELD: abrasive working processes and equipment, possibly working diamonds to brilliants.

SUBSTANCE: method comprises steps of preparing working surface of diamond wheel with shape 6A2 having diamond-metallic binder with diamond powder of fraction size 60/40 - 28/20 and with concentration 150 - 200%. Said wheel is made by powder metallurgy process. Diamond wheel is mounted on table secured to face grinding machine and driven to rotation at revolution number 60 - 80 rev/min. Working surface of diamond wheel is ground for forming sharp edges along perimeter of cut areas of each crystal of diamond powder and micro-shearing zones on working surface of diamond wheel with use of diamond wheel of 1F1 shape mounted in spindle of face grinding machine and rotating at revolution number 2000-3000 rev/min. Such wheel has glass-organic binder diamond bearing binder with diamond powder having fraction size 200/160 - 20/14 and concentration 150%. Both diamond wheels are cooled at grinding. In the result cutting properties and strength of diamond wheel 6A2 are enhanced during process of after-grinding diamond crystals.

EFFECT: lowered labor consumption, shortened time period for preparing working surface of wheel.

Description

Изобретение относится к области абразивной обработки сверхтвердых материалов и может использоваться при обработке алмазов в бриллианты.The invention relates to the field of abrasive processing of superhard materials and can be used in the processing of diamonds into diamonds.

Известен способ подготовки рабочей поверхности алмазного круга формы 6А2 (ограночный диск), применяемого для подшлифовки граней алмаза. [1]A known method of preparing the working surface of a diamond wheel of the form 6A2 (cutting disk) used to polish the edges of the diamond. [one]

Способ заключается в том, что алмазный круг формы 6А2, содержащий алмазометаллическую связку с алмазным порошком зернистостью 60/40-28/20 и концентрацией 150-200%, изготовленный методом порошковой металлургии, крепят на оправку-шпиндель и притирают (шлифуют) его рабочую поверхность на притирочном станке бронзовыми притирами.The method consists in the fact that a diamond wheel of form 6A2, containing a diamond-metal bond with diamond powder with a grain size of 60 / 40-28 / 20 and a concentration of 150-200%, made by powder metallurgy, is mounted on a spindle mandrel and its working surface is ground (ground) on lapping machine bronze lapping.

Притирочный диск диаметром 500 мм вращается с частотой 500 об/мин. Шпиндель с алмазным кругом формы 6А2 устанавливается в неподвижных центрах притирочного станка в горизонтальном положении параллельно оси притира. Абразив в виде смеси карбида кремния, зернистостью 125/100, с водой подается в зону шлифования. Вращающийся диск с притирами захватывает абразив со дна кожуха и подает его в зону притира рабочей поверхности алмазного круга. Продолжительность притирки зависит от состояния рабочей поверхности алмазного круга, т.к. при подшлифовке граней алмазных заготовок в автоматическом режиме на рабочей поверхности алмазных кругов формы 6А2 вырабатываются кольцевые канавки глубиной до 0,3 мм, то ее необходимо выравнивать. В результате притирки (шлифования) происходит выравнивание рабочей поверхности алмазного круга. При этом получают торцевое биение рабочей поверхности круга 6А2 менее 0,008 мм, а неплоскостность более 0,02 мм.The lapping disk with a diameter of 500 mm rotates at a frequency of 500 rpm. A spindle with a diamond wheel of form 6A2 is mounted in the stationary centers of the lapping machine in a horizontal position parallel to the axis of lapping. An abrasive in the form of a mixture of silicon carbide, grit 125/100, with water is fed into the grinding zone. A rotating disk with lapping captures the abrasive from the bottom of the casing and feeds it into the grinding zone of the working surface of the diamond wheel. The lapping time depends on the state of the working surface of the diamond wheel, because when grinding the faces of diamond billets in automatic mode, ring grooves with a depth of up to 0.3 mm are produced on the working surface of diamond wheels of form 6A2, it must be leveled. As a result of grinding (grinding), the working surface of the diamond wheel is leveled. In this case, an end beating of the working surface of the circle 6A2 is less than 0.008 mm, and non-flatness is more than 0.02 mm.

Недостатком данного способа является то, что притирочный диск шлифует металлическую связку вокруг зерен алмаза. В результате обнажения зерна алмазного порошка выпадают. На рабочей поверхности алмазного круга кристаллы алмазного порошка или вырваны, или вдавлены в металлическую связку. Площадки среза на кристаллах алмазного порошка, находящихся на рабочей поверхности, отсутствуют.The disadvantage of this method is that the grinding disk polishes the metal bond around the diamond grains. As a result of exposure, grains of diamond powder fall out. On the working surface of the diamond wheel, diamond powder crystals are either torn out or pressed into a metal bond. Cut sites on the crystals of diamond powder located on the working surface are absent.

Недостатком является и то, что алмазный круг и притирочный диск вращаются с одинаковой частотой вращения 500 об/мин.The disadvantage is that the diamond wheel and lapping disk rotate at the same speed of 500 rpm.

В результате такой обработки рабочая поверхность алмазного круга формы 6А2 не готова к работе, т.к. кристаллы алмазного порошка не имеют площадок среза и, как следствие, не имеют острых кромок по их периметру.As a result of such processing, the working surface of the diamond wheel of form 6A2 is not ready for operation, because Diamond powder crystals do not have cut sites and, as a result, do not have sharp edges around their perimeter.

Для того чтобы получить острые кромки по периметру площадок среза на кристаллах алмазного порошка зернистостью 60/40-28/20 после притирки с помощью синтетического балласа АСБ-15, или спека алмазного, или карандаша алмазного выполняют укатку зерен алмазного порошка на рабочей поверхности алмазного круга формы 6А2. Частота вращения алмазного круга составляет 3000-4000 об/мин. Частота вращения головки укатывающего приспособления составляет 16 об/мин. В результате этого алмазный круг является инструментом, а баллас АСБ-15, или спек алмазный, или карандаш алмазный является деталью и быстро изнашивается. [1]In order to obtain sharp edges along the perimeter of the cutting sites on crystals of diamond powder with a grain size of 60 / 40-28 / 20 after grinding using a synthetic ballast ASB-15, or sintered diamond, or a diamond pencil, grains of diamond powder are rolled on the working surface of the diamond shape wheel 6A2. The frequency of rotation of the diamond wheel is 3000-4000 rpm The rotational speed of the head of the rolling device is 16 rpm. As a result, the diamond wheel is a tool, and the ballast ASB-15, or sintered diamond, or a diamond pencil is a part and quickly wears out. [one]

Однако получение острых кромок при существующей централизованной укатке или подготовке на рабочем месте огранщика является довольно трудоемкой операцией и занимает несколько рабочих смен, что ставит под сомнение целесообразность использования на подшлифовке алмазных кругов с зернистостью порошка 60/40-28/20.However, obtaining sharp edges with the existing centralized rolling or preparation at the workplace of the cutter is a rather laborious operation and takes several work shifts, which casts doubt on the advisability of using diamond grinding wheels with a grain size of 60 / 40-28 / 20.

В то же время использование алмазных кругов формы 6А2 на металлической связке с зернистостью 60/40-28/20 обеспечивает подшлифовку алмазных заготовок в автоматическом режиме в течение 50-60 рабочих смен без переподготовки их рабочей поверхности.At the same time, the use of diamond wheels of the 6A2 form on a metal bond with a grain size of 60 / 40-28 / 20 ensures the grinding of diamond billets in automatic mode for 50-60 work shifts without retraining of their working surface.

Задачей изобретения является улучшение режущих свойств и повышение стойкости алмазного круга формы 6А2 в режиме подшлифовки кристаллов алмаза, а также снижение трудоемкости и времени подготовки рабочей поверхности алмазного круга формы 6А2.The objective of the invention is to improve the cutting properties and increase the durability of the diamond wheel form 6A2 in the mode of grinding diamond crystals, as well as reducing the complexity and time of preparation of the working surface of the diamond wheel form 6A2.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе подготовки рабочей поверхности алмазного круга формы 6А2, который включает шлифование рабочей поверхности, алмазный круг формы 6А2, содержащий алмазометаллическую связку с алмазным порошком зернистостью 60/40-28/20 и концентрацией 150-200%, изготовленный методом порошковой металлургии, закрепляют на столе, который устанавливают на плоскошлифовальный станок и приводят во вращение с частотой вращения 60-80 об/мин. Для получения острых кромок по периметру площадок среза на каждом кристалле алмазного порошка и микросколов, находящихся на рабочей поверхности алмазного круга формы 6А2, его шлифуют установленным на шпиндель плоскошлифовального станка и вращающимся с частотой вращения 2000-3000 об/мин алмазным кругом формы 1А1, содержащим стеклоорганическую алмазоносную связку с алмазным порошком зернистостью 200/160-20/14 и концентрацией 150%. Шлифование производят с охлаждением обоих кругов.The problem is achieved in that in the proposed method for preparing the working surface of the diamond wheel of form 6A2, which includes grinding the working surface, a diamond wheel of form 6A2 containing a diamond-metal bond with diamond powder with a grain size of 60 / 40-28 / 20 and a concentration of 150-200%, made powder metallurgy method, mounted on a table, which is installed on a surface grinding machine and put into rotation with a rotation speed of 60-80 rpm To obtain sharp edges around the perimeter of the cutting sites on each crystal of diamond powder and micro chips, located on the working surface of a diamond wheel of form 6A2, it is ground with a diamond grinding wheel of form 1A1 containing an organometallic glass rotating at a speed of 2000-3000 rpm and mounted on a spindle of a surface grinding machine diamondiferous binder with diamond powder with a grain size of 200 / 160-20 / 14 and a concentration of 150%. Grinding is carried out with cooling of both circles.

При таком способе подготовки рабочей поверхности алмазного круга зерна алмазного порошка в алмазном круге формы 1А1, закрепленные методом порошковой металлургии, срезают при шлифовании вершины зерен алмазного порошка, закрепленного на рабочей поверхности алмазного круга формы 6А2, и микросколов, получающихся при взаимодействии зерен алмазного порошка, находящихся на алмазных кругах 6А2 и 1А1. При шлифовании алмазным кругом 1А1 получают острые кромки по периметру площадок среза в каждом кристалле алмазного порошка и микросколов, находящихся на рабочих поверхностях алмазных кругов.With this method of preparing the working surface of the diamond wheel, the grains of diamond powder in the diamond wheel of form 1A1, fixed by powder metallurgy, are cut off when grinding the tops of the grains of diamond powder, mounted on the working surface of the diamond wheel of form 6A2, and the micro-chips obtained by the interaction of grains of diamond powder located on diamond wheels 6A2 and 1A1. When grinding with a diamond wheel 1A1, sharp edges are obtained along the perimeter of the cutting sites in each crystal of diamond powder and micro-chips located on the working surfaces of the diamond wheels.

Использование алмазного круга формы 1А1 с зернистостью алмазного порошка 200/160-20/14 и концентрацией 150% позволяет сохранить весь объем алмазного порошка зернистостью 60/40-28/20, содержащегося в алмазоносной связке алмазного круга формы 6А2.Using a diamond wheel of form 1A1 with a grain size of diamond powder of 200 / 160-20 / 14 and a concentration of 150% allows you to save the entire volume of diamond powder with a grain of 60 / 40-28 / 20 contained in a diamondiferous binder of a diamond wheel of form 6A2.

Подготовка рабочей поверхности алмазного круга формы 6А2 на плоскошлифовальном станке с использованием алмазного круга формы 1А1 с зернистостью 200/160-20/14, в отличие от притирочного станка и бронзовых притиров, приводит к значительному снижению трудоемкости и времени подготовки алмазного круга 6А2. Кроме того, при выравнивании рабочей поверхности получают неплоскостность менее 0,01 мм.Preparation of the working surface of the diamond wheel of form 6A2 on a surface grinding machine using a diamond wheel of form 1A1 with a grain size of 200 / 160-20 / 14, in contrast to the grinding machine and bronze lapping, leads to a significant reduction in the complexity and time of preparation of the diamond wheel 6A2. In addition, when leveling the working surface, a flatness of less than 0.01 mm is obtained.

Таким образом, достигается технический результат, заключающийся в том, что предлагаемый способ подготовки рабочей поверхности алмазных кругов формы 6А2 позволяет обеспечить их высокую режущую способность и стойкость между переподготовками, а также значительно снизить трудоемкость и время подготовки рабочей поверхности. Стойкость алмазных кругов формы 6А2 между переподготовками составляет 50-60 рабочих смен при подшлифовке алмазных заготовок в автоматическом режиме.Thus, the technical result is achieved, namely, that the proposed method for preparing the working surface of diamond wheels of form 6A2 allows for their high cutting ability and resistance between retraining, as well as significantly reduce the complexity and time of preparation of the working surface. The resistance of diamond wheels of form 6A2 between retraining is 50-60 work shifts when grinding diamond blanks in automatic mode.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.The proposed method is as follows.

Алмазный круг формы 6А2 диаметром 300-340 мм, содержащий алмазометаллическую связку с алмазным порошком зернистостью 60/40-28/20 и концентрацией 150-200%, изготовленный методом порошковой металлургии, закрепляют на столе. Стол в свою очередь устанавливают на плоскошлифовальный станок и приводят во вращение с частотой вращения 60-80 об/мин.A diamond wheel of form 6A2 with a diameter of 300-340 mm, containing a diamond-metal bond with diamond powder with a grain size of 60 / 40-28 / 20 and a concentration of 150-200%, made by powder metallurgy, is fixed on the table. The table, in turn, is mounted on a surface grinding machine and rotated at a speed of 60-80 rpm.

Алмазный круг формы 1А1 диаметром 200-250 мм, содержащий стеклоорганическую алмазоносную связку с алмазным порошком зернистостью 200/160-20/14 и концентрацией 150%, шириной алмазоносного слоя 10-20 мм устанавливают на шпиндель плоскошлифовального станка и приводят во вращение с частотой вращения 2000-3000 об/мин. Шлифование производят с охлаждением обоих кругов.A diamond wheel of form 1A1 with a diameter of 200-250 mm, containing a glass-organic diamond-bearing binder with diamond powder with a grain size of 200 / 160-20 / 14 and a concentration of 150%, a diamond-bearing layer 10-20 mm wide, is mounted on a surface grinding machine spindle and rotated at a speed of 2000 -3000 rpm. Grinding is carried out with cooling of both circles.

Оси вращения алмазных кругов форм 6А2 и 1А1 взаимно перпендикулярны. Алмазный круг формы 6А2 является деталью, т.к. частота его вращения составляет 60-80 об/мин, а алмазный круг формы 1А1 является инструментом, т.к. частота его вращения - 2000-3000 об/мин.The axis of rotation of the diamond wheels of forms 6A2 and 1A1 are mutually perpendicular. The diamond wheel of form 6A2 is a detail since its rotation frequency is 60-80 rpm, and the diamond wheel of the form 1A1 is a tool, because its rotation frequency is 2000-3000 rpm.

Шлифование рабочей поверхности алмазного круга 6А2 алмазным кругом 1А1 производят до полного выравнивания рабочей поверхности круга 6А2. При этом зерна алмазного порошка круга 1А1 срезают вершины зерен алмазного порошка, закрепленного на рабочей поверхности круга 6А2, и микросколов, которые получаются при взаимодействии зерен алмазного порошка кругов 6А2 и 1А1. В результате такой обработки получают площадки среза в каждом кристалле алмазного порошка и микросколов.Grinding the working surface of the diamond wheel 6A2 with a diamond wheel 1A1 is carried out until the working surface of the wheel 6A2 is completely aligned. In this case, the grains of the diamond powder of the circle 1A1 cut off the vertices of the grains of the diamond powder fixed on the working surface of the circle 6A2, and the micro chips, which are obtained by the interaction of the grains of the diamond powder of the circles 6A2 and 1A1. As a result of this treatment, cutting sites are obtained in each crystal of diamond powder and micro-chips.

Для окончательной обработки, т.е. для получения острых кромок по периметру площадок среза в каждом кристалле алмазного порошка и микросколов, находящихся на рабочей поверхности алмазного круга формы 6А2, его продолжают шлифовать алмазным кругом формы 1А1 в течение 0,5-1 часа.For finishing, i.e. to obtain sharp edges around the perimeter of the cutting sites in each crystal of diamond powder and micro-chips located on the working surface of the diamond wheel of form 6A2, it is continued to grind with a diamond wheel of form 1A1 for 0.5-1 hours.

Источники информацииInformation sources

1. В.И.Епифанов, А.Е.Песина, Л.В.Зыков. Технология обработки алмазов в бриллианты. - М.: Высшая школа, 1987, с.214, 220-222.1. V.I. Epifanov, A.E. Pesina, L.V. Zykov. Technology for processing diamonds into diamonds. - M.: Higher School, 1987, p. 214, 220-222.

2. Э.Д.Кизиков, Е.Б.Верник, Н.С.Кошевой. Алмазно-металлические композиции. - М.: Техника, 1988.2. E. D. Kizikov, E. B. Vernik, N. S. Kosheva. Diamond-metal compositions. - M .: Technique, 1988.

Claims

A method of preparing a working surface of a diamond wheel of form 6A2, containing a diamond-metal bond with diamond powder with a grain size of 60 / 40-28 / 20 and a concentration of 150-200% and made by powder metallurgy, comprising grinding the working surface of a diamond wheel, characterized in that the diamond wheel is fixed on table, which is installed on a surface grinding machine and put into rotation with a rotation speed of 60-80 rpm, and grinding the working surface of the diamond wheel is carried out with sharp edges around the perimeter cutting sites on each diamond powder crystal and micro-chips located on the working surface of the diamond wheel, by means of a surface grinding machine mounted on the spindle and rotating with a rotation speed of 2000-3000 rpm, a diamond wheel of the 1A1 form, containing a glass-organic diamond-bearing binder with diamond powder with a grain size of 200/160 -20/14 and a concentration of 150%, while the above grinding is carried out with the cooling of both diamond wheels.