Алмазные шлифовальные круги

Алмазные шлифовальные круги  применяются при выравнивании стен, пола или потолка, обработке торцов и фасок и т. п. Они состоят  из корпуса и рабочего алмазоносного  слоя. Корпуса изготавливается из металла (стали или алюминиевых  сплавов) или полимера. Алмазоносный слой включает в себя алмазный порошок, связку и наполнитель. В настоящее  время выпускаются три вида кругов — на металлических, органических и  керамических связках. Алмазные шлифовальные круги на металлических связках  отличаются повышенной прочностью и  теплостойкостью, значительным сроком службы, хорошо сохраняют свою геометрическую форму, но при большом объеме работ  быстро засаливаются и требуют частой правки. Эти круги применяются  для предварительной обработки, когда требуется убрать значительный объем материала. При работе алмазными  кругами на металлической связке применение охлаждения обязательно. Алмазные шлифовальные круги на органических связках предназначены для окончательной  обработки поверхности (доводки). Эти  круги отличаются большей производительностью  и почти не засаливаются, но по сравнению  с кругами на металлической связке расход алмаза на единицу веса снятого  материала в 3 раза выше. Кругами  на органической связке можно работать без охлаждения, однако при этом увеличивается их износ.

 

Одна из важнейших характеристик  алмазного шлифовального круга  — степень концентрации алмазов, т. е. количество алмазного зерна  в 1 мм3 алмазоносного слоя. Алмазные круги выпускаются с 25%, 50% и 100% концентрацией. За 100% концентрацию принято считать 0,878 мг/мм3, что соответствует 4,39 карата в 1 см3 алмазоносного слоя. При 100% концентрации алмазные зерна в кругах, независимо от материала связки, занимают по объему 25% алмазоносного слоя, остальные 75% — связка и наполнитель. Круги  с 100% концентрацией характеризуются  наивысшей производительностью, они  используются при жестких режимах  работы. Для большинства остальных  работ применяются круги 50% концентрацией. Круги пониженной концентрации (25%) используются на операциях доводки  вручную.

 

Алмазные шлифовальные круги  изготавливают не только на различных  связках и с различной степенью концентрации алмазов, но и различными по форме, размерам, ширине алмазного кольца и зернистости. Форма шлифовальных кругов выбирается применительно к конкретной операции. Различают: плоские шлифовальные круги прямого профиля; плоские шлифовальные круги с двухсторонним коническим профилем; шлифовальные круги с полукругло-выпуклым профилем; чашечные конические шлифовальные круги; тарельчатые шлифовальные круги. Ширина алмазоносного кольца определяется характером работы круга (на проход или врезанием). При работе на проход следует применять круги с широкими рабочими поверхностями, а при работе методом врезания — круги с рабочей частью, не превышающей высоты обрабатываемой детали. Зернистость алмазных инструментов выбирают в зависимости от требований к качеству обрабатываемой поверхности.

 

 

 

 

Номер патента:  2087294

Класс(ы) патента:  B24D5/06

Номер заявки:  94014826/02

Дата подачи заявки:  21.04.1994

Дата публикации:  20.08.1997

Заявитель(и):  Ларенцев Юрий Григорьевич; Благовещенский Александр Владимирович

Автор(ы):  Ларенцев Ю.Г.

Патентообладатель(и):  Ларенцев Юрий Григорьевич; Благовещенский Александр Владимирович

Описание изобретения:  Изобретение относится к изготовлению алмазного инструмента, в частности, к созданию крупногабаритных сборных алмазных и шлифовальных кругов форм 1А1, 1U1 диаметром 500-900 мм и более, шириной 12-150 мм на металлических связках, предназначенных для обработки коренных и шатунных шеек коленвалов, шлифования валков прокатных станов и других специальных деталей.

Известен способ изготовления сборных алмазных кругов, включающих изготовление алмазонесущих брусков, выполнение на них путем совместной обработки посадочных мест, закрепление на их периферии корпуса круга и последующую правку.

Наиболее трудоемкой операцией  изготовления кругов является изготовление алмазонесущих брусков, ограниченное существующим уровнем техники и развитием технологий. Это ограничение связано с тем, что изготовление алмазонесущих колец большого диаметра (500-900 мм и более) технически малоосуществимо из-за невысокой стойкости пресс-форм, т.к. усилия при прессовании и температура режимов изготовления велики и существующие материалы, используемые для пресс-формы, не обеспечивают изготовления даже единичной продукции. Изготовление отдельных сегментов круга также связано с проблемой стойкости пресс-форм, т. к. количество сегментов на кругах большого диаметра достаточно велико и стойкость одной пресс-формы не обеспечивает изготовление алмазонесущих сегментов даже для одного сборного круга большого диаметра. Следующей по трудоемкости операцией является выполнение посадочных мест на брусках. В любом случае требуется их совместная обработка в специальных приспособлениях. Кроме того, организация производства алмазных кругов требует больших производственных площадей.

По этим причинам производство алмазных кругов большого диаметра является весьма трудоемким, а следовательно невыгодным с экономической точки зрения, хотя потребность в таком инструменте весьма высока.

Известна типовая конструкция  сборного абразивного круга с  установленными на периферии корпуса  абразивными брусками. Крепление  брусков осуществляется с использованием рельефных посадочных мест и болто-крепежа.

Конструкция круга проста и оптимальна. Однако себестоимость  круга, где вместо абразивных брусков  используются алмазонесущие, резко возрастает, что связано со сложностью изготовления индивидуальных алмазонесущих брусков с посадочными местами.

Известен сборный алмазный круг большого диаметра, содержащий корпус, установленные в виде секторов кольца, рабочая поверхность которых  составляет рабочую поверхность  круга, и элементы крепления: кольцо для крепления брусков на корпусе  и винтов (или штифтов), предотвращающих  их осевое смещение.

Для изготовления круга требуется  высокоточное механическое и прессовое  оборудование. Затруднителен его  ремонт. Отсутствует возможность  повторного использования корпуса. Производство алмазных кругов такой  конструкции предусматривает трудоемкую сборку, что в целом не позволяет  организовать высокорентабельное производство столь необходимого в промышленности инструмента с доступной для  широкого круга пользователей ценой.

Заявляемые изобретения  направлены на снижение трудоемкости изготовления крупногабаритных сборных  алмазных кругов. Это достигается  тем, что в известном способе  изготовления сборного алмазного круга, включающем изготовление алмазонесущих брусков в виде сегментов с посадочными местами, закрепление их на корпусе круга и правку собранного круга, алмазонесущие сегменты изготавливают разделением алмазонесущего кольца с диаметром рабочей поверхности меньшим, чем диаметр рабочей поверхности сборного круга.

Посадочные места сегментов  выполняют перед разделением  кольца, сегментам при разделении кольца придают одинаковую форму, правку круга осуществляют электроэрозионным  способом, причем в качестве правильного  электрода используют обрабатываемую деталь.

Для решения поставленной задачи в сборном алмазном круге  большого диаметра, содержащем корпус, закрепленные на нем алмазонесущие сегменты, рабочая поверхность которых составляет рабочую поверхность круга, и элементы крепления, радиус геометрических мест крайних точек алмазонесущих сегментов сборного круга выполнен больше радиусов рабочих поверхностей составляющих его алмазонесущих сегментов.

Алмазонесущие сегменты соединены с корпусом через промежуточные элементы, корпус имеет форму, отличную от тела вращения, элементы крепления выполнены в виде винтов и штифтов.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 схематично показан способ изготовления сборного алмазного круга большого диаметра; на фиг.2 - показан общий вид сборного алмазного круга; на фиг.3 изображено крепление алмазонесущего сегмента на корпусе; на фиг.4 то же с использованием промежуточных элементов; на фиг.5 одностороннее крепление сегмента; на фиг.6 показан вариант выполнения алмазного круга со специальными гидро-аэродинамическими свойствами; на фиг.7 изменение вида алмазного сегмента по мере износа.

Изобретения могут быть реализованы  следующим образом.

Пример 1. Сборный алмазный круг большого диаметра содержит корпус 1 с посадочными местами в виде кольцевой проточки "а" с цилиндрической поверхностью 2 и боковыми стенками 3, равномерно установленные по окружности корпуса 1 сегменты 4, с алмазонесущим слоем 5 на металлической связке, с посадочными местами в виде четырех выступов 6 и двух боковых поверхностей 7. Сегменты 4 закреплены на корпусе 1 посредством винтов 8 и штифтов 9.

Параметры круга: корпус алюминиевый; диаметр рабочей поверхности 800 мм, количество сегментов 48, ширина рабочего слоя 20 мм.

Для изготовления такого круга  необходимо изготовить корпус 1, выполнить  на нем цилиндрическую поверхность 2 с боковыми стенками 3 и резьбовыми отверстиями под винты 8. Далее  изготавливают по отлаженной технологии (или берут готовое) кольцо 10 с  алмазонесущим слоем 5 с диаметром рабочей поверхности 300. 400 мм, выполняют на нем посадочные места в виде симметричной двухсторонней выборки и отверстиями под винты 8. Кольцо 10 разделяют на сегменты 4 одинаковой формы: алмазонесущий слой 5 электроэрозионным способом; металлическую часть, например, дисковой фрезой. Характерными элементами сегментов 4 будут четыре выступа 6 и две боковые плоскости 7.

Сборку круга ведут  в следующей последовательности: в кольцевую проточку "а" корпуса 1 устанавливают сегмент 4 до контакта плоскостей 7 со стенками 3, выступов 6 с  цилиндрической поверхностью 2 и совмещают  отверстия под винты 8. Вворачивают  винт 8, предварительно фиксируя сегмент 4. Таким образом устанавливают остальные сегменты 4. Производят окончательную затяжку винтов 8. Далее совместным сверлением деталей выполняют отверстия под штифты 9. Устанавливают штифты. При необходимости производят фиксацию крепежных элементов 8 и 9. Как правило, для этого достаточно нанести на корпус декоративное покрытие, обладающее хорошим сцепляющими свойствами (лаки, краски). После этого производят правку круга. Правка заключается в обнажении алмазов и, в какой-то степени, калибровке круга. Готовый алмазный круг маркируют и упаковывают в тару. Изделие готово к поставке потребителю.

Пример II. При изготовлении сборных алмазных кругов большого диаметра с широкой рабочей поверхностью бывает нерационально делать кольцевую  проточку в корпусе 1. Это ведет  к повышению себестоимости круга. Поэтому, сохранив подход к способу  изготовления инструмента, описанный  в примере 1, корректируем его в  части изготовления корпуса 1 и закрепления  сегментов 4.

На корпусе 1 выполняют  посадочные места в виде плоскостей 11 и отверстия под винт 8. Изготавливают  промежуточные детали диски 12 с отверстиями  под винты 8 для закрепления на корпусе 1 и для фиксации сегментов 4.

Сборка круга начинается со сборки корпуса 1 с дисками 12. Далее - аналогично примеру 1.

Пример III. Возможно изготовление сборного алмазного круга большого диаметра по следующей технологии. Изготавливают корпус 1 с посадочным местом в виде одной плоскости 13 и цилиндрической поверхности 14. На алмазонесущем кольце 10 выполняют ответные посадочные места, которые после разделения на сегменты 15 будут выглядеть как два выступа 16 и одна боковая плоскость 17.

Сборку круга осуществляют следующим образом. Сегмент 15 устанавливают  на корпус 1 и фиксируют винтом 8. Производят фиксацию штифтами 9 и т.д. аналогично примеру 1.

Пример IV. В зависимости  от технологических параметров обрабатываемых деталей иногда появляется потребность  в получении специальных гидродинамических  свойств инструмента. Для этого  можно варьировать формой корпуса 18 и промежутками между сегментами 4, 15. В остальном технология сборки круга аналогична описанной в примерах I, II, III.

Пример V. Возможны сочетания  конструктивных элементов и приемов  сборки согласно описанным в вышеприведенных  примерах, результатом чего будет  получение сборного алмазного круга  большого диаметра с требуемой шириной  и формой алмазонесущего слоя.

Как было показано, способ изготовления сборного алмазного круга его  конструкция обеспечивает снижение трудоемкости изготовления круга и  позволяет получить сборный алмазный круг с улучшенными потребительскими характеристиками.

Формула изобретения:  1. Способ изготовления сборного алмазного круга, при котором берут алмазонесущие сегменты с посадочными поверхностями и устанавливают и закрепляют их на корпусе круга, отличающийся тем, что берут алмазонесущее кольцо с наружным диаметром, меньшим диаметра рабочей поверхности сборного круга, и сегменты образуют путем разделения указанного кольца, а после их закрепления на корпусе круга его подвергают правке.

2. Способ по п.1, отличающийся  тем, что посадочные поверхности  сегментов образуют перед разделением  кольца.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что кольцо  разделяют из условия образования  сегментов одинаковой формы.

4. Способ по любому из  пп.1 3, отличающийся тем, что правку  круга осуществляют электроэрозионным  способом, причем в качестве правильного  электрода берут обрабатываемую  деталь.

Круги шлифовальные алмазные

 

 Из всех алмазов,  применяемых сейчас в промышленности, 70% используется в качестве алмазного  порошка для изготовления кругов, брусков, надфилей и других  инструментов.

 

 Алмазные круги состоят  из корпуса и рабочего алмазоносного  слоя. Корпуса изготовляются из  стали, алюминиевых сплавов или  полимеров. Алмазоносный слой  состоит из алмазного порошка,  связки и наполнителя.