СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАБОЧЕГО РАЗМЕРА ШЛИФОВАЛЬНОГО КРУГА
METHOD OF ABRASIVE WHEEL SIZE RECOVERY

Способ относится к машиностроению, в частности к восстановлению рабочего размера шлифовальных кругов обычной конструкции, прерывистых, а также с аксиально-смещенным режущим слоем, позволяющим снижать теплонапряженность процесса алмазно-абразивной обработки.
Известен способ восстановления рабочего размера алмазно-абразивного круга, основанный на регулировании отдельных частей сборного прерывистого, состоящего из отдельных сегментов круга.
Недостатком известного способа является высокая трудоемкость восстановления рабочего размера шлифовальных сборных прерывистых кругов, ограниченность применения способа только для сборных кругов, которые имеют впадины и выступы, вызывающие вибрации и ухудшающие качество обрабатываемой поверхности.
Известен способ восстановления рабочего размера алмазно-абразивного инструмента из пластически деформируемой связки после нагрева путем горячего прессования в замкнутом пространстве, которое образуется корпусом инструмента, двумя мастер-контршаблонами к нему и пуансоном-шаблоном, при этом размеры и формы пуансона-шаблона должны обеспечить воздействие на алмазно-абразивный слой [А.с. СССР 214342, B24D 5/04. Заявка 1055448/25-8, 14.11.1966; 20.03.1968. Бюл. №11].
Недостатком известного способа является ограниченность применения и узкие технологические возможности, а также сложность реализации способа, дороговизна и высокая трудоемкость восстановления рабочего размера шлифовального инструмента.
Задача изобретения - расширение технологических возможностей восстановления шлифовальных кругов на вулканитовых, бакелитовых и глифталевых связках, снижение себестоимости восстановления кругов, экономия дорогостоящего алмазно-абразивного материала. Востановление не требует дорогого специального технологического оборудования и позволяет получать сложнопрофильные, например, шлифовальные круги с аксиально-смещенным режущим слоем [Патент РФ №2275294, МПК B24D 5/02, B24B 55/02. Синусоидальный алмазно-абразивный круг. Степанов Ю.С., Катунин А.В., Афанасьев Б.И., Катунин А.А., Самойлов Н.Н., Фомин Д.С. Заявка 2004128013/02, 20.09.2004; 27.04.2006. Бюл. №12].
Поставленная задача решается предлагаемым способом восстановления рабочего размера шлифовального круга на органической связке, причем восстановление производят в условиях раздельной подачи жидкой связки и шлифовального материала, при этом оставшуюся после максимально изношенного круга ступицу с закрепленными на ее торцах боковыми дисками, определяющими высоту и наружный диаметр восстанавливаемого шлифовального круга, устанавливают на вращающуюся оправку, которую располагают в сушильной камере, наносят на ступицу слой жидкой связки с последующим разравниванием ножом, количество которой регулируют изменением зазора между ножом и оправкой, затем подают шлифовальный материал с помощью сопла и воздушной струи под давлением из условия его закрепления в связке, при этом плотность нанесения шлифовального материала регулируют количеством подаваемого шлифовального материала и скоростью вращения оправки, величину которой выбирают из условия обеспечения предварительной сушки каждого слоя, а незакрепленные в связке алмазно-абразивные зерна шлифовального материала удаляют отбойным устройством.
Особенности предлагаемого способа восстановления рабочего размера шлифовального круга поясняются чертежами.
На фиг.1 представлена схема восстановления периферийной максимально изношенной до ступицы рабочей поверхности шлифовального круга, вид сбоку; на фиг.2 - поперечное сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сушильная камера с пакетом восстановленных шлифовальных кругов, вид сверху (относительно фиг.1), верхняя крышка сушильной камеры условно снята; на фиг.4 - элемент Б на фиг.2, разравнивание ножом первого слоя связки, нанесенного на ступицу восстанавливаемого круга; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.1, нанесение первого слоя шлифматериалов и вдавливание их в слой связки; на фиг.6 - сечение В-В на фиг.1 после двух оборотов с нанесенными на ступицу двумя слоями связки и шлифматериала; на фиг.7 - шлифовальный круг с полностью восстановленной на старой ступице периферией, где условно в виде концентрических окружностей показаны наращенные алмазно-абразивные слои на органической связке; на фиг.8 - шлифовальный круг с аксиально-смещенным режущим слоем, имеющий ступицу и синусоидальную периферийную поверхность, вид сбоку, частичный продольный разрез [Патент РФ №2275294, МПК B24D 5/02, B24B 55/02. Синусоидальный алмазно-абразивный круг. Степанов Ю.С., Катунин А.В., Афанасьев Б.И., Катунин А.А., Самойлов Н.Н., Фомин Д.С. Заявка 2004128013/02, 20.09.2004; 27.04.2006. Бюл. №12]; на фиг.9 - общий вид шлифовального круга с аксиально-смещенным режущим слоем, имеющий ступицу и синусоидальную периферийную поверхность; на фиг.10 - сечение А-А на фиг.1, восстановление шлифовального круга с аксиально-смещенным режущим слоем; на фиг.11 - сушильная камера с восстановленными шлифовальными кругами с аксиально-смещенным режущим слоем, вид сверху, верхняя крышка условно снята.
Предлагаемый способ служит для восстановления первоначального рабочего размера изношенных кругов, основанный на наращивании алмазно-абразивных слоев на жидкой консистентной связке с последующим затвердеванием в сушильной камере, а также для формирования обычных прерывистых с аксиально-смещенным режущим слоем дисковых шлифовальных кругов.
Предлагаемый способ позволяет восстанавливать первоначальный рабочий размер шлифовального круга на органической связке. Восстановление производится в условиях раздельной подачи жидкой связки и шлифматериала.
Перед началом процесса восстановления на оправку 1 устанавливают ступицу 2, оставшуюся после максимально изношенного круга, и боковые диски 3, определяющие высоту L и наружный диметр D восстанавливаемого шлифовального круга.
На оправке 1 может быть установлен пакет с несколькими изношенными ступицами 2 и боковыми дисками 3 (см. фиг.2, где показан пакет из 4-х ступиц).
Ф
Оправку 1 в сборе устанавливают в сушильной камере 4 и присоединяют к индивидуальному приводу (не показан), который обеспечивает вращение с возможностью регулирования скорости V.
Основные технологические переходы совершаются с помощью двух сопел, ножа и отбойного устройства при непрерывном вращении оправки 1 со ступицами 2 и дисками 3.
P
Для подачи жидкой связки из отдельной емкости (не показана) используется сопло 5, ширина l которого зависит от высоты L круга за вычетом боковых зазоров Z. Сопло 5 совершает радиальную подачу S, равную толщине одного слоя, наносимого за один оборот оправки 1.
P
На изношенную ступицу 2 наносят слой консистентной связки с последующим разравниванием ножом 6, который совершает радиальные движения подачи S синхронно движению сопла 5. Количество наносимой связки регулируют изменением зазора между ножом 6 и предыдущим слоем связки.
Вслед за подачей связки подают шлифматериал с помощью сопла 7 и воздушной струи под давлением из условия закрепления шлифматериала в связке. Плотность нанесения шлифматериала регулируется количеством подаваемого шлифматериала и скоростью вращения оправки 1, причем незакрепленные в связке алмазно-абразивные зерна, прошедшие камеру сушки, удаляются отбойным устройством 8. Скорость вращения оправки 1 назначают из условия сушки каждого слоя.
P
ПР
Сопло 7 совершает радиальную подачу S, равную толщине одного слоя, наносимого за один оборот оправки 1. После восстановления одного круга соплу 5, ножу 6, соплу 7 и отбойному устройству 8 сообщают продольную S и восстанавливают следующий круг и т.д.
Подача шлифматериала осуществляется с помощью воздушно-абразивной струи в сопло 7 под давлением из условия внедрения и закрепления алмазно-абразивных зерен в связке.
Окончательное закрепление алмазно-абразивных зерен происходит в сушильной камере 4, куда попадает очередной слой связки с внедренными в него алмазно-абразивными зернами при непрерывном вращении оправки 1, где связка затвердевает. Незакрепленные в связке алмазно-абразивные зерна, пройдя сушильную камеру, удаляются отбойным устройством 8.
Операция восстановления шлифовальных кругов осуществляется непрерывно путем последовательного заполнения каждого из отсеков, образованных дисками 3 (на фиг.3 можно различить четыре отсека, т.е. восстановлено четыре алмазно-абразивных круга), и состоит из следующих переходов:
нанесение слоя связки на оправку 1 между разделительными дисками 3 с последующим разравниванием слоя ножом 6. Количество наносимой связки регулируется изменением зазора между оправкой 1 и соплом 5 для первого слоя и предыдущим слоем и соплом 5 для последующих слоев;
нанесение шлифматериала на слой связки производится механическим способом с помощью сжатого воздуха, подаваемого под давлением в сопло 7, при непрерывно вращающейся оправке 1. Нанесение шлифматериала на слой связки с помощью сжатого воздуха может быть произведено электростатическим способом, при котором шлифматериал под воздействием сил электростатического поля ориентируется так, что большая ось абразивных зерен располагается радиально оси круга. Таким образом, на ступицу наносится слой радиально расположенных зерен, в результате чего повышается режущая способность круга. Плотность нанесения шлифматериала механическим способом с помощью сжатого воздуха регулируется количеством подаваемого из питателя (не показан) шлифматериала и скоростью вращения оправки, при электростатическом способе - напряжением на электродах (не показаны) и расстоянием между ними. Незакрепленные в связке абразивные зерна, прошедшие сушильную камеру 4, удаляются при помощи отбойного устройства 8;
сушка очередного слоя связки с внедренными алмазно-абразивными зернами в сушильной камере 4 при непрерывном вращении оправки 1. Температура сушки от 30° до 130° в зависимости от вида связки.
После достижения нужного наружного диаметра заготовки окончательно сушатся в сушильной камере 4…5 часов при температуре 90°…130°.
По окончании сушки пакета его разбирают и восстановленные полученные круги подвергаются контролю на отсутствие трещин, сколов, пузырей и других дефектов. Далее производят измерение фактической твердости кругов и их маркировку.
Пример. По предлагаемому способу и разработанной технологии были восстановлены алмазно-абразивные круги с размерами 350×40×127 мм для шлифования серого чугуна СЧ 15. Круги твердостью СМ восстановлены из шлифовального зерна ЭБ 15-25 с наполнителем из пульвербакелита.
В обычных кругах, полученных традиционным способом прессования, чем больше диаметр круга, тем труднее получить равномерную плотность во всех его частях. Частицы шихты под давлением прессования практически не перемешиваются в плоскостях, перпендикулярных к направлению прессования. Этот недостаток устраняется при восстановлении кругов предлагаемым способом.
Сравнительные испытания восстановленных кругов показали, что они имеют достаточный запас прочности и вполне безопасны в работе. Условия их эксплуатации ничем не отличаются от обычных цельнопрессованных кругов. Перед установкой на шпиндель шлифовального станка восстановленные круги подвергались статической и динамической балансировке. В процессе шлифования и правки алмазно-металлическим карандашом не наблюдалось поломок и скалываний режущих кромок.
C
Способ позволяет легко переходить на восстановление кругов с аксиально-смещенным режущим слоем различного диаметра D, амплитуды A и шага синусоиды t, а также традиционных типов ПП, К, 3П, 2П, ПВ, ЧЦ, ПВД, ПВДС, ЧК, Т, 1T, ПВК, ПВДК, ПН, отрезных кругов и др.
Способ позволяет восстанавливать круги с различной зернистостью по глубине с целью совмещения чернового и чистового шлифования путем подачи в сопло воздушно-абразивной струи с зернами различной зернистости за каждый оборот диска с периферийным режущим слоем.
Способ позволяет восстанавливать первоначальные рабочие размеры изношенных кругов с аксиально-смещенным режущим слоем путем наращивания алмазно-абразивных слоев на жидкой консистентной связке на оставшейся ступице с последующим затвердеванием в сушильной камере, а также формировать заново полностью шлифовальный круг.
Предлагаемый способ расширяет технологические возможности восстановления шлифовальных кругов на вулканитовых, бакелитовых и глифталевых связках, снижает себестоимость восстановления кругов, позволяет экономить дорогостоящий алмазно-абразивный материал, не требует дорогого специального технологического оборудования и позволяет получать сложнопрофильные шлифовальные круги.