Отрезное абразивное устройство и способ его изготовления
Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении отрезных абразивных устройств. Последнее содержит отрезной абразивный круг, выполненный из смеси абразивного зерна, связки и, при необходимости, наполнителей. Абразивно-активная поверхность отрезного круга выполнена с углублениями, в которые с точной посадкой входят краевые формы зажимных дисков для передачи необходимых усилий на отрезной круг. Углубления выдавливают посредством шаблонов или вышлифовывают. В результате обеспечивается возможность расходования круга до 95% всей его абразивно-активной поверхности и высокая стабильность работы устройства. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к отрезному абразивному устройству, снабженному кругом из синтетической смолы с наружным диаметром ≥400 мм, причем в отверстии круга с обеих сторон выдавлены выемки, в которые при зажатии вкладывают два соответствующих зажимных диска с фасонными краями в качестве повторно используемого сердцевинного зажимного устройства, а также к способу изготовления отрезного абразивного устройства.
Отрезные абразивные круги на связке из синтетической смолы диаметром от ≥400 мм используются в стационарных отрезных установках в металлургической и металлообрабатывающей промышленности для резки стали, чугуна, специальных сплавов, инконеля, титана и т.д.
Большим недостатком при этом является низкий коэффициент использования традиционных отрезных кругов. В зависимости от имеющихся станков и больших размеров материалов эти однородные отрезные круги могут быть израсходованы в идеальном случае минимум до 45% нового диаметра, в среднем, однако, только до 60%
исходного диаметра.
Эти остаточные круги приходится затем утилизировать дорогостоящим образом в соответствии с национальными требованиями утилизации. В качестве другого недостатка следует привести дополнительное использование сырья для этой неизрасходованной сердцевинной зоны, которое, несмотря на альтернативные материалы абразивного зерна, создает дополнительную нагрузку на сырьевой сектор в отношении армирования и доли смолы.
В EP 0382720 A2 описан отрезной абразивный круг на связке из синтетической смолы с тканым усилением и закрепленный на металлическом основании посредством приклеивания с силовым замыканием. Эта система, однако, не смогла зарекомендовать себя, поскольку на остающемся основании всегда остается еще небольшое покрытие абразивно-активной краевой зоны и в результате всегда возникает необходимость утилизации металлической сердцевины с остаточным покрытием на связке из синтетической смолы.
Другое решение описано в EP 0769352 A1, где на металлическое основание непосредственно при изготовлении с силовым замыканием напрессовывают абразивно-активную краевую зону. Недостатком здесь оказалось дорогостоящее приобретение большого числа этих оснований. Дополнительно здесь возникает еще проблема логистики в отношении возврата израсходованного комбинированного отрезного круга, который приходится отправлять на завод-изготовитель для нанесения нового покрытия. Из-за высоких издержек эта система применима, следовательно, лишь на ограниченном удалении от изготовителя. Дополнительно очистка и нанесение нового покрытия связаны с большими техническими затратами; к тому же следует учесть, наконец, факторы времени и издержек.
Задачей изобретения является поэтому создание отрезного абразивного устройства. Техническим результатом изобретения является обеспечение потребителю использования внешнего отрезного абразивного круга до 95% всей абразивно-активной поверхности, а также дополнительные преимущества, такие как меньшая ширина при даже более высокой стабильности.
Согласно изобретению это достигается за счет того, что диаметр отверстия отрезного абразивного круга согласовывают с минимальным расходуемым диаметром и дополнительно выдавливают здесь смещенные с обеих сторон углубления для краевой формы обоих зажимных дисков. За счет этого возможно почти полное использование абразивно-активной краевой зоны, и приходится утилизировать лишь небольшой абразивный остаточный круг.
Важной составной частью этого изобретения являются оба зажимных диска, которые являются соединительными элементами между собственно зажимными фланцами со стороны станка и отрезного абразивного круга. Поскольку именно переход от зажимного фланца к отрезному абразивному кругу в традиционных изделиях представляет собой слабое место, здесь согласно изобретению этот недостаток существенно исправлен за счет альтернативно возможного материала зажимных дисков.
Поскольку оба зажимных диска остаются у потребителя, требуется отослать заказчику только существенно более легкий отрезной абразивный круг, что обеспечивает уменьшение массы до 40%.
Другие признаки и подробности изобретения приведены в нижеследующем описании чертежей, на которых изображают:
фиг.1 - в разобранном виде отрезной абразивный круг с двойными зажимными дисками;
фиг.2 - разрез комбинированной системы по линии А-А на фиг.3;
фиг.3 - вид сбоку комбинированной системы с отрезным кругом.
Изображенный на фигурах отрезной абразивный круг 1 представляет собой отрезной абразивный круг на связке из синтетической смолы без дополнительного тканого усиления, преимущественно с ним. За счет целенаправленного выбора фенольных смол в комбинации с согласованной зернистостью абразива и наполнителями различные степени твердости согласовывают с соответствующими требованиями к применению и пожеланиями заказчиков.
В качестве абразива применяют предпочтительно корунды, в частности, однако, специальные, цирконовые и спеченные корунды, а также карбид кремния. Наполнители состоят из сырья, такого как пирит, сульфид цинка, графит, тетрахлороманганат калия и т.д., которые применяются также в настоящее время в отрезных кругах для промышленных применений.
Отрезной абразивный круг содержит, по меньшей мере, одну, преимущественно две или более, тканых прокладок (5). В качестве тканевых прокладок 5 в настоящее время применяются стеклотканые прокладки, а в будущем здесь возможны также альтернативы, такие как кевлар или углеволокно. Возможно выполнение без сплошного армирования, однако в зоне углублений должны быть предусмотрены усиления.
Наружный диаметр D отрезного абразивного круга 1 составляет обычно 400-2000 мм, предпочтительно, однако, более 800 мм. Диаметр d отверстия отрезного круга 1 может быть идеальным образом согласован с отнесенным к применению минимальным диаметром. По технологическим причинам следует, однако, выбрать фиксированное отверстие d по отношению к данному стандартному размеру отрезного круга. В качестве ориентировочного значения диаметра d отверстия следует привести диапазон 40-80% от наружного диаметра D.
Отношение диаметра D к ширине Т составляет в настоящее время обычно 80-100. Возрастание согласно изобретению до 130 может быть реализовано благодаря существенно более жесткой сердцевинной зоне. Отрезной абразивный круг может быть выполнен как плоскопараллельным, так и коническим, т.е. суженным к отверстию.
Для наглядности ширина Т на фиг.1 и 2 показана по отношению к диаметру D намного большей.
Отрезной абразивный круг 1 имеет в зоне отверстия с обеих сторон несколько геометрических углублений 3, в которые при зажатии с точной посадкой вкладывают зажимные диски. Эти углубления 3 могут быть круглой, прямоугольной формы, преимущественно, однако, в форме ласточкина хвоста. Для обеспечения хорошего натяжения зажимных дисков 2 глубина этих углублений должна быть на 0,1-1 мм, преимущественно на 0,2-0,6 мм меньше половины ширины Т отрезного круга в отверстии. Радиальная протяженность этих углублений 3 зависит от наружного диаметра D и составляет 10-200 мм, преимущественно 30-60 мм.
Важной составной частью этой системы являются оба зажимных диска 2, которые своей определенной краевой формой с точной посадкой входят в углубления 3 с обеих сторон отрезного абразивного круга 1. При зажатии традиционными зажимными фланцами 4а, 4b оба зажимных диска сжимаются, в результате чего создается необходимое боковое зажимное усилие. Необходимые для процесса резания усилия направляются при этом от приводного вала через зажимные фланцы на оба зажимных диска и передаются с них с силовым замыканием через специальную краевую форму на абразивно-активный отрезной круг.
Зажимные диски могут быть выполнены прямой, изогнутой, перфорированной или волнистой формы. В качестве возможности уменьшения массы зажимные диски могут быть снабжены дополнительными выемками.
Краевая форма этих обоих зажимных дисков 2 отличается несколькими симметричными круглыми, многоугольными, в форме ласточкина хвоста или аналогичной формы выступающими зажимными поверхностями, которые должны с точной посадкой входить в выдавленные с обеих сторон углубления отрезного абразивного круга. За счет этого достигается необходимая свободная глубина резания, как традиционными отрезными кругами.
В качестве материала этих зажимных дисков применяются высокопрочные армированные пластики, углеволокно, цветные металлы, специальные стали, титан, преимущественно, однако, простая листовая сталь. Дополнительно к требуемой основной прочности этот материал должен обладать в качестве важного критерия определенной гибкостью и высоким собственным напряжением, чтобы выдерживать без длительного вреда возникающие при таких применениях боковые силовые воздействия.
Между зажимными дисками (2) вложена или приклеена демпфирующая пленка.
Для облегчения обращения с такой комбинированной системой при зажатии в зажимных дисках выполняют прорези 2а, в которые вставляют специальные натяжные пружины в качестве вспомогательного зажимного приспособления. В качестве дополнительной фиксации или повышения зажимных усилий при очень больших зажимных дисках (>60% от наружного диаметра отрезного абразивного круга) в зоне наружного диаметра зажимных дисков могут быть предусмотрены дополнительные резьбовые скрепления 2b. При этом резьбовые элементы не должны выступать за плоскую поверхность зажимных дисков.
В качестве важной производственной меры необходимо точное по положению и форме выдавливание углублений в зоне отверстия отрезного абразивного круга. Это достигается посредством вдавливания подходящего шаблона. В качестве альтернативы эти углубления могут быть вышлифованы также впоследствии на подходящей обрабатывающей установке.
1. Отрезное абразивное устройство, содержащее отрезной абразивный круг (1), выполненный из смеси абразивного зерна, связки и, при необходимости, наполнителей, и два зажимных диска (2), причем абразивно-активная поверхность отрезного круга выполнена с углублениями, в которые с точной посадкой входят краевые формы зажимных дисков (2).
2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что отрезной абразивный круг выполнен с диаметром (D) ≥400 мм.
3. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что углубления выполнены в зоне отверстия отрезного абразивного круга.
4. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что углубления на одной из сторон отрезного абразивного круга смещены относительно углублений на другой стороне отрезного абразивного круга.
5. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что углубления в зоне отверстия в плоских поверхностях с обеих сторон выполнены путем выдавливания или вышлифовывания.
6. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что отрезной абразивный круг выполнен плоскопараллельной, преимущественно конической, формы с сужением к до 3 мм к отверстию (d).
7. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что отношение диаметра (D) отрезного абразивного круга (1) к ширине (Т) составляет более 70, преимущественно более 90.
8. Устройство по п.3, характеризующееся тем, что отверстие (d) составляет 40% наружного диаметра (D).
9. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что отрезной абразивный круг (1) выполнен на связке из синтетической смолы.
10. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что отрезной абразивный круг содержит по меньшей мере одну, преимущественно две или более, тканых прокладок (5).
11. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что зажимные диски выполнены изогнутой, перфорированной или преимущественно прямой формы.
12. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что зажимные диски (2) выполнены из таких материалов, как углеволокно, высокопрочные армированные пластики, цветные металлы, специальные стали, титан, преимущественно листовой металл.
13. Устройство по п.1 или 2, характеризующееся тем, что краевая форма зажимных дисков (2) согласована с углублениями (3) отрезного абразивного круга (1).
14. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что общая ширина (b) обоих зажимных дисков (2) на 1-20%, преимущественно 5-10%, меньше ширины отрезного абразивного круга в отверстии (d).
15. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что между зажимными дисками (2) вложена или приклеена демпфирующая пленка.
16. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что в зажимных дисках выполнены прорези (2а) и/или дополнительные отверстия (2b) для вспомогательного зажимного приспособления или дополнительного повышения зажимного усилия.
17. Способ изготовления отрезного абразивного круга по одному из пп.1-16, при котором углубления (3) выдавливают посредством шаблонов или вышлифовывают, а затем в углубления (3) помещают два зажимных диска (2).
