RU2497652C1 - Method of hardening abrasive wheels - Google Patents
Method of hardening abrasive wheels Download PDFInfo
- Publication number
- RU2497652C1 RU2497652C1 RU2012115131/02A RU2012115131A RU2497652C1 RU 2497652 C1 RU2497652 C1 RU 2497652C1 RU 2012115131/02 A RU2012115131/02 A RU 2012115131/02A RU 2012115131 A RU2012115131 A RU 2012115131A RU 2497652 C1 RU2497652 C1 RU 2497652C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- circle
- coating
- stresses
- wheel
- abrasive
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000005474 detonation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 abstract description 13
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 10
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 10
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 3
- 239000004909 Moisturizer Substances 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000001333 moisturizer Effects 0.000 description 2
- 229920001342 Bakelite® Polymers 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000004637 bakelite Substances 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 210000003041 ligament Anatomy 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к упрочняющей технологии обработки деталей и конкретно к способам упрочнения абразивных кругов, работающих на повышенных скоростях или при силовом шлифовании.The invention relates to a reinforcing technology for processing parts and specifically to methods for hardening abrasive wheels operating at high speeds or during power grinding.
Известен аналогичный способ [1], в котором для получения кругов повышенной прочности приготавливают смесь шлифовальных зерен с увлажнителями, связующими и наполнителями, укладывают смесь и армирующую стеклосетку в пресс-форму, укладывают металлическую втулку у посадочного отверстия шлифовального круга, формуют шлифовальный круг, извлекают его из пресс-формы и термически обрабатывают. При этом готовится вторая смесь шлифовальных зерен с увлажнителями, связующими и наполнителями, в которой используют предварительно упорядоченные по форме шлифовального зерна игольчато-пластинчатой формы, имеющие меньшую, чем в первой смеси зернистость и заданный контролируемый коэффициент формы, и осуществляется укладка второй смеси в пресс-форму с укладкой первой смеси и армирующих стеклосеток, причем вторую смесь укладывают в концентрическую зону у посадочного отверстия шлифовального круга, ограниченную предельным диаметром его износа.A similar method is known [1], in which, to obtain circles of increased strength, a mixture of grinding grains with moisturizers, binders and fillers is prepared, a mixture and a reinforcing fiberglass mesh are placed in a mold, a metal sleeve is placed at the mounting hole of the grinding wheel, the grinding wheel is formed, it is removed from the mold and heat treated. At the same time, a second mixture of grinding grains with moisturizers, binders and fillers is prepared, in which needle-plate shapes pre-ordered by the shape of the grinding grains are used, having granularity lower than the first mixture and a predetermined controlled shape factor, and the second mixture is placed in the press a form with laying the first mixture and reinforcing fiberglass meshes, the second mixture being placed in the concentric zone at the landing hole of the grinding wheel, limited by its limiting diameter wear and tear.
Недостаток данного способа - невозможность получения высоких степеней внутренних напряжений сжатия, компенсирующих растягивающие напряжения, возникающие во вращающемся круге, что не гарантирует высокую конструктивную прочность абразивных кругов.The disadvantage of this method is the inability to obtain high degrees of internal compression stresses that compensate for tensile stresses arising in a rotating circle, which does not guarantee high structural strength of the abrasive wheels.
В качестве прототипа выбран способ, описанный в патенте [2], в котором абразивный круг формообразуют, подвергают термической обработке и в зоне, примыкающей к отверстию, создают структуру более плотную, чем структура остальной части круга, при этом для создания плотной структуры, примыкающей к отверстию, берут металлическую оправку, коэффициент термического расширения материала которой выше коэффициента термического расширения материала связки круга, вставляют ее в отверстие круга, а термообработку ведут из условия обеспечения натяга между оправкой и стенкой отверстия круга и создания остаточных напряжений сжатия.As a prototype, the method described in the patent [2] was selected in which the abrasive wheel is formed, subjected to heat treatment, and in the zone adjacent to the hole, a structure is denser than the structure of the rest of the circle, while creating a dense structure adjacent to the hole, take a metal mandrel, the coefficient of thermal expansion of the material of which is higher than the coefficient of thermal expansion of the material of the ligament of the circle, insert it into the hole of the circle, and heat treatment is carried out from the condition of tightness m I am waiting mandrel and the wall of the hole circle and creating the residual stress of compression.
Недостатком прототипа является невозможность создания остаточных напряжений сжатия на периферии круга, а также то, что возможно появление опасных растягивающих окружных напряжений в абразивном круге за счет расклинивающего действия металлической оправки.The disadvantage of the prototype is the impossibility of creating residual compressive stresses on the periphery of the circle, and also that dangerous tensile circumferential stresses may appear in the abrasive wheel due to the wedging action of the metal mandrel.
Технический результат настоящего изобретения заключается в обеспечении гарантированной конструктивной прочности абразивных кругов за счет создания остаточных напряжений сжатия, компенсирующих растягивающие напряжения во вращающемся круге.The technical result of the present invention is to ensure guaranteed structural strength of abrasive wheels by creating residual compressive stresses that compensate for tensile stresses in a rotating circle.
Технический результат достигается тем, что круг формообразуют, подвергают термической обработке и создают остаточные напряжения сжатия, при этом остаточные напряжения сжатия получают за счет нанесения на боковые поверхности круга детонационного покрытия, причем толщина покрытий выбирается таким образом, чтобы создаваемые напряжения сжатия компенсировали растягивающие напряжения, возникающие во вращающемся круге.The technical result is achieved by the fact that the circle is shaped, subjected to heat treatment and create residual compression stresses, while the residual compression stresses are obtained by applying a detonation coating to the side surfaces of the circle, and the coating thickness is selected so that the generated compression stresses compensate for tensile stresses arising in a rotating circle.
Известно, что при вращении абразивных кругов в них возникают радиальные στ и окружные σt напряжения [3], которые можно рассчитать по формулам (1) и (2) соответственно.It is known that when the abrasive wheels rotate, radial σ τ and circumferential σ t stresses arise in them [3], which can be calculated by formulas (1) and (2), respectively.
где γ - плотность материала круга, кг/м3; ω - угловая скорость круга, с-1; g - ускорение свободного падения, м/с2; µ - коэффициент Пуассона; Rн - наружный радиус шлифовального круга, мм; rв - внутренний радиус шлифовального круга, мм; r - текущий радиус шлифовального круга, мм.where γ is the density of the material of the circle, kg / m 3 ; ω is the angular velocity of the circle, s -1 ; g is the acceleration of gravity, m / s 2 ; µ is the Poisson's ratio; R n - the outer radius of the grinding wheel, mm; r in - the inner radius of the grinding wheel, mm; r is the current radius of the grinding wheel, mm
Данные напряжения в совокупности с растягивающими остаточными напряжениями, которые могут сформироваться в процессе изготовления абразивных кругов, приводят к опасности разрушения абразивных кругов при эксплуатации.These stresses in conjunction with tensile residual stresses that may form during the manufacturing of abrasive wheels, lead to the risk of destruction of the abrasive wheels during operation.
При напылении детонационных покрытий в материале основы создаются сжимающие остаточные напряжения, возникающие в результате кристаллизации и остывания (а также термического сжатия) слоя покрытия, формируемого потоком расплавленных частиц. В самом покрытии при этом создаются растягивающие напряжения, которые можно рассчитать по формуле Кингери [4]When spraying detonation coatings in the base material, compressive residual stresses are created that arise as a result of crystallization and cooling (as well as thermal compression) of the coating layer formed by the flow of molten particles. In the coating itself, tensile stresses are created that can be calculated using the Kingeri formula [4]
где Е - модуль упругости материала покрытия, МПа; α - термический коэффициент линейного расширения, К-1; ΔT - разница между начальной (температурой плавления) и конечной температурой покрытия, К.where E is the modulus of elasticity of the coating material, MPa; α is the thermal coefficient of linear expansion, K -1 ; ΔT is the difference between the initial (melting point) and the final coating temperature, K.
С учетом разницы толщин покрытия hn (мм) и основы hк (мм) в материале основы образуются напряжения сжатия, равныеTaking into account the difference in coating thicknesses h n (mm) and the substrate h к (mm), compression stresses equal to
Таким образом, используя в качестве основы абразивный круг путем нанесения на его боковые поверхности детонационного покрытия возможна полная компенсация растягивающих окружных и радиальных напряжений при условии, что толщина покрытия удовлетворяет условиюThus, using an abrasive wheel as a basis by applying a detonation coating on its side surfaces, full compensation of tensile circumferential and radial stresses is possible, provided that the coating thickness satisfies the condition
где hб - толщина покрытия, наносимого на каждую боковую поверхность абразивного круга, ммwhere h b is the thickness of the coating applied to each side surface of the abrasive wheel, mm
При этом будет обеспечена гарантированная конструктивная прочность абразивного круга. Кроме того, детонационное покрытие обеспечит упрочнение боковых поверхностей круга при шлифовании.In this case, guaranteed structural strength of the abrasive wheel will be ensured. In addition, the detonation coating will provide hardening of the side surfaces of the circle during grinding.
Способ реализуется по следующим этапам:The method is implemented in the following steps:
- Абразивный круг, после формования и термической обработки, размещают в манипуляторе детонационной установки.- The abrasive wheel, after molding and heat treatment, is placed in the manipulator of the detonation unit.
- Задают манипулятору перемещения по программе, обеспечивающей нанесение детонационного покрытия на боковую поверхность абразивного круга, с толщиной слоя, отвечающей условию (5).- Set the manipulator to move according to a program that ensures the application of a detonation coating on the side surface of the abrasive wheel, with a layer thickness that meets condition (5).
- Переворачивают абразивный круг в манипуляторе, обеспечивая нанесение детонационного покрытия на другую боковую поверхность абразивного круга, с толщиной слоя, отвечающей условию (5).- Turn the abrasive wheel in the manipulator, ensuring the application of a detonation coating on the other side surface of the abrasive wheel, with a layer thickness that meets the condition (5).
Пример реализации способа. Упрочняли абразивный круг марки 25AF46L6V35. Наружный диаметр круга 150 мм, внутренний диаметр - 32 мм, толщина - 20 мм. Частота вращения круга 4500 мин-1. Проводили расчет радиальных и окружных напряжений, возникающих во вращающемся круге (фиг.1). Расчет требуемой толщины покрытия (корунда) на боковых поверхностях абразивного круга показал, что максимальная толщина покрытия равна 11,8 мкм. Учитывая, что толщина одного слоя напыляемого пятна покрытия равна 13 мкм (фиг.2), проводили покрытие боковых сторон круга корундовым покрытием толщиной 13 мкм. Это обеспечило гарантированные напряжения (окружные и радиальные) сжатия круга при его вращении.An example implementation of the method. Strengthened the abrasive wheel brand 25AF46L6V35. The outer diameter of the circle is 150 mm, the inner diameter is 32 mm, and the thickness is 20 mm. The rotation frequency of the circle is 4500 min -1 . The calculation of radial and circumferential stresses arising in a rotating circle (figure 1). Calculation of the required coating thickness (corundum) on the side surfaces of the abrasive wheel showed that the maximum coating thickness is 11.8 μm. Considering that the thickness of one layer of the sprayed coating spot is 13 μm (Fig.2), the sides of the circle were coated with a corundum coating 13 μm thick. This provided guaranteed stresses (circumferential and radial) of compression of the circle during its rotation.
На фиг.1 показано изменение напряжений в зависимости от абразивного круга: 1 - окружные напряжения; 2 - радиальные напряжения.Figure 1 shows the change in stress depending on the abrasive wheel: 1 - circumferential stress; 2 - radial stresses.
На фиг.2 показано изменение расчетной толщины покрытия в зависимости от радиуса абразивного круга.Figure 2 shows the change in the estimated coating thickness depending on the radius of the abrasive wheel.
ЛитератураLiterature
1. Патент РФ №2349446. Способ изготовления шлифовальных кругов повышенной прочности на бакелитовой связке / Коротков В.А. Опубл. 20.03.2009 г., бюл. №8.1. RF patent No. 2349446. A method of manufacturing grinding wheels of increased strength on a bakelite bond / V. Korotkov Publ. 03/20/2009, bull. No. 8.
2. Патент РФ №2113341. Способ упрочнения абразивных кругов / Кравченко Б.А., Носов Н.В., Самарин Ю.П. Опубл. 20.06.1998 г.2. RF patent No. 2113341. The method of hardening abrasive wheels / Kravchenko B.A., Nosov N.V., Samarin Yu.P. Publ. 06/20/1998
3. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов: учебник для втузов - 9-е изд., перераб. - М.: Наука, 1986. - 512 с.3. Feodosiev V.I. Resistance of materials: textbook for technical colleges - 9th ed., Rev. - M .: Nauka, 1986 .-- 512 s.
4. Кингери У.Д. Введение в керамику. - М.: Стройиздат, 1969. - 456 с.4. Kingery U.D. Introduction to ceramics. - M .: Stroyizdat, 1969 .-- 456 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012115131/02A RU2497652C1 (en) | 2012-04-16 | 2012-04-16 | Method of hardening abrasive wheels |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012115131/02A RU2497652C1 (en) | 2012-04-16 | 2012-04-16 | Method of hardening abrasive wheels |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012115131A RU2012115131A (en) | 2013-10-27 |
| RU2497652C1 true RU2497652C1 (en) | 2013-11-10 |
Family
ID=49446197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012115131/02A RU2497652C1 (en) | 2012-04-16 | 2012-04-16 | Method of hardening abrasive wheels |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2497652C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10493595B2 (en) | 2016-02-24 | 2019-12-03 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive articles including a coating and methods for forming the same |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1024248A1 (en) * | 1982-05-21 | 1983-06-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Абразивов И Шлифования | Abrasive tool production method |
| RU2113341C1 (en) * | 1995-10-10 | 1998-06-20 | Самарский государственный технический университет | Method for strengthening abrasive wheels |
| RU2162790C2 (en) * | 1996-08-30 | 2001-02-10 | Нортон Компани | Method and device for manufacture of abrasive tools |
| RU2383655C2 (en) * | 2007-12-21 | 2010-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" | Method of explosive application of coating |
-
2012
- 2012-04-16 RU RU2012115131/02A patent/RU2497652C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1024248A1 (en) * | 1982-05-21 | 1983-06-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Абразивов И Шлифования | Abrasive tool production method |
| RU2113341C1 (en) * | 1995-10-10 | 1998-06-20 | Самарский государственный технический университет | Method for strengthening abrasive wheels |
| RU2162790C2 (en) * | 1996-08-30 | 2001-02-10 | Нортон Компани | Method and device for manufacture of abrasive tools |
| RU2383655C2 (en) * | 2007-12-21 | 2010-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" | Method of explosive application of coating |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10493595B2 (en) | 2016-02-24 | 2019-12-03 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive articles including a coating and methods for forming the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012115131A (en) | 2013-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102154609B (en) | A preparation method of high-precision wear-resistant coating for roller parts | |
| US8283026B2 (en) | Method for producing highly mechanically demanded pieces and specially tools from low cost ceramics or polymers | |
| CN103174777A (en) | brake body | |
| CN107400887A (en) | A kind of method that ultrasonic burnishing strengthens laser cladding layer | |
| JPH05202461A (en) | Method for coating fiber reinforced plastic main body | |
| CN101096985A (en) | Frictional component and manufacturing method thereof | |
| CA2924209A1 (en) | Method for connecting a surface-structured workpiece and a plastic workpiece | |
| CN114182254A (en) | A kind of coating with super bonding strength and preparation method thereof | |
| GB2453774A (en) | A method of making an article with a re-entrant by reversibly bonding underlying powder | |
| JP2011518956A (en) | Method for coating fiber composite member for aircraft and spacecraft, and fiber composite member produced by the method | |
| KR101722239B1 (en) | Surface treatment method using thermal spray coating and ultrasonic nanocrystal surface modification | |
| CN102729553A (en) | High polymer and ceramic composite coat, and coating method thereof | |
| CN104588862A (en) | Explosive welding method for superaustenitic stainless steel and chromium-molybdenum steel | |
| RU2497652C1 (en) | Method of hardening abrasive wheels | |
| CN105397266B (en) | A kind of surface drastic mechanical deformation pre-processes the explosion welding method of rare precious metal composite plate | |
| WO2014096822A1 (en) | Manufacture of hollow parts | |
| CN107805809A (en) | A kind of automobile die surface coating renovation technique | |
| CN103966595A (en) | Device and method for preparing wear-resistant and rust-proof coatings on inner walls of large-diameter pipes | |
| CN103782102A (en) | Ceramic tiles for combustion chamber linings, in particular gas turbine combustion chamber linings, and method for producing the same | |
| CA2483231A1 (en) | Ceramic armor system with diamond coating | |
| CN104526150A (en) | Explosive welding method for improving bonding strength of aluminum-carbon steel composite material | |
| JP5698876B2 (en) | Ramming-type amorphous refractory for refractory lining of metallurgical vessel, installation method thereof, and metallurgical vessel comprising a lining using the ramming-type amorphous refractory, particularly a blast furnace | |
| CN109351975B (en) | Microporous stainless steel substrate with physical vapor deposition coating and preparation process thereof | |
| CN104630694A (en) | An ultrasonic metal workpiece surface penetration process | |
| JP2005066574A (en) | Reinforcing bar coated with high adhesion corrosion-prevention film, and its production method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140417 |