Введение к работе
Актуальность геты При изготовлении ответственных де/алей машилос і роения с высоким качеством обрабоїанной иоверхносш, на заключите.тьных лапах их формообразования наибольшее раепрос і ранение полмили процессы абразивной обработки.
В последнее время существенным преимуществом абразивной обработки стала возможность совмещать в олном процессе черновые и чистовые операции, исключая при этом такие высокопроизводительные меюды лезвийной обработки, как фрезерование и протягивание. Например, глубинное шлифование позволяет повысить ттрои?чодите.пьность обработки в 10-20 раз и исключить применение дорогостоящих лезвийных инсірумегіїов из тердых сплавов на основе вольфрама, кобальта, молибдена, тантала и других дефицитных элементов.
Эффективность методов абразивной обработки в значительной степени определяется эксплуатационными возможностями применяемого абразивного инструмента.
В настоящее время наблюдаются следующие тенденции в современном машиностроительном производстве: повышение скоростей резания при шлифовании до 80-120 м/с, исключение смазочно-охлаждающих средств из операции обработки абразивным инструментом и др. В связи с этим, одним из направлений развития абразивного инструмента является совершенствование наиболее перспективных иысокопорисгых шлифовальных крутов. Перспсктиг-.ность данного класса инструмента определится прежде всего снижением тепловой и динамической напряженности процесса резания, что позволяет форсировать режимы резания при сохранении іочносгч и качества обработки и др
Известью іехнологии изготовления высокопористых кругов, основанные на применении выгорающих органических и неорганических порсобразовазелей, экологически небезопасны, при вьісокоіемпсраіурном спекании абразивного инструмента вьщеляюіся видные химические ві.ібросьі (двуокись азота, окись углерода, фенолы, формальдегиды, эпихлоргидрин. сера и др.). Уровень эксплуатационных свойств получаемого инструмента достаточно низок вследствие нестабильности его физико-механических характеристик по объему, повышенной неуравновешенности масс (дисбаланса), низкой рабочей скорости.
Технология изготовления высокопорнстого абразивного инструмента закрытой структуры, использующая невыгорающие порообразователи, экологически безопасна и обеспечивает более высокое качество изготовления инструмента.
Опыт промышленного применения абразивного инструмента, показал, что технология изготовления существующих абразивных шлифовальных крутов как нормальной, так и повышенной пористости не всегда гарантирует высокое качество инструмента (получение инструмента класса АЛ. 1 класса неуравновешенности и др ).
Поэтому, обеспечение повышенною качества высокопористых абразивных крутов. в том числе кругов с закрытой структурой, как наиболее прогрессивного и перспекіивною инструмента, при их изгоювлении, является актуальным.
Данная работа выполнена в соответствии с планом Международного научно-технического проекта "Разработка высокопористого абразивного инструмента повышенной производительности и экологически чистой технологии его изготовления" совместно с Техническим университетом г. Кемниц (ФРГ) и Научно -технической программой "Абразив-2000", которая выполняется совместно с рядом немецких и австрийских фирм и институтов.
Цель работы. Целью данной диссертационной работы является обеспечение повышенного качества высоко пористых кругов за счет подбора оптимального состава абразивной массы и технологии их изготовления.
Методика исследования. Основные положения и выводы работы обобщены с позиции теории абразивного инструмента и обработки, достоверность полученных результатов подтверждается лабораторными и производственными испытаниями, практикой внедрения в промышленность.
Комплекс экспериментальных исследований проводился в лабораторных и производственных условиях с использованием современной контрольно-измерительной аппаратуры.
Статистическая обработка, полученных результатов исследований, проводилась с использованием IBM PC с помощью специальных программ и методов корреляционного и регрессионного анализов.
Научная новизна работы заключается в:
предложенной системе показателей конкурентоспособности и качества абразивного инструмента, в том числе высокопористого, включающей как стандартные (твердость, неуравновешенность масс (дисбаланс), точность геометрических размеров и формы круга и др.), так и дополнительные показатели (стабильность твердости в объеме крута, допустимая деформация при спекании, рабочая скорость круга при эксплуатации);
раскрытых закономерностях и разработанных математических зависимостях связи деформации инструмента при спекании с объемом удаляемого при механообработке абразивного материала и фактической структурой (пористостью) высокопористого круга;
выявленных закономерностях и разработанных математических моделях взаимосвязи состава инструмента и его характеристик с параметрами качества высокопористых кругов, а также характеристик качества высокопористых кругов с показателями эффективности шлифования, в том числе, без применения смазочно-охлаждающих сред.
Практическая ценность работы заключается в:
разработанных рецепгурных составах высокопористых шлифовальных кругов закрытой структуры с повышенными показателями качества;
рекомендациях по обеспечению повышенного качества высокопористых абразивных кругов при их изготовлении;
изготовлении, производственных испытаниях и внедрении высокопористого абразивного инструмента закрытой структуры с повышенными показателями качества, в том числе для шлифования без применения смазочно-охлаждающих сред при скоростях резания 60 - 80 м/с.
Реализация работы. Разработанные рецептуры и технология изготовления высокопористого инструмента повышенного качества внедрены на ЗАО "Экоабразив". Новые высокопористые круги прошли испытания в лабораторных условиях Института металлорежущих станков и прессового оборудования "Фраунховер" (ФРГ, г. Кемниц), в производственных условиях АО "Москвич" и ММПО "Салют".
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были
изложены на международных научно-1ехпических конференциях "Прогрессивные методы- проектирования технологических процессов, станков и инструментов" г. Тула (26-28 мая 1997 і.) и "Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и .материалы" г. Волжский (14 - 16 октября 1997 г.). а ее результаты в ииде образцов инструмента демонстрировались на выставках в Швейцарии (сентябрь-октябрь 1997 г ) и на Международной промышленной ярмарке s ФРГ - "I анновср-98" (19 - 25 апреля 199S г.).
Публикации I !о теме диссертации опубликованы четыре печатные работы
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав,