Разработка теоретико-экспериментальной модели на этапе определения фактической площади контакта РПК и обрабатываемой СТМ базировалась на исследовании топографии поверхностей путем лазерного сканирования и компьютерной обработки. При изучении напряженно-деформированного состояния системы «СТМ-зерно-связка» применено 3D моделирование. Таким образом, все подсистемы, описывающие процесс приспосабли — ваемости, структурно и логически с помощью компьютерных технологий взаимосвязаны прямой и обратной связью и работают как единая теоретикоэкспериментальная экспертная система (см. гл. 8).
В экспериментальных исследованиях комплексность подхода заключалась в одновременном (синхронном по периоду шлифования) фиксировании сил резания, мощности шлифования, фактической площади контакта, температуры в зоне шлифования, параметров макро — и микрорельефа РПК и СТМ. Экспериментальные исследования для изучаемых марок СТМ выполнены в идентичных условиях и воспроизводимы.
В качестве обрабатываемых в большей степени изучались СТМ на основе алмаза как наиболее труднообрабатываемые с различными структурными составляющими: от АСБ с размерами кристаллитов до 300 мкм до мелкодисперсных композиционных типа СКМ (0.1-2 мкм).
Для оптимального подбора пар «марка СТМ-марка зерна», повышения уровня использования алмазных зерен исследован их широкий диапазон от АС2 до АС100. Исследовались наиболее характерные представители СТМ на основе алмаза и нитрида бора: АСПК, АСБ, ДАП, СКМ-Р, композит-01, композит-10, ДПНБ.
В исследованиях использовались алмазные шлифовальные круги 12А2-450 (150x10x3x32) ГОСТ 16172-80 и 1А1 (250x20x3x76) ГОСТ 1616780 с алмазными зернами от АС2 до АС100 на металлических связках М1-01, М1-03, М1-04, МО13 и М6-14 (МЖ).
При необходимости в качестве смазочно-охлаждающей технологической среды (СОТС) применялся нейтральный электролит — водный раствор нитрида натрия (NaNO3) — 2 … 10 %, углекислой соды (Na2CO3) — 0 … 10 %, триэтаноламина 0.5 … 1 %.
Основные исследования проводились на испытательном стенде, собранном на базе универсально-заточного станка мод. 3В642 (рис. 2.1). Он обеспечивал осуществление процесса алмазного шлифования с комбинированным управлением приспосабливаемостью рабочей поверхности алмазных кругов и СТМ.
Поперечная подача заготовки реализовывалась по двум схемам: «упругой» и «жесткой». Работа по «упругой» схеме производилась с использованием специального столика на шариковых направляющих. Перемещение столика с закрепленной заготовкой в процессе шлифования осуществлялось под действием набора грузов до достижения упора, обеспечивающего выхаживание обрабатываемой поверхности.
При работе по «жесткой» схеме использовалось специальное устройство поперечной подачи, позволявшее производить шлифование с постоянной поперечной подачей (^поп = const) или со стабилизацией среднего значения номинальной составляющей силы резания (Py = const). Это позволило максимально приблизить процесс к реальному, сохранив методические возможности «упругой» [139] схемы шлифования. На столе станка устанавливался трехкомпонентный динамометр, служивший для непрерывного измерения составляющих силы резания, действующих в зоне контакта обрабатываемой заготовки со шлифовальным кругом. Выполненная модернизация оборудования обеспечивала осуществление процесса ультразвукового алмазного шлифования с адаптивным комбинированным управлением параметрами РПК за счет дозируемого целенаправленного удаления связки и ультразвукового формирования субмикрорельефа на алмазных зернах.
 |
|||||||||
 |
|||||||||
|
|||||||||
|
|
||||||||
|
|||||||||
|
|
||||||||
|
|||||||||
|
|||||||||
|
|||||||||
|
|
||||||||
|
|
||||||||
|
|||||||||
|
|||||||||
|
|||||||||
|
|
||||||||
|
|||||||||
|
|||||||||
|
|||||||||
