Эффективность алмажого’шлифования и ФАКТОРЫ, ЕЕ ОГРАНИЧИВАЛИ® Шлифование

1.1. Реботоспособность и особенности износа рєжуших элементов рабочей поверхности круга

Повышение производительности процессов обработки, качества и точности обрабатываемых поверхностей достигается в результате комплексного применения технологических мероприятий: скоростного и силового, профильного и совмещенного шлифования нескольких по­верхностей, введения дополнительной анергии в вону резания, ис­пользования рационального состава СОК. Важная роль в этой систе­ме мероприятий принадлежит совершенствованию инструмента, получе­нию и поддержанию устойчивого качества режущих кромок и требуемой геометрической формы профиля. Точность формы абраэяввых кругов поддерживается периодической, а в ряде случаев и непрерывной прав­кой алмазными правящими карандашами и роликами. При этом происхо­дит восстановление режущей способности круга. Особенности алмаз­ных кругов не позволяют механически перенести этот г. рием ьа про­цессы алмазного шлифования.

Практический опыт и результаты исследований [<И, 35, 36, 6Ї, 94, ПО, 112, 117 ] дают основание утверждать, что алмаз как аб­разивный материал наиболее полно отвечает условиям эффективного резания при шлифовании. Сочетание непревзойденной твердости и вы­сокого модуля упругости позволяет алмазгому зерну сохранить при­сущую ему остроту режущих кромок и эффективно внедряться в твер­дые обрабатываемые материалы. При равной твердости с обрабатывае­мым сверхтвердым материалом /СТЦ/ алмаз — единственный абразив — пый латериал, способный эффективно осуществлять съем припуска со шлифуемого образца. Однако профилирование и правка алмазных кру­гов весьма сложны и трудоемки.

Высокие технико-экономические показатели алмазного шлифова­ния достигнуты при доводке и заточке режущего инструмента. Приме­нение алмазного инструмента на финишных операциях доводки, супер­финиширования, хонингования, шлифования деталей машин способству­ет существенному повышению качества поверхности.’Однако полная за­мена абразивной обработки конструкционных материалов высокопроиз­водительным алмазным шлифованием сдерживается из-за недостаточной экономичности процесса, обусловленной в гхныпянстае случаев повы­шенным износом алмазных кругов [74, 117] . Процесс характеризуется низкой эффективностью использования потенциально высоких режущих свойств алмаза. Б ряде случаев реализуется не более десятой доли режущей способности алмазных зерен, выявленной в опытах по мигсро- резакию. Повышение уровня и стабильности режущей способности алмаз­ных кругов — важнейшая предпосылка эффективности технологического процесса в целом.

Высокое качество обработанной поверхности служит отличитель­ным технологическим признаком алмазного шлифования, поэтому ана­лиз факторов, ограничивающих его технологические возможности, мо­жет быть сведен к рассмотрению причин, порождающих нестабильность во времени режущих свойств кругов, интенсифицирующих износ алмаз­ных зерен и снижающих производительность съема обрабатываемого ма­териала, При этом в качестве основного объекта рассмотрения целе­сообразно выбрать непосредственно режущую поверхность круга, от структуры и состояния которой в значительной степени зависят фи­зические характеристики и выгодные показатели шлифования [11, 94, 107, 112, 131, 139] .

Принципиальная особенность структуры рабочего слоя алмазных кругов состоит в малом объемном содержании шлифовальных зерен и большом количестве связующего при практическом отсутствии пор.

Вследствие отого алмазные зерна располагаются на значительных рао-

6

стояния! друг от Другэ. Большую часть поверхности занимает связка круга. Установлено [ III] существенное влияние взаимодействия связ­ки о обрабатываемым материалом но контактные процессы, силовую и гемовую напряженность шлифования, формирование поверхности и приповерхностного слоя обрабатываемых изделий.

В процессе шлифования происходит износ режущей части алмаз­ных зерен, поверхностные слои связки также изнашиваются и удаляют­ся с рабочей поверхности круга. Абсолютное значение интенсивности износа зерен и свяэки, их соотношение обусловливают эффективность использования потенциальных режущих свойств алмазов.

Износ зерен определяется физико-механическими свойствами, химическим составом обрабатываемого материала, условиями резания, свойствами самого алмаза и его способностью удержания в связке. Наиболее важные сведения об особенностях износа алмазов при микро­резании различных материалов приведены в табл. 1.1.

В контакте с обрабатываемыми материалами выявлен адгезионный, адгезионно-усталостный, диффузионный и абразивный виды износа алмазов [-И, 49, 61, 108] . Вы секта темпе — характеризуется адге­зионный вид износа, который наблюдается при контактировании алма­за с пластичными материалами, содержащими в своем составе никель, титан, молибден, железо и другие, прежде вс^го адгезионно-актив­ные материалы. Важная роль в этом случае может принадлежать уста­лостным явлениям. Несколько ниже интенсивность адгезионного изно­са алмвза при шлифовании хрупких материалов, таких, как твердые сплавы, минералокерамяха, полупроводники, ферриты.

Эти и другие материалы, вступающие в слабое адгезионное взаимодействие с алмазом /твердые сплавы, керамика/, изнашивают зерна путем микровыкраиявания в результате адгезионно-усталостных явлений

Адгезионному износу противостоит алмаз при микрорезании мно-

гкх цветных металлов в сплавов — меди, латуни, бронзы, алюминия, а также горных пород — мраморе, кварца, гранита.

Непревзойденная мякротвердоеть алмаза обусловливает низкую ин­тенсивность его абразивного изнашивания. Однако в таких условиях резания, когда сильно разогретое алмазное зерно имеет пониженную твердость, его поверхность могут царапать находящиеся в холодном состоянии высокотвердые включения, например карбиды обрабатывае­мого материала иди же внедрившиеся в обрабатываемую поверхность осколки разрушившееся алмазных зерен. Абразивное изнашивание ал­мазного зерна воэмияо в процессе обработки синтетических сверх­твердых поликристаллов, например АСБ и ЛСПК, состоящих из множест­ва мелких кристаллитов, по твердости не уступающих алмазному зерну [61, <112, ЇЇ7 ] .

При высоких температурах, близких к температуре плавления ме­талла, в зоне контакта алмазного зерна с обрабатываемым материа­лом возможно протекание диффузионных процессов. Необходимое ус­ловие диффузии атомов углерода алмаза — их химическое сродство с обрабатываемым материалом. Внешне диффузионный износ проявляется в виде гладких отполированных площадок на алмазе при шлифовании армко-железа, железоуглеродистых сплавов и др. [бі] .

При высоких температурах наряду с диффузией протекает графитиза — дая алмаза, возможно образование карбидов обрабатываемых металлов на поверхности зерна, а также эвтектическое плавление.

Износ в виде механического разрушения наблюдается при взаимо­действии с материалами, не вступающими с алмазами в физико-хими­ческое взаимодействие, например сверхтвердыми материалами и мине­ралами, цветными металлами* Интенсивность износа связана с уров­нем нагрузки, необходимой для внедрения зерна в обрабатываемый материал, — максимальным для СТМ и незначительным для цветных металлов. В начальной фазе износ алмазных зерен происходит в виде

9

сколов острых вершин с последующ™ образованием площадок [212,

229] ♦

Применением смазывающе-охлаждащих технологических сред /СОТО/ и введением наполнителей в виде порошков титана, меди удается из­менять характер взаимодействия алмазных зерен круга с отдельными железоуглеродистыми и жаропрочными сплавами и снижать отрицатель­ное действие температурного фактора на износ алмазов [108, 235] .

Эффективность алмажого’шлифования и ФАКТОРЫ, ЕЕ ОГРАНИЧИВАЛИ®
0 votes, 0.00 avg. rating (0% score)

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *