автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Интенсификация процесса получистового шлифования калий-свинец-силикатного стекла за счет применения эффективных синтетических СОТС

На правах рукописи

РГ5 Ы

* 2 № ;

КУРОЧКИН Андрей Евгеньевич

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ПОЛУЧИСТОВОГО ШЛИФОВАНИЯ КАЛИЙ-СВИНЕЦ-СИЛИКАТНОГО СТЕКЛА ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ СИНТЕТИЧЕСКИХ СОТС

Специальность 05.03.01 — Процессы механической и физико-технической обработки, станки и инструмент

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иваново 2000

Работа выполнена в Ивановском государственном университете.

Научный руководитель —

член^корр. Академии технологических наук РФ, заслуженный деятель «ауки и техники РСФСР, доктор технических наук, профессор Латышев В. Н.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Рыкунов Н. С., кандидат технических наук, доцент Можин Н. А.

Ведущая организация —

ЗАО Приволжский ювелирный завод «Красная Пресня», г. Приволжск Ивановской области.

Защита состоится декабря 2000 года в . часов на заседании диссертационного совета К 063.84.04 в Ивановском государственном университете по адресу: 153025, г. Иваново, ул. Ермака, 39, учебный корпус № 3, ауд. 459.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ивановского государственного университета.

Автореферат разослан « «¿Р. »

2000 года.

Ученый секретарь диссертационного совета д. т. н., с. 11. с.

Ъ.РуО

А. О

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Смазочно-охлаждающие технологические средства (СОТС) — неотъемлемая часть технологического процесса механической обработке материалов. Применение СОТС позволяет повысить производительность процесса, повысить качество получаемой продукции, продлить ресурс работы инструмента.

Появление новых материалов, возрастающие требования к качеству продукции и к экологической безопасности производства обусловливают необходимость расширять ассортимент СОТС. Малоизученной операцией в отношении применения СОТС является обработка стекла алмазным инструментом. Основной СОТС, применяемой на данной операции, по-прежнему остается вода. Вода обеспечивает хорошее охлаждение зоны обработки и доступна для потребителя. В то же время, вода не обладает хорошими смазочными свойствами и склонна охрупчивать стекло за счет эффекта повышения твердости. Это приводит к большому количеству дефектов обработки, появлению сколов и др.

Ассортимент специальных СОТС для абразивной обработки стекла ограничивается эмульсолами марки «Эдоксом» и «Эмус». Недостатками эмульсолов являются нестабильность смеси, малый срок службы, плохие экологические показатели их применения. Мало данных о применении для шлифования стекла синтетических СОТС на основе водорастворимых полимеров и растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ). Известно, что применение поверхностно-активных веществ (ПАВ), позволяет улучшить моющую способность СОТС, добиться снижения критических напряжений и активно воздействовать на механизмы деформации и разрушения поверхностных слоев.

Большое разнообразие типов стекол, видов их абразивной обработки, режимов шлифования затрудняет разработку универсальных СОТС. Кроме того, разработка новых СОТС осложняется отсутствием надежных экспресс-методик, позволяющих оперативно оценивать технологическую эффективность разрабатываемых составов.

Цель работы: разработка состава эффективной синтетической СОТС для операции получистового шлифования натрий-калий хрустального стекла алмазными кругами на металлической связке.

Объект исследования Процесс абразивной обработки стекла с использованием синтетических СОТС.

Научная новизна работы:

1. Получены экспериментальные зависимости влияния концентрации компонентов ПАВ в водном растворе СОТС на интенсивность процесса шлифования стекла. Установлено, что зависимости носят экстремальный характер с минимумом времени обработки в районе концентраций 0,05...0,5 мае. %.

2. Обнаружено, что водные растворы гликолей в качестве СОТС обладают более высокой технологической эффективностью по сравнению с эффективностью растворов традиционных ПАВ.

3. Установлено, что присутствие ПАВ в зоне разрушения при шлифовании стекла стимулирует процессы кристаллизации отделяемых микрообъемов.

Практическая ценность работы;

1. Разработана трибометрическая система для изучения действия СОТС на процессы абразивной обработки стекла, которая позволяет проводить измерения скорости съема материала, силы резания, температуры зоны обработки в диапазоне скоростей резания 7... 11 м/с.

2. Апробирована экспериментальная методика по изучению влияния внешней среды на пластические свойства стекла, моделирующая воздействие на поверхность единичного абразивного зерна.

3. Даны рекомендации по созданию и выбору составов СОТС, способствующих повышению производительности и качества процесса плос-когранилыюго шлифования стекла.

4. Разработан состав трехкомпонентной СОТС для получистового шлифования калий-свинец-силикатного стекла, который позволяет увеличить интенсивность шлифования на 10%, уменьшить износ абразивного инструмента в 2 раза.

Реализация результатов работы. Результаты работы переданы в виде рекомендаций на предприятие ЗАО Приволжский ювелирный завод "Красная Пресня", г. Прнволжск Ивановской области

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на Международных научно-технических конференциях: "IX Бенардосовские чтения", Иваново, 1999; "Новые материалы и технологии на рубеже веков", Пенза, 2000; Всероссийской научно-

технической конференции "Повышение эффективности механообработки на основе аналитического и экспериментального моделирования процессов", Рыбинск, 1999; IV Международной конференции по лиотропным жидким кристаллам, Иваново, 2000.

Публикации. Основные теоретические положения и результаты исследований опубликованы в одной статье, четырех тезисах докладов.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав и списка литературы, содержит страницы печатного текста,

И таблиц, 47 _рисунков, 111/ литературных источников.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность проблемы, обозначена цель исследования, определены методические и теоретические основы работы, изложена научная новизна и практическая ценность.

В первой главе содержится аналитический обзор научно-технической литературы, касающейся структуры и методов обработки стекла, механизма действия внешних сред при алмазно-абразивной обработке хрупких материалов и конкретизированы задачи исследования.

Стекло — макроскопически однородный сплав окислов 8Ю2, А1203, В20з, Р205 с присадками вспомогательных компонентов. В области обычных температур стекло является жестким, твердым и очень хрупким материалом.

Основной операцией холодной механической обработки изделий из стекла является шлифование. Шлифование происходит при взаимном трении стекла и абразивного материала, чаше всего в присутствии воды. Шлифование производится водной суспензией абразивного порошка или при помощи круга из связанного абразива, на который поступает пода. При получистовом шлифовании стекла кругами из связанного абразива нп ибо л ее предпочтительными яглчюгея алмазитле круги на металлической связке.

Механизм шлифования стекла заключается в следующем. В точках воздействия абразивных зерен на поверхность стекла возникают трещины, максимальная глубина зависит от природы и размеров абразивных зерен. После многократных воздействий зерен абразива весь поверхностный слой стекла (рис.1) покрывается трещинами (зона разрушения /). При последующем прокатывании зерен удаляются осколки, отделенные трещинами о г основной массы стекла.

Действие инструмента

Якти1ная а/си&лкть

\3ottapeipg-I ¡пе/т»

JoMt apeipa-руш&чия

ТЗедЗеетмо

Общие вопросы шлифования стекла и влияние на процесс основных технологических факторов — величины абразивных зерен, скорости шлифовки, прижимающей силы, типа стекла и др. — подробно рассмотрены работах H.H. Качалова, И. Гетца и др.

Влияние типа СОТС на процесс шлифования по-прежнему остается малоизученным. Это объясняется тем, что во многих случаях шлифования стекла наиболее эффективной шлифовальной жидкостью является простая водопроводная вода. Еще в работах академика

П.А. Ребиндера доказано, что применение поверхностно-активных жидкостей в процессе шлифования хрупких твердых тел может существенно ускорить процесс шлифования (рис. 1). Проникая в систему поверхностных микротрещин, поверхностно-активная жидкость препятствует их обратному смыканию трещин после снятая нагрузки. При этом наиболее эффективными жидкостями оказываются полярные жидкости, родственные по своей природе стеклу.

Прикладные аспекты действия внешней среды на процессы шлифования хрупких материалов — поликорундовой керамики, полупроводников, стекла — рассмотрены в работах JI.B. Худобина, В. Н. Латышева, С. В. Ключникова, Ю.Н. Лазюка, Л.П. Калафатовой и других. Применение поверхностно-активных веществ (ПАВ), позволяет улучшить моющую способность СОТС, добиться снижения критических напряжений и активно воздействовать на механизмы деформации и разрушения поверхностных слоев. К положительным результатам может приводить совместное применение двух и более ПАВ, ПАВ и спиртов, а также их взаимодействие с электролитами. Большое разнообразие типов стекол, видов их абразивной обработки, режимов шлифования затрудняет разработку универсальных СОТС. Кроме того, разработка новых СОТС осложняется отсутствием экспресс—методик, позволяющих оперативно определять технологическую эффективность разрабатываемых составов.

в ма/та/гтайнай ! О вктид cgeäe ' среде

Рис. 1. Схема разрушения стекла при шлифовании в малоактивной и активной сред по (П.А. Ребиндеру)

Конкретными задачами нашего исследования являются изучение влияния водных растворов ПАВ на трибомеханические характеристики процесса абразивной обработан стекла алмазным инструментом и разработка состава эффективной синтетической СОТС для операции получистового шлифования калий-свинец-силикатного стекла (химический состав стекла: 8Ю2- 67-64%, РЬО — 18-24%, К20 — 13-17% и др.) алмазными кругами на металлической связке, которая применяется на ОАО Приволжский ювелирный завод «Красная Пресня» г. Приволжск Ивановской области при изготовлении имитаторов полудрагоценных камней.

Вторая глава посвященз разработке экспериментальной установки для изучения процесса шлифования стекла инструментом со связанным абразивом, изучению основных закономерностей процесса и отработке методики определения эффективности процесса.

В основе разработанной установки (рис. 2) используется стандартный шлифовальный станок для ручной огранки стеклоизделий ГП-2. Абразивный инструмент — алмазная планшайба А1ПВ на металлической связке М-1 размерами 0140x70 мм. Прижимание образца — стеклянного шарика 06 мм к инструменту осуществляется вертикальным нагружением грузами различной массы, что позволяет проводить испытания при различных нагрузках. Диапазон используемых нагрузок в эксперименте составлял 50...250 г, что соответствует реальным условиям обработки.

Система сменных шкивов обеспечивает возможность трех ступенчатого переключения скорости вращения шлифовального круга 1400,1660 и 2100 об/мин. Для устранения локального вьггирания абразивного инструмента реверсивный привод циклически перемещает обрабатываемый образец по зоне обработки в поперечном направлении с частотой 0,5 Гц. СОТС подается в зону резания свободным поливом. Расход СОТС в эксперименте составлял около 0,5 л/мин.

Измерение интенсивности съема материала в процессе обработки обеспечивается лазерным датчиком перемещения, закрепленным на коромысле нагружающего устройства. Датчик позволяет, во-первых, фиксировать толщину снятого слоя непосредственно во время опыта, во-вторых, — фиксировать время снятия слоя определенной толщины. Максимальная толщина слоя в проводимых экспериментах ограничивается конструкцией держателя образца 1,25 мм. Достигнутая точность измерения толщины слоя— 15...20 мкм.

Для измерения сил трения образец-инструмент при шлифовании нами разработано оригинальное устройство. В основу силоизмернтеля положен принцип измерения деформации упругого элемента с помощью

Рис. 2. Схема экспериментальной установки:

1 — двигатель; 2 — клиноременная передача; 3 —алмазная планшайба; 4 — образец; 5 — нагружающее устройство; 6 — измернгел силы резания; 7 — подвеска; 8 — реверсивный механизм; 9 — лазерный датчик

электромагнитного датчика. Выходная характеристика сипоизмерителя оказалась близка к линейной функции с коэффициентом наклона 60 мВ/Н.

Исследование температурного состояния зоны обработки проводили с помощью медь-константановых термопар, впаянных в исследуемые образцы, в момент разрушения спая термопары. Для уменьшения теплоот-вода от зоны обработки при проведении исследований температуры металлический держатель образца заметался на специальный, изготовленный из оргстекла. Было установлено, что, несмотря на высокую скорость шлифования и интенсивный съем материала, в зоне обработки стекла средняя температура резания не высока. Даже при шлифовании на воздухе зона обработки при величине сошпифованного слоя до 1 мм нагревалась не выше 50-60 °С. Очевидно, сильные турбулентные потоки воздуха, порождаемые быстрым вращением абразивною инструмента, выполняют роль эффективного охладителя. Подача СОТС в зону резания снижает температуры шлифования до 25...27 °С. Невысокие средние температуры зоны контакта даже при шлифовании на воздухе показывают, что эффективность СОТС в исследуемом процессе будет определяться не ее охлаждающим действием.

На этапе предварительных испытаний была обработана методика определения эффективности съема материала при обработке. Поскольку

сошлифовывание образца сферической формы идет неравномерно, то за критерий эффективности оказалось удобным принять время, необходимое для снятия слоя материала определенной толщины. За базовое значение в экспериментах была принята толщина сошлифованного слоя в 1 мм.

Проведенные нами исследования позволили установить влияние основных параметров системы — нагрузки и скорости шлифования на время обработки и силу трения в среде СОТС. С увеличением нагрузки сила трения возрастала пропорционально нагрузке, а время обработки уменьшалось по закону обратной пропорциональности. Зависимость силы трения и времени обработки от скорости шлифования имеет экстремальный характер (рис. 3). При изменении скорости шлифования от 1400 об/мин до оптимальной скорости — 1660 об/мин силы трения возрастают, а время обработки снижается. Однако при последующем ступенчатом изменении скорости шлифования до 2100 об/мин время обработки вновь возрастает, а сила трения снижается. Это свидетельствует о том, что при высоких скоростях имеет место ослабление контакта «инструмент -образец». Возможная причина явления — возрастание гидродинамических сил, действующих со стороны внешней среды на плотность контакта.

Третья глава посвящена исследованию влияния однокомпонент-ных растворов ПАВ на эффективность шлифования на технологические показатели процесса шлифования стекла, качество и физическое состояние поверхности стекла. Кроме того, изучались физико-химические свойства растворов ПАВ с целью связать эффективность действия СОТС со свойствами раствора.

Было исследовано действие ряда однокомпонентных водных растворов традиционных ПАВ (ДНСА, лаурилсульфата, авироля ОГ, мыла технического, стеарокса-6, триэтаноламиновая соль олеиновой кислоты, эфиров жирных кислот) и многоатомных спиртов (этилен-, диэтилен, три-этнлен- и полиэтиленглгасоля). Концентрация компонента в растворе варьировали в диапазоне 0,01... 1 мас.%.

Установлено, что зависимость времени сошлифовывания от концентрации компонента в растворе и для традиционных ПАВ и для глико-лей носит экстремальный характер (рис.4). Минимум времени шлифования в зависимости от природы ПАВ находится в диапазоне концентраций 0,05...0,5 мас.%. Объяснение наблюдаемому явлению содержится в двойственной природе ПАВ, которые, согласно исследованиям школы академика А.П. Ребиндера, оказывают на поверхность материала одновременно два противоположных действия — охрупчивающее (расклинивающее) и пластифицирующее.

воздух вода Этилен гликоль 0,1% ДНСА0,1%

а)

э-£

воздух вода этиленгликоль 0,1 % дне А 0,11

б)

Рис. 3. Зависимость времени обработки (а) и коэффициента трения «образец-диск» (б) скорости шлифования в среде СОТС

Расклинивающее действие ускоряет при шлифовании процесс тре-щинообразования, диспергирования и отделения шлама. Пластифицирующее действие, напротив, затрудняет процесс хрупкого разрушения поверхности, т. е. замедляет сошлифовывание стекла. Очевидно, в области оптимальных концентраций поверхностно-активных присадок расклинивающий эффект преимущественно преобладает над пластифицирующим.

Установлено, что водные растворы гликолей в области оптимальных концентраций снижают скорость обработки более эффективно, чем растворы традиционных ПАВ. Возможное объяснения наблюдаемому эффекту мы видим в различной химической природе присадок.

Исследования зависимости поверхностного натяжения исследуемых водных растворов традиционных ПАВ и гликолей от концентрации присадки, проведенные сталагмометрическим методом, позволили установить, что поверхностной активностью на границе «вода-воздух» обладают лишь растворы традиционных ПАВ. Для этих СОТС имеет место резкое снижение сил поверхностного натяжения с увеличением концентрации присадки. Растворы традиционных ПАВ в диапазоне концентраций до 1 мае. % снижают силы поверхностного натяжения почти в два раза — с 72 мН/м до 40 мН/м. Растворы гликолей, напротив, практически не изменяют поверхностное натяжение воды на воздухе.

Известно, что и эффективность капиллярного проникновения жидкости пропорциональна поверхностному натяжению. Поэтому, из-за более высоких значений поверхностного натяжения высота капиллярного поднятия для растворов гликолей выше, чем растворов традиционных ПАВ (рис. 5). Следовательно — выше проникающая способность растворов гликолей в систему приповерхностных капилляров зоны разрушения стекла при шлифовании и выше эффективность диспергирующего действия.

Большое внимание нами было уделено исследованию влияния растворов на микротвердость поверхности стекла. В поверхность стекла с нанесенным раствором ПАВ вдавливался алмазный индентор, который моделировал действие единичного абразивного зерна в процессе обработки. Измерения проводились при нагрузке на индентор 100 г, времени выдержки под нагрузкой 30 с. Перед нанесением раствора исследуемая поверхность подвергали предварительной очистке кипячением п дистиллированной воде.

Исследованиями установлено, что вода повышает твердость стекла, а водные растворы ПАВ и гликолей, напротив, повышают его пластичность. Увеличение концентрации присадки повышает пластические свойства стекла, монотонно снижая его микротвердость по экспоненциальной зависимости, Для оценки эффективности влияния веществ на пластиче-

ские свойства стекла оказалось удобным ввести показатель относительной микротвердости стекла, когда за единицу относительной микротвердости принимается микротвердость стекла на воздухе — 450 НУ, а все остальные значения определяются из отношения истинной микротвердости поверхности к микротвердости нормы.

Сравнительный анализ результатов измерения относительной технологической эффективности СОТС в области оптимальной концентрации и относительной микротвердости поверхности в среде СОТС показал наличие значимой корреляции между этими параметрами (рис. 6). Очевидно, что глубина проникновения алмазного индентора при измерении микро-тисрдости определяется разрушающей способностью СОТС, т. е. способность проникать в систему поверхностных микротрещин, образовывать на поверхностях трещин монослои, препятствующие обратному смыканию трещин при снятии нагрузки. Таким образом, по результатам измерения микровердости стекла в среде СОТС можно достаточно уверенно судить о технологической эффективности исследуемой СОТС.

Шлифование в среде трибоактивных СОТС благоприятно сказывается на качестве шлифованной поверхности. Качество поверхности исследовали с помощью электронной микроскопии методом реплик. Перед исследованием угольная реплика поверхности предварительно оттенялась тонким слоем золота. Установлено, что с повышением концентрации присадки в СОТС имеет место существенное уменьшение глубины и частоты микрорельефа шлифованной поверхности (табл. 1).

Интересные результаты были получены при электронно-микроскопическом исследовании фазового состава частиц шлама, извлеченных репликой с поверхности стекла. Обнаружено что, все твердые включения шлама имеют кристаллическую, а не аморфную структуру. Это проявляется в наличие на дифрактограммах объектов четких дифракционных максимумов, а не диффузных колец.

По характеру дифракции электронов в извлечениях реплики установлено наличие двух кристаллических фаз. Как и ожидалась, дифракция на одной из типов включений соответствует дифракции от атомных плоскостей кубической решетки алмаза с периодом решетки 3,570 А. Небольшое число дифракционных максимумов на дифрактограмме связано с погасанием большинства рефлексов из-за высокой симметрии решетки. На втором типе включений дифракция имеет совершенно другой характер. Большое наличие дифракционных максимумов свидетельствует о более низкой степени симметрии данного типа решетки, чем кубический (табл. 2). Решетка была предварительно идентифицирована нами как ромбическая с периодами с ~ 4,45 А, а = 5,4 А, с/а ~ 0.824.

Кон^нтраци я присадки мас%

а)

' Концентрация присадки, мае. %

б)

Рис. 4. Влияние на концентрации присадки в растворе на время шлифования: а) растворы традиционных ПАВ, б) растворы гликолей

Концентрация, ыас.%

Рис. 5. Зависимость высоты столба жидкости в капилляре от концентрации присадки в растворе

13-1 121.1 -

Ц0-

0.903

0,7

■ 9 • Б

'5 ■7 *8

0,7 0,8 0,9 1,1 1.2 1Д

Относительная интенсивность шлиф ования

Рис. 6. Корреляция между относительной интенсивностью сошлифовыва-ния и микротвердостью в среде СОТС: 1 — воздух, 2. — вода, 3 — мыло, 4 — этиленгликоль, 5 — полиэтиленгликоль, 6 — диэтиленг-лпколь, 7 — ДНСА, 8 — авироль ОГ, 9 — лаурилсульфат

Учитывая то, что тип дифракции с ромбической решеткой соответствует примерно 80% всех включений в реплику, а аморфные включения вообще отсутствуют, можно с уверенностью утверждать, что идентифицируемая фаза соответствует кристаллическому стеклу. Таким образом, нами установлено, что при шлифовании наряду с трещинообразованием в поверхностном слое стекла параллельно идет процесс кристаллизации. Вопрос о влиянии кристаллизации на процесс разрушения стекла остается открытым.

В четвертой главе рассматриваются вопросы оптимизации состава СОТС для обработки калий-свинец силикатного стекла и сравнительным испытаниям эффективности разработанной СОТС.

Методам!? планирования эксперимента нами проведена оптимизация состава трехкймпонентной СОТС, представляющая смесь этиленгли-коля, ДНСА и лаурилсульфата. В качестве экспериментального плана был выбран симметричный ротатабельный композиционный униформплан второго порядка. Поиск оптимального состава осуществлялся в области локальных экстремумов влияния каждого из компонентов методом пошагового восхождения.

Разработанная СОТС показала свою высокую эффективность по сравнению с традиционными СОТС и водой (рис. 7 и 8). Применение СОТС вместо воды позволяет на 10...20% уменьшить время обработки, на 20...25% уменьшить силу трения «инструмент-заготовка», в 2...3 раза снизить шероховатость поверхности, более чем в 2 раза увеличить стойкость абразивного инструмента. Эффективность разработанного состава СОТС подтверждена производственными испытаниям на ОАО Приволжский ювелирный завод г. Приволжск Ивановской области.

Общие выводы по работе

1. Существенное улучшение основных технологических показателей процесса абразивной обработки стекла на операции плоскогранильного шлифования достигается за счет применения СОТС на основе водных растворов ПАВ и гликолей. Установлено, что применение данных компонентов СОТС позволяет в 2...3 раза снизить шероховатость поверхности, на 20...25% уменьшить силы резания, на 20% увеличить скорость обработки, более чем в два раза увеличить стойкость алмазного инструмента.

2. Установлено, что в отличие от обработки металлов при шлифовании стекла средние температуры зоны резания невысоки, поэтому влияние СОТС на процесс резания обусловлено не охлаждающим, а смазочным л другими видами физико-химического действия компонентов СОТС..

3. Наибольшая эффективность действия присадок ПАВ на скорость обработки наблюдается при концентрации вещества в растворе 0,05 ...0,5 мас.%. Экстремальный характер наблюдаемых зависимостей обусловлен двойственной природой ПАВ, проявляющейся в одновременном охрупчивающем и пластифицирующем действии на поверхность хрупких материалов.

4. Эффективность действия присадок ПАВ в составе СОТС зависит от их химической природы. Установлено, что многоатомные спирты — гликоли более эффективно влияют на процесс шлифования стекла по сравнению с присадками традиционных ПАВ. Данное свойство связано с более высокими значениями поверхностного натяжения растворов гликолей, что позволяет им быстрее и глубже проникать в систему микротрещин, расклинивать их и способствовать отделению частиц стекла от; поверхности.

5. Технологическая эффективность растворов СОТС при шлифовании стекаа хорошо коррелирует с данными по микротвердости поверхности, измеренной в среде СОТС. Это, очевидно, обусловлено похожей природой действия ПАВ на процесс разрушения при шлифовании и внедрении индентора.

Список публикаций

1. Курочкин А.Е., Латышев В.Н., Новиков В.В. Исследование влияния растворов ПАВ на поверхностную прочность специальных стекол // Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. "IX Бенардосовские чтения". Иваново, 1999. С. 348.

2. Курочкин А.Е., Латышев В.Н., Новиков В.В. Моделирование действия СОТС при абразивной обработке стекла методом микроиидентирова-1шя // Тез. докл. Всеросс. науч.-техн. конф. "Повышение эффективности механообработки на основе аналитического и экспериментального моделирования процессов". Рыбинск, 1999. С. 60.

Таблица 1

Кривые тока вторичных электронов от угольных реплнк с поверхности стекла после шлифования в различных СОТС

Воздух Вода

Раствор этиленгликоля, 0.01% Раствор этиленгликоля, 0,1%

Таблица 2

Электронно-графический анализ включений, извлеченных репликой с поверхности стекла после шлифования

Интен

Дифрактограмма Радиус, мм <3нкц А Индекс сив-ность

8.5 4.45 001

гШШк 14 17 22 2.70 2.29 1.72 110 002 210 + +

22.5 1.48 003

30 1.26 +

Ромбическая: с = 4,45 А, а = 5,4 А, с/а = 0,824

12 3 4

Рис. 7. Время обработки с применением различных СОТС1 — вода, 2 — трехкомпонентная СОТС, 3 — «Прогресс- 13К», 4 - Эф гол

Количество обработанных образцов

Рис. 8. Зависимость времени шлифования от количества обработанных образцов в воде (1) и предлагаемой СОТС (2).

I. Курочкин А.Е. Разработка составов и исследование эффективности СОТС при абразивной обработке стекла методом микроиндентирова-ния // Научная школа В.Н. Латышева: Юбилейный сб. науч. статей, Иваново, 1999, С. 98 - 103.

к Курочкин А.Е., Латышев В.Н., Семенов М.Н. Установка для исследования влияния смазочно-охлаждающих технологических средств на эффективность абразивной обработки стекла // Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. "Новые материалы и технологии на рубеже веков". Пенза, 2000. 4.2. С. 11-12.

). Курочкин А.Е., Латышев В.Н., Семенов М.Н. Влияние поверхностно-активных технологических сред на параметры шлифования силикатного стекла // Тез. докл. IV Междунар. конф. по лиотропным жидким кристаллам. Иваново, 2000. С. 86.

>. Латышев В.Н., Курочкин А.Е., Новиков В.В. Влияние растворов поверхностно-активных веществ на трибомеханику процесса абразивной обработки стекла (принята к публикации в Вестнике Ивановского государственного университета, сдана 15.09.2000).

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР.

1.1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТЕКЛА, КАК

КОНСТРУКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА.

1.2. МЕХАНИЗМ ПРОЦЕССОВ И ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ШЛИФОВАНИЯ СТЕКЛА.

1.2.1. Технологические особенности шлифования стекла.

1.2.2. Процессы, протекающие в контактной зоне при шлифовании стекла.

1.2.3. Влияние отдельных факторов на технологические показатели обработки стекла.

1.3. МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ СОТС ПРИ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКЕ ХРУПКИХ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ.

1.3.1. Охлаждающее действие СОТС.

1.3.2. Смазочное действие СОТС.

1.3.3. Моющая способность СОТС.

1.3.4. Диспергирующее и пластифицирующее действие СОТС.

1.3.5. Применение СОТС при шлифовании стекла.

1.4. ВЫВОДЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.4.1. Выводы по аналитическому обзору.

1.4.2. Постановка задачи исследования.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ШЛИФОВАНИЯ СТЕКЛА.

2.1. ТРИБОМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ШЛИФОВАНИЯ СТЕКЛА.

2.1.1. Общее устройство системы.

2.1.2. Конструкция измерителя силы трения инструмент-образец.

2.1.3. Поворотное устройство.

2.1.4. Датчик съема материала.

2.2. ИЗМЕРЕНИЕ СРЕДНИХ ТЕМПЕРАТУР В ЗОНЕ ШЛИФОВАНИЯ.

2.3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НАГРУЗКИ И СКОРОСТИ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ СОШЛИФОВЫВАНИЯ И СИЛЫ ТРЕНИЯ ПРИ ШЛИФОВАНИИ СТЕКЛА В СРЕДЕ СОТС.

2.3.1. Методика измерения интенсивности сошлифовывания стекла.

2.3.2. Влияние нагрузки на время и усилия шлифования в среде СОТС

2.3.3. Исследование влияния скорости шлифования на время обработки и силы при шлифовании стекла в среде СОТС.

2.4. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОДНОКОМПОНЕНТНЫХ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ПАВ НА ПРОЦЕСС

ШЛИФОВАНИЯ СТЕКЛА.

3.1. ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ПАВ В РАСТВОРЕ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ШЛИФОВАНИЯ СТЕКЛА.

3.1.1. Краткая характеристика исследуемых ПАВ.

3.1.2. Шлифование стекла в среде СОТС содержащих ПАВ.

3.2. ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ПАВ НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАСТВОРА.

3.2.1. Исследование поверхностного натяжения растворов ПАВ.

3.2.2. Исследование капиллярного поднятия растворов ПАВ.

3.3. ВЛИЯНИЕ РАСТВОРОВ ПАВ НА МИКРОТВЕРДОСТЬ СТЕКЛА.

3.3.1. Методика измерения пластических свойств.

3.3.2. Влияние метода очистки поверхности.

3.3.3. Влияние нагрузки и метода испытаний.

3.3.4. Влияние состава и концентрации ПАВ в растворе.

3.4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СОТС НА СТРОЕНИЕ И СТРУКТУРУ

ЗОНЫ РАЗРУШЕНИЯ.

3.4.1. Электронно-оптический анализ шлифованной поверхности.

3.4.2. Электроннографический анализ зоны разрушения.

3.5. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.

ГЛАВА 4. ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА ТРЕХКОМПОНЕНТНОЙ СОТС ДЛЯ ПОЛУЧИСТОВОГО ШЛИФОВАНИЯ СТЕКЛА.

4.1. ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА ТРЕХКОМПОНЕНТНОЙ СОТС

МЕТОДАМИ ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА.

4.1.1. Постановка задачи исследования.

4.1.2. Краткая характеристика метода планирования.

4.1.3. Предварительное планирование эксперимента по оптимизации состава СОТС.

4.1.4. Оптимизация состава трехкомпонентной СОТС.

4.2. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ТРЕХКОМПОНЕНТНОЙ СОТС.

4.3. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4.

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Смазочно-охлаждающие технологические средства (СОТС) — неотъемлемая часть технологического процесса механической обработке материалов. Применение СОТС позволяет повысить производительность процесса, повысить качество получаемой продукции, продлить ресурс работы инструмента.

Появление новых материалов, возрастающие требования к качеству продукции и к экологической безопасности производства обусловливают необходимость расширять ассортимент СОТС. Малоизученной операцией в отношении применения СОТС является обработка стекла алмазным инструментом. Основной СОТС, применяемой на данной операции, по-прежнему остается вода. Вода обеспечивает хорошее охлаждение зоны обработки и доступна для потребителя. В то же время, вода не обладает хорошими смазочными свойствами и склонна охрупчивать стекло за счет эффекта повышения твердости. Это приводит к большому количеству дефектов обработки, появлению сколов и др.

Ассортимент специальных СОТС для абразивной обработки стекла ограничивается эмульсолами марки "Эдоксом" и "Эмус". Недостатками эмульсолов являются нестабильность смеси, малый срок службы, плохие экологические показатели их применения. Мало данных о применении для шлифования стекла синтетических СОТС на основе водорастворимых полимеров и растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ). Известно, что применение поверхностно-активных веществ (ПАВ), позволяет улучшить моющую способность СОТС, добиться снижения критических напряжений и активно воздействовать на механизмы деформации и разрушения поверхностных слоев.

Большое разнообразие типов стекол, видов их абразивной обработки, режимов шлифования затрудняет разработку универсальных СОТС. Кроме того, разработка новых СОТС осложняется отсутствием надежных экспрессметодик, позволяющих оперативно оценивать технологическую эффективность разрабатываемых составов.

ТТШТЬ РАБОТЫ. Разработка состава эффективной синтетической СОТС для операции получистового шлифования калий-свинец-силикатного стекла алмазными кругами на металлической связке.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ. Процесс абразивной обработки стекла с использованием синтетических СОТС.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА:

1. Получены экспериментальные зависимости влияния концентрации компонентов ПАВ в водном растворе СОТС на интенсивность процесса шлифования стекла. Установлено, что зависимости носят экстремальный характер с минимумом времени обработки в районе концентраций 0,05.0,5 мае. %.

2. Обнаружено, что водные растворы гликолей в качестве СОТС обладают более высокой технологической эффективностью по сравнению с эффективностью растворов традиционных ПАВ.

3. Установлено, что присутствие ПАВ в зоне разрушения при шлифовании стекла стимулирует процессы кристаллизации отделяемых микрообъемов.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ:

1. Разработана трибометрическая система для изучения действия СОТС на процессы абразивной обработки стекла, которая позволяет проводить измерения скорости съема материала, силы резания, температуры зоны обработки в диапазоне скоростей резания 7. .11 м/с.

2. Апробирована экспериментальная методика по изучению влияния внешней среды на пластические свойства стекла, моделирующая воздействие на поверхность единичного абразивного зерна.

3. Даны рекомендации по созданию и выбору составов СОТС, способствующих повышению производительности и качества процесса плоскогранильного шлифования стекла.

4. Разработан состав трехкомпонентной СОТС для получистового шлифования калий-свинец-силикатного стекла, который позволяет увеличить интенсивность шлифования на 10%, уменьшить износ абразивного инструмента в 2 раза.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ. Результаты работы переданы в виде рекомендаций на предприятие ЗАО Приволжский ювелирный завод "Красная Пресня", г. Приволжск Ивановской области.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на Международных научно-технических конференциях: "IX Бенардосовские чтения", Иваново, 1999; "Новые материалы и технологии на рубеже веков", Пенза, 2000; Всероссийской научно-технической конференции "Повышение эффективности механообработки на основе аналитического и экспериментального моделирования процессов", Рыбинск, 1999; IV Международной конференции по лиотропным жидким кристаллам, Иваново, 2000.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка литературы и приложений, содержит 156 страниц печатного текста, 47 рисунков, 11 таблиц, имеются ссылки на 110 литературный источник.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Существенное улучшение основных технологических показателей процесса абразивной обработки стекла на операции плоскогранильного шлифования достигается за счет применения СОТС на основе водных растворов ПАВ и гликолей. Установлено, что применение данных компонентов СОТС позволяет в 2.3 раза снизить шероховатость поверхности, на 20.25 % уменьшить силы резания, на 20 % увеличить скорость обработки, более чем в два раза увеличить стойкость алмазного инструмента.

2. Установлено, что в отличие от обработки металлов при шлифовании стекла средние температуры зоны резания невысоки, поэтому влияние СОТС на процесс резания обусловлено не охлаждающим, а смазочным и другими видами физико-химического действия компонентов СОТС.

3. Наибольшая эффективность действия присадок ПАВ на скорость обработки наблюдается при концентрации вещества в растворе 0,05 .0,5 мас.%. Экстремальный характер наблюдаемых зависимостей обусловлен двойственной природой ПАВ, проявляющейся в одновременном охрупчивающем и пластифицирующем действии на поверхность хрупких материалов.

4. Эффективность действия присадок ПАВ в составе СОТС зависит от их химической природы. Установлено, что многоатомные спирты — гликоли более эффективно влияют на процесс шлифования стекла по сравнению с присадками традиционных ПАВ. Данное свойство связано с более высокими значениями поверхностного натяжения растворов гликолей, что позволяет им быстрее и глубже проникать в систему микротрещин, расклинивать их и способствовать отделению частиц стекла от поверхности.

5. Технологическая эффективность растворов СОТС при шлифовании стекла хорошо коррелирует с данными по микротвердости поверхности, измеренной в среде СОТС. Это, очевидно, обусловлено похожей природой действия ПАВ на процесс разрушения при шлифовании и внедрении индентора.

1. Авторское свидетельство СССР № 140937, МКИ С10М 1/38. Способ приготовления эмульсионной жидкости / Н.И. Васильева, Н.И. Евстратова, В.П. Калашников и Ю.Н. Шехтер, 1961.

2. Авторское свидетельство СССР № 253284, МКИ С ЮМ 3/04. Смазочно-охлаждающая жидкость для обработки стекла / Ю.Н. Шехтер, Н.И. Евстратова, JI.JI. Бурман и др., 1970.

3. Авторское свидетельство СССР № 997446, МКИ С ЮМ 173/00 Смазочно-охлаждающая жидкость для абразивной обработки материалов на основе стекла / В.В. Бурмистров, Л.П. Калафатова и В.М. Гомон, 1985.

4. Авторское свидетельство СССР № 1427810, МКИ С ЮМ. Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки материалов «Про-гресс-5» / В.Б. Коротков, В.Н. Латышев, Ю.Н. Лазюк и др., 1988.

5. Авторское свидетельство СССР № 1612575, МКИ С ЮМ 173//02. Смазочно-охлаждающая жидкость «Прогресс-7» для механической обработки монокристаллов / В.Б. Коротков, В.Н. Латышев, Ю.Н. Лазюк и др., 1989.

6. Абрамзон А.А., Зайченко Л.П., Файнгольд С.И. Поверхностно-активные вещества. Синтез, анализ, свойства, применение. Л.: Химия, 1988, 200 с.

7. Абрамзон А.А., Лещенко Ж.Я. Изучение поверхностной активности систем, содержащих несколько ПАВ. // Журнал прикладной химии, 1985, 58, №9, С. 2009-2016.

8. Адсорбция из растворов на поверхностях твердых тел. Пер. с англ. Под ред. Г. Парфита, К. Рочестера, М.: Мир, 1986, 488 с.

9. Альтах О.Л., Саркисов П.Д. Шлифование и полирование стекла и стекло-изделий. М.: Высш. шк., 1983.

10. Ахматов А.С. Молекулярная физика граничного трения. М.: Физматгиз, 1963.472 с.

11. Бакли Д. Поверхностные явления при адгезии и фрикционном взаимодействии. М.: Машиностроение, 1986. 360 С.

12. Барчан Г.П. Жидкокристаллическое состояние межфазных слоев при скольжении // Докл. АН СССР, 1981. Т.258. № 1. С. 86-88.

13. Белоусов А.И. Термодинамика процесса резания. // Автореферат дисс. . канд. техн. наук. М., 1970.

14. Берлинер Э.М. Охлаждающие свойства СОЖ и методика их расчета // Известия Вузов. Сер. Машиностроение, 1983. №11. С.136-140.

15. Богданович М.Г. Шлифуемость хрупких материалов. Киев: Синтетические алмазы. 1971. № 1.

16. Бочкин О.И., Брук В.А., Никифорова-Денисова С.Н. Механическая обработка полупроводниковых материалов. М.: Высш. шк., 1983. 112 с.

17. Брекер П. Прочность абразивных зерен: Пер с англ. // Труды американского общества инженеров-механиков. М.: Мир, 1974. № 4. С.160-164.

18. Гетц И. Шлифовка и полировка стекла. Перевод с чешского. Л.: Стройиз-дат, 1967. 280 с.

19. Горелик С.С., Скаков Ю.А., Расторгуев Л.Н. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. М.: МИСИС, 1994. 328 с.

20. Горюнов Ю.В., Перцов Н.В., Сумм Б.Д. Эффект Ребиндера. М.: Наука, 1966. 69 С.

21. Гребенщиков И.В. Роль химии в процессах полирования // Социалистическая реконструкция и наука. М.: Изд. НКТП, 1936. Вып. 2.

22. Гулоян Ю.А. Декоративная обработка стекла и стеклоизделий. М.: Высш. шк., 1989, 225 с.

23. Дерягин Б.В. // Успехи химии, 1979, т. 48, № 4. С. 675-721.

24. Дерягин Б.В., Духин С.С., Рулев Н.Н. // Успехи химии, 1982. Т. 51. №1. 92118 с.

25. Джавахия Ж. К. Влияние моющего действия СОЖ на формирование шероховатости шлифованной поверхности. // Изв. ВУЗов. Сер. Машиностроение, 1981. № 3. С. 127-130.

26. Дорожкин Н. Н., Епифанов В. И., Жорник А. И. К оценке температурных полей и температурных напряжений при распиливании кристаллов // Трение и износ, 1983. Т. 4, № 2. С. 286-295.

27. Дубова Н. В., Коротков В. Б. Исследования влияния водно-этиленгликолевых смесей на тепловыделения при точении титанового сплава ВТ1-0 и стали 12X18Н9Т // Физика трибологических систем. Иваново, 1988. С.70-74.

28. Дымент О.Н., Казанский К.С., Мирошников A.M. Гликоли и другие производные окисей этилена и пропилена. М.: 1976.

29. Евдокимов Е.Д., Семов Ю.И. Экзоэлектронная эмиссия при трении. М.: Наука, 1973. 180 с.

30. Евсеев В.Д. Электризация при разрушении и эффект Ребиндера // Тез. докл. VII Всесоюзн. симпозиума по механоэмиссии и механохимии твердых тел. Таллин, 1981. С. 55-56.

31. Евсеев Д.Г. Формирование свойств поверхностных слоев при абразивной обработке. Саратов: Изд-во Саратовского гос. ун-та, 1975, 127 с.

32. Евсеев Д.Г., Сальников А.Н. Физические основы процесса шлифования. Саратов: Изд-во Саратовского гос. ун-та, 1978, 128 с.

33. Ефимов В.В. Научные основы техники подачи СОЖ при шлифовании. Се-ратов: Изд-во Саратовского гос. ун-та, 1985, 140 с.

34. Журавлев B.C. О температурном критерии определения смазочной способности СОЖ при трении // Вопросы теории действия смазочно-охлаждающих технологических средств в процессах обработки металлов резанием. Сб. научн. тр. Горький: ГПИ, 1975.

35. Иванов В.Е., Купчннов А.Б. Исследование триботехнических характеристик минерального масла с жидкокристаллическими присадками. // Трение и износ. Т.9. № 2. 1988. С. 355-358.

36. Ипполитов Г.М. Абразивно-алмазная обработка. М.: Машиностроение, 1969. 334 с.

37. Казеннова Е.П. Общая технология стекла и стеклянных изделий. М.: Стройиздат, 1983, 114 С.

38. Калафатова Л.П. Направления развития механической обработки материалов на основе стекла // Высокие технологии в машиностроении. Сб. науч. труд. ХДПУ. Харьков: 1998. С. 136-138.

39. Капиллярная химия / Под ред. К. Тамару. М.: Мир, 1983, 272 с.

40. Карбань В.И., Борзаков Ю.И. Обработка монокристаллов в микроэлектронике. М.: Радио и связь, 1988, 104 С.

41. Качалов Н.Н. Технология шлифовки и полировки листового стекла. АН СССР. М.-Л., 1958.

42. Киселев Е.С. Исследование возможности повышения эффективности круглого наружного скоростного шлифования путем рационального использования смазочно-охлаждающих жидкостей // Автореф. дисс. . канд. техн. наук. Ульяновск, 1977. 20 с.

43. Ключников С.В. Повышение обрабатываемости поликорундовой керамики при шлифовании путем воздействия на контактные процессы эффективными смазочно-охлаждающими средствами // Автореф. дис. .канд. техн. наук. Горький: 1990. 16 с.

44. Ключников С.В., Коротков В.Б., Волков А.В. Об одном аспекте действия СОЖ // Разработка и промышленная реализация новых механических и физико-химических методов обработки. Тез. Всесоюзн. научн.-техн. конф. М., 1988. С.123-124.

45. Ключников С.В., Коротков В.Б., Лазюк Ю.Н. К вопросу о механизме действия СОЖ при резании полупроводниковых монокристаллов // Опыт при143менения новых СОТС при обработке металлов резанием. Тез. докл. Всесоюзного научн.-техн. семинара. Горький, 1987.

46. Козлов В.М., Перцов Н.В., Перцов А.В. Повышение эффективности алмазного выглаживания. Алмазный и эльборовый инструмент для обработки изделий инструментального производства и деталей морского приборостроения, М.: 1980, с. 28-41.

47. Коленко Е.А. Технология лабораторного эксперимента. Справочник. Политехника. С-Пб.: 1994. 751 С.

48. Комарова Т. Г. Разработка и исследование негорючих смазочных композиций на водно-гликолиевой основе. Автореферат дисс. . канд. техн. наук. Иваново, 1999. 19 с.

49. Кузнецов В.Д. Поверхностная энергия твердых тел. М.: Гостехиздат, 1954. 220 с.

50. Курочкин А.Е., Латышев В.Н., Новиков В.В. Исследование влияния растворов ПАВ на поверхностную прочность специальных стекол // Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. "IX Бенардосовские чтения". Иваново, 1999. С. 348.

51. Курочкин А.Е. Разработка составов и исследование эффективности СОТС при абразивной обработке стекла методом микроиндентирования // Научная школа В.Н. Латышева: Юбилейный сб. науч. статей, Иваново, 1999, С. 98-103

52. Курочкин А.Е., Латышев В.Н., Семенов М.Н. Влияние поверхностно-активных технологических сред на параметры шлифования силикатного стекла // Тез. докл. IV Междунар. конф. по лиотропным жидким кристаллам. Иваново, 2000. С. 86.

53. Костецкий Б.И., Натансон М.Э., Берисадский Л.И. Механохимические процессы при граничном трении. М.: Наука, 1972, 170 с.

54. Лазюк Ю.Н. Влияние ПАВ и полимеров на разрушение кристаллов // Тез. докл. 3 обл. конф. молодых ученых. Иваново, 1988, С. 94.

55. Лазюк Ю.Н. Влияние поверхностно-активных смазочно-охлаждающих технологических средств на механическую обработку кремния и арсенида галлия // Автореф. дис. .канд. хим. наук. М.: 1989. 18 с.

56. Латышев В.Н. Исследование механо-химических процессов и эффективности применения смазочных сред при трении и обработке металлов. // Дис. доктора техн. наук. М., 1973.

57. Латышев В.Н. О физической природе действия внешних сред при резании металлов // Изв. Вузов. Сер. Машиностроение, 1974, №1, С. 141-145.

58. Латышев В.Н. Повышение эффективности СОЖ. // М.: Машиностроение, 1985, 64 С.

59. Левичев С.А, Лобачева О.Л., Русланова И. Поверхностное натяжение растворов додецилсульфата натрия с добавками солей. // Рукопись деп. в ВИНИТИ., № 2559-В87.

60. Лыков А.В. Тепломассообмен. Справочник. М.: Энергия, 1972, 500 С.

61. Маслов Е.Н. Теория шлифования материалов. М.: Машиностроение, 1974, 319 С.

62. Матвеев B.C., Хрульков В.А., Волков В.В. Исследование термических и смазочных свойств СОЖ при шлифовании и доводке труднообрабатываемых материалов // Физико-химическая механика процессов трения. Иваново: Изд-во ИвГУ, 1979. С. 42-46.

63. Матвеевский P.M., Буяновский И.А., Лазовская О.В. Противозадирная стойкость смазочных сред при трении в режиме граничной смазки. М.: Наука, 1978.

64. Матвеевский P.M., Кайдас Ч., Буяновский И.А., Домбровски Я.Р. Связь смазочных свойств химически активных сред с их реакционной способностью // Трение и износ, 1986, Т. 7, №6, С. 969-973.

65. Несруллаев А.Н., Рустамов Ф.А., Хадакишева И.А. Сдвиг границ фаз и ми-целлообразование: бинарная лиотропная жидкокрасталлическая система -неорганическая соль. //Журнал техн. физики, 1987. № 4, С. 800-802.

66. Новик Ф. С., Арсов Я. Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов. М.: Машиностроение; София: Техника, 1980. 304 с.

67. Оптимизация технологии глубинного шлифования / Под ред. С.С. Силина, Б.Н. Леонова, В.А. Хрулькова и др. М.: Машиностроение, 1989. 120 С.

68. Панасюк В.В. Предельное равновесие хрупких тел с трещинами. Киев, 1968.

69. Перцов Н.В. Механизмы действия поверхностно-активных веществ при разрушении материалов // Физико-химическая механика и лиофильность дисперсных систем. Киев, 1986. С.5-11.

70. Плетнев М.Ю. О природе взаимодействия в растворе смесей неионогенных и анионных поверхностно-активных веществ // Коллоидный журнал, 1987. № 1. С. 184-187.

71. Поверхностная прочность материалов при трении / Под ред. Г.Н. Костец-кого. Киев: Техника, 1976. 296 с.

72. Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества. Справочник / под ред. А.А. Абрамзона и Е. Д. Щукина Л.: Химия, 1984. 392 с.

73. Полянский Ю.В. Исследование процесса взаимодействия шлифовального круга с деталью при различных способах подачи СОЖ с целью повышения эффективности абразивной обработки // Автореферет дис. .канд. техн. наук. М., 1970. 34 с.

74. Пономарева В. А. Влияние поверхностно-активных веществ на производительность и качество алмазного полирования кремниевых подложек. // Теоретические и экспериментальные исследования в часовой промышленности. Труды НИИ Часпрома. М., 1983. С.73-77.

75. Природные алмазы России. Под редакцией В.Б. Кваскова М.: Полярон, 1997,306 с.

76. Радикальные процессы при трении в среде сложных эфиров. // Барчан Г.Г., Чигаренко Г.Г. и др. // Трение и износ. 1983, Т. IV, № 2, С. 194-201.

77. Ребиндер П.А. Значение физико-химических процессов при механическом разрушении и обработке твердых тел в технике // Вестник АН СССР 10, № 85, 1940. С. 9-28

78. Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах. Физико-химическая механика. Избранные труды. М.: Наука, 1979. 383 с.

79. Ребиндер П.А., Щукин Е.Д. Поверхностные явления в твердых телах в процессах их деформации и разрушения // Успехи физ. наук, 1972. Т. 108. Вып. 1.С. 3 -42.

80. Ревина Е.С., Савенко В.И., Торопов Ю.П, Зависимость механо-эмиссионных свойств отслаиваемых полимерных пленок от дислокационной структуры подложки // Коллоидный журнал, 1985. № 5. С. 979-981.

81. Семенов М.Н. Установка и методика исследования электрических свойств граничного смазочного слоя при трении металлов // Автореф. дис. .канд. техн. наук. Иваново: 1999. 18 с.

82. Сипайлов В.А. Тепловые процессы при шлифовании и управление качеством поверхности. М.: Машиностроение, 1978. 167 с.

83. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием: Справочник / Под общей ред. С. Г. Энтелиса и Э.М. Берлинера. М.: Машиностроение, 1995. 469 с.

84. Современная кристаллография. В 4-х томах / Под ред. Б. К. Ванштейна Т.2. Структура кристаллов. М.: Наука, 1979.

85. Технологические свойства новых СОЖ для обработки резанием / Под редакцией М.И. Клушина М.: Машиностроение, 1979, 192 С.

86. Технология обработки абразивным и алмазным инструментом / Под редакцией 3. И. Кремня. JL: Машиностроение, 1989.210 с.

87. Тихонов А.П., Окоренков В.Ю. Влияние температуры и электролита на адсорбцию поверхностно-активных веществ. -// Рукопись деп. в ВИНИТИ 14.10.87., №7, С. 224-887.

88. Трение, изнашивание и смазка. Справочник под ред. И.В. Крагельского, В.В. Алисина Кн. 1. М.: Машиностроение, 1978,, 400 с.

89. Трепнел Б. Хемосорбция. Пер. с англ. М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1958, 326 с.

90. Файнерман В.Б., Ракита Ю.М. и др. Кинетика адсорбции из растворов, содержащих смесь ионогенного и неионогенного ПАВ. // Журнал физ. химии, 1987. Т. 61. № 1. С. 131-138.

91. Фукс Г. И. Адсорбция и смазочная способность масел // Трение и износ, 1983. Т. 4. № 3. С.398-414.

92. Худобин JI.B., Белов М.А., Карпеев В.В. Исследование эффективности СОЖ и способов подачи при шлифовании коррозионно-стойких сталей // Станки и инструмент, 1982. №1. С. 33-34.

93. Худобин JI.B., Бердичевский Е.Г. Техника применения смазочно-охлаждающих средств в металлообработке. М.: Машиностроение, 1977. 189 с.

94. Худобин JI.B. Смазочно-охлаждающие средства, применяемые при шлифовании. М.: Машиностроение, 1971, 214 с.148

95. Худобин JI.B. СОЖ для обработки инструментами из сверхтвердых материалов // Синтетические алмазы. № 5, 1977.

96. Чувствительность механических свойств к действию среды / Под ред. Е.Д. Щукина. М.: Мир, 1969. 352 с.

97. Шинода К., Накагава Т., Тамамуси Б, Исемура Т. Коллоидные поверхностно-активные вещества. М.: Мир, 1966. 320 с.

98. Шихторин Ю.Ф. Исследование эффективности процесса шлифования в зависимости от состава основы СОЖ. // Автореф. дисс. . канд. техн. наук. Куйбышев, 1978. 18 с.

99. Щукин Е.Д. Понижение поверхностной энергии и изменение механических свойств твердых тел под влиянием окружающей среды. // Физико-химическая механика материалов, 1976. № 1. С. 3-20.

100. Щукин Е.Д., Брюханова Л.С., Перцов Н.В. Влияние поверхностно-активных сред на механические свойства твердых тел // Физическая химия. Современные проблемы. М.: Химия, 1983. С. 46-73.

101. Элуэлл Д. Искусственные драгоценные камни. М.: Мир, 1981. 178 с.

102. Энергии разрыва химических связей. Потенциалы ионизации и сродство к электрону. Справочник. В.И. Веденеев, Л.В. Гурвич, В.Н. Кондратьев и др. М.: Изд-во АН СССР, 1962. 216 с.

103. Ящерицын П.И. Повышение эксплуатационных свойств шлифованных поверхностей. Минск: Наука и техника, 1963.

104. Bailey M.W., Garrard R., Juchem H.O. Eigenschaften von Diamand und ihr Einflup auf das SchleifVerhalten // IDR: Ind/ Diamanten Rdcsh. 199. 33. № 1. C. 28.

105. Bartz W.J. Effectivness of coolants considering technological and ecological aspects. Technical Academy Esslingen // Study of metal cutting and forming processes. 1994. C. 138-142

106. Synthetiscer KSS fur Hartmetallschleifen // Fertigung. 1997. № 9. C. 90.

107. Tonsoff H. К., Egger R., Lehnicke S. Einsatz feinstkorniger Diamant-topfschleifscheiben zum Planshleifen von Halbleitersubstratscheiben // Jahrb. Schleifen, Honen, Lappen und Polieren: Verfahren und Masch. 58 Ausg. Essen, 1997. C. 310-321.

108. Young W., Qunji X. Lubricating properties of water-based metalworking fluids containing polyethylene glycols under boundary lubricationg // Chinese Academy of Sciences of Launzhou / Study of metal cutting and forming processes. 1994. C. 223-225.ч->

109. УТВЕРЖДАЮ" Директор ЗАО Приволжский ^^fig^v ювелирный завод "Красная Пресня"ft I/'т^^ СЛ ОБАБКОВ1. ЗАО1. Крзсная Пресня:2000 г.--*а к тпроизводственных испытаний

110. Комиссия в составе шкюнизгсоставила настоящий акт на внедрение нового СОТС, разработанной Ивановским государственным университетом для механической обработки стекла.

111. В результате испытаний установлено:

112. Стойкость абразивных кругов марки А1ПВ на гранильно-полировальных станках ГП-2 увеличилась в 1.8 раза.

113. Время на последующее полирование изделия сократилось в 2.1 раза.

114. Красная Пресня" (/ Обабков С.А.2000 г.1. РАСЧЕТэкономической эффективности от внедрения СОТС, разработанного в Ивановском государственном университете на ЗАО Приволжский ювелирный завод "Красная Пресня"

115. Затраты, связанные с применением на производстве новой СОТС на один станок по сравнению с водой можно рассчитать по формуле1. Зс = Цсотс-V (1)где Цсотс — стоимость ед. объема СОТС, V — годовой объем потребления СОТС.

116. Стоимость ед. объема СОТС зависит от стоимости концентрата СОТС Цк и процентного содержания концентрата в растворе пр :10 руб / кг ■ 100 °/о

117. Цсотс= Цк/ Пр -100% = 01%-= 10руб/тонна . (2)

118. Годовой объем потребления СОТС одним станком определяется числом рабочих смен С в год и расходом СОТС за смену Vc:

119. V = C-Vc = 600 смен • 200 л/смена = 120 000 л. = 120 тонн (3)

120. С учетом выражений (2) и (3) затраты Зс составят:

121. Зс = 10 руб/тонн -120 тонн = 1200 руб. (4)

122. После внедрения СОТС потребность в кругах и брусках должна сократиться пропорционально повышению стойкости инструмента к. В этом случае затраты на инструмент составят3И2 = Зщ/ к « 4200 руб. (7)

123. С учетом (5), (6) и (7) годовая экономия инструмента после внедрения СОТС на один станок составит:

124. Эс = 3И1 Зш = 7500 руб. - 4200 руб. = 3300 руб. (8)

125. Экономическая эффективность от внедрения новой СОТС на один станок Ээф.с есть разность между экономией на приобретение инструмента и расходами на приобретение СОТС:

126. Ээф.с = Эс- Зс = 3300 руб. 1200 руб. =2 100руб. (9)

127. С учетом общего числа работающих станков Nc годовая экономическая эффективность внедрения по гранильному цеху составит

128. Ээф.ц = Ээф.с • Nc = 2100 руб. • 3 0 шт. = 63 000 руб. (10)

129. Расчет выполнен А.Е. Курочкиным.1. Гл. бухгалтер / /1. Гл. экономист

130. Начальник гранильного участка ^^Гг/г^и^ А / /1. РОССИЙСКАЯгостя*Рг' з1о1ъц а - ох