автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Исследование износоустойчивости абразивных брусков без связки при хонинговании

од

На правах рукописи

ГОЛОВКО АНДРЕЙ ГРИГОРЬЕВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗНОСОУСТОЙЧИВОСТИ АБРАЗИВНЫХ БРУСКОВ БЕЗ СВЯЗКИ ПРИ ХОНИНГОВАНИИ

05.03.01 - Процессы механической и физико - технической обработки, ста,«и и инструмент

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград- 1996

Работа выполнена в Волгоградском государственном техническом университете.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Оробннский В .М.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

Ведущее предприятие - АООТ ВГТЗ

Защита состоится 10.12.96 г. на заседании специализированного совета К.063.76.04. в Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400066, Волгоград, пр. Ленина 28.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Волгоградского государственного технического университета.

профессор Смольников Н.Я. кандидат технических наук, Шарабаев АЗ.

Автореферат разослан \ ноября 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета канд. тех. наук доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одной из важнейших задач технического прогресса в облзеги машиностроения является повышение надежности и долговечности работы машин и механизмов. Для обеспечения эффективного производства в условиях рыночных отношений промышленные предприятия.России должны предложить на внешний и внутренний рынки продукцию высокого качества с' новыми потребительскими свойствами по ценам ниже мировых. Это возможно на основе использования накопленного у нас в стране м<шшого научного потенциала. усовершенствования технологических методов и средств отделочной обработки деталей, использования разработок в области совершенствования конструкций машин и механизмов. Развитие прогрессивных методов формообразования, резкое повышение требований к качеству, надежности и долговечности машин н механизмов, зависящих от точности размеров деталей * и параметров шероховатости их поверхности - основные предпосылки увеличения удельного веса абразивной обработки, I недрення прогрессивных технологических процессов финишной обработки и создания новых видов абразивного инструмента.

Качество абразивных инструментов повышается за счет применения новых видов абразивных зерен и наиболее эффективных связок, внедрения новых, более прогрессивных методов формования и термообработки, обеспечивающих получение инструмента с равномерными твердостью и" плотностью, методов механической обработки, повышающих точность геометрической формы и размеров инструмента . Чистовая обработка материалов традиционным инструментом в ряде случаев оказывается недостаточно производительной, сопряжена с большим износом инструмента и низким качеством обрабатываемой поверхности. Вот почему создание нового высокопрочного и высокопроизводительного инструмента является актуальной задачей. Этим условиям может отвечать принципиально новый абразивный инструмент без связки, изготовляемый прессованием абразивных зерен ударной волной с последующим высокотемпературным спеканием.

Цель работы: Повышение эффективности процесса хонингования на базе применения нового более износоустойчивого абразивного инструмента бгз связки, получаемого прессованием ударной волной с последующим высокотемпературным спеканием.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

!. Разработка теоретических предпосылок для создания нового абразивного инструмента без связки с повышенной режущей способностью, высокой износостойкостью и большим количеством режущих зерен.

2. Разработка маршрута изготовления хонинговальных брусков без связки методом прессования абразивных зерен ударной волной с последующей высокотемпературной обработкой.

3. Определение количества режущих зерен абразивного инструмента без связки, участвующих в процессе реззння при хонкнгованин.

4. Разработка универсальной модели стойкости нового абразивного инструмента без связки при хонингованин.

5. Экспериментальное определение режущей способности абразивного инструмента без связки при хошшговзнии и проверка полученных зависимостей по определению стойкости хонинговальных брусков.

Методы исследования. Достижение поставленной цели осуществлялось путем применения комплексных исследований, а также методов феноменологии спекания, диффузионной и адгезионной теории, что и позволило получить принципиально новый абразивный инструмент с повышенной износостойкостью.

Научная новизна. Научная новизна работы заключается в повышении эффективности процесса хонингокання, которая достигается путем:

1) использования нового высоконзмосоустойчнпого абразивного инструмента без связки;

2) разработки универсальной зависимости для определения количества абразивных зерен, участвующих в процессе резания при хонингованин. что дает возможность управлять числом режущих зерен, размерами и количеством хонинговальных брусков;

3) разработки конструкции хонинговальнон головки, дающей возможность управлять числом режущих зерен и достигать высокой производительности и стойкости инструмента;

4) получения ушгоерсальной феноменологической зависимости по определению износостойкости хонинговальных брусков, позволяющей прогнозировать их стойкость.

Практическая цепкость. В результате использования абразивных брусков без связхи на операции лонингования, получено повышение износоустойчивости абразивного инструмента в 3.5 раза с одновременным улучшением качества обработки и увеличением производительности в 1.4-1.8 раза. Проверена и подтверждена ■ аналогия изготовления нового износоустойчивого инструмента без связки.

Применение новых видов хонинговальных брусков обсспечивзет значительное повышение эффективности абразивной обработки к тем самым способствует повышению технического уровня выпускаемых изделий.

Региизпция результатов исследования.

Промышленное апробирование нового ■ абразивного • инструмента без связки произведено на Волгоградском авторемонтном заводе для хонннгования гильз двигателей внутреннего сгорания. Использование нового инструмента повышает износоустойчивость инструмента в 3.15 раза .и увеличением производительности в 1.4 раза

Предложенная конструкция хонннговалыюЙ головки, работающей по принципу "неповторяющего следа", 'прошла испытания на ПО "Барикады". Применение предлагаемой хонинговальноП головки позволяет повысить производительность обработки в 1.6-1,8 раза, исключить операцию получистового хонннгования (за счет улучшения шероховатости поверхности на 1-2 класса). При этом снижается расход инструмента на 25%.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работ-1 доложены на кафедре Технологии машиностроения Волгоградского государственного технического университета в 1996 г. и на Всероссийской научно-технической конференции во Владимире в 1995 г.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 7 печатных работ, в том числе получены два положительных решения о выдаче патентов на изобретение. "

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения и общих выводов по работе, списка использованных источников и двух приложений. Работа содержит!26 страниц машинописного текста, списка литературы, включающего 121 наименование, 25 рисунков, 10 таблиц и 8 страниц приложений.

Краткое содержание работы.

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель н задачи исследования, научная новизна.

В первой главе проводится анализ современного опыта использования абразивного и алмазных инструментов при хонннгованин, рассматриваются причины выкрашивания и износа режущих зерен в процессе обработки.

Вопросам исследования и разработки методов обеспечения износоустойчивости абразивных и алмазных инструментов уделяется большое внимание. В этом направлении нз&ёсТны работы

Лоладае Т.Н., Бокучава Г.В., Ипполитова Г.М., Крагельского И.В., Чеповецкого ИЛ., Оробинского В.М., Полянчикова и других.

В результате работ отечественных и зарубежных авторов на сегодня создано множество способов повышения прочности и износостойкости хонинговальных брусков. В основном все они связаны с использованием прогрессивных видов связок: металлических, высокопористых, каучукосодсржащих, спсченньк и других. Однако в связке и заключается основная проблема алмазных и абразивных инструментов, приводящая к их поломке , засаливанию и потере режущих свойств с одновременным ухудшением точности обработки ответственных деталей, что является основной задачей машиностроения.

Следовательно , получить высокую ' точность обработки традиционным инструментом на связке весьма затруднительно из-за присущих ей недостатков: связка, как один нз элементов абразивного инструмента, снижает режущую способность хонинговальных брусков так как в резании она не участвует, но площадь контакта ее с обрабатываемой поверхностью детали весьма значительна; число режущих зерен в бруске ограничено объемом, занимаемым связкой; прочность и твердость хонинговальных брусков определяются связкой(прочность абразивных зерен значительно выше прочности связки); теплостойкость брусков ограничивается их слабым звеном -связкой; наличие связки не позволяет создавать высокопористый абразивный инструмент, так как с увеличением пористости падает его прочность, износостойкость и геометрическая точность.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что одним из путей повышения эффективности процесса хонннгования является применение принципиально нового инструмента без связки, что позволяет более полно нспользыватъ его режущие свойства и исключить недостатки, которыми обладают традиционные хонинговальные бруски.

Хонинговальные бруски получаются методом прессования абразивных зерен ударной волной с последующим высокотемпературной обработкой. При этом абразивные зерна в данном инструменте скрепляются между собой не при помощи связки, а по контактным поверхностям, что значительно увеличивает число зерен, приходящихся на еденнцу поверхности хонинговального бруска и повышает прочность контакта.

Применение нового абразивного инструмента без связки взамен традиционных абразшных и алмазных брусков, позволяет повысить точность и качество обработки за счет повышения .вносостойкости абразивных брусков с одновременным повышением производительности. Такой эффект достигается в результате того, 'по

новый инструмент является более прочным, способен длительное время сохранять правильную геометрическую форму и режущие свойства рабочей поверхности , обладает большим количеством режущих зерен, выдерживает высокие скорости резания, нагрузки и температуры. Следовательно, применение нового абразивного инструмента без связки является более эффективным и многообещающим по сравнению со стандартными брусками на связке.

Поэтому целью настоящих исследований является разработка маршрута создания нового абразивного инструмента для хонингования с наиболее возможной износостойкостью, повышенной режущей способностью, обеспечивающей наилучшее качество обработки.

Вторая глава посвящена предпосылкам создания и разработке технологического маршрута изгговлення нового абразивного инструмента без связки для хонингования.

Анализ литературного обзора позволил определить, что при использовании традиционного абразивного инструмента

приходится мириться с отрицательными сторонами наличия связ).и в инструменте. К ним можно отнести неполное использование режущих свойств абразивных и алмазных зерен И возникновение в поверхностном слое обработанной детали дефектных зон-прижогов, что ведет к снижению эксплуатационных свойств обработанных деталей. Кроме того* наличие связки не позволяет создавать высокопористый абразивный инструмент, так как с увеличением пористости падает его прочность. В связи с этим приходится уменьшать динамические нагрузки, усилия прижима брусков к детали, скорость резания, что снижает производительность обработки.

Анализируя это большое количество недостатков традиционного абразивного инструмента, следует поставить в качестве необходимых следующие характеристики, которыми должен обладать высокоэффективный абразивный инструмент:

1. Износостойкость абразивного инструмента должна быть высокой.

2. Размеры и число режущих зерен должны быть высокими.

3. Инструмент должен обладать способностью сохранять свою геометрическую форму и режущие свойства в течении длительного времени.

4. Прочность инструмента должна бьггь высокой.

Из вышесказанного видно, что создание высокопрочного инструмента является актуальной задачей. Новый инструмент получают методом прессования абразивных зерен ударной волной

с. последующим спеканием при температуре 1800-1900' С в течении нескольких . часов. Материалом режущих абразивных зерен был выбран электрокорунд белый. По сравнению с карбидом кремния он менее хрупок и при работе формирует микрорельеф поверхности с закругленными вершинами микровыспупов, что способствует увеличению опорной поверхности обрабатываемых деталей.

Третья глава содерж1ГГ в себе описание технологического оборудования, инструмента и измерительных приборов, а также основные критерии работоспособности абразивного инструмента и определение точности проводимых исследований.

Проведенный анализ используемых хонинговальных головок позволяет отметить, что при хонингованни точных отверстий следует Применять головки, разжим брусков у которых осуществляется от перемещения конусов направленных в одну сторону. Из практики хонингования установлено, что при осуществлении хонинговалыюй головкой возвратно-поступательного и вращательного

движений возможны случаи, когда режущие зерна брусков попадают в ранее прорезанные ими риски-царапины. Это приводит к снижению производительности и к засаливанию абразивных брусков.

Для исключения подобных явлений необходимо предусматривать в кинематике хонингования осевое смещение режущих зерен на величину, равную половине расстояния между ними (между вершинами микронеровностей на обработанной поверхности), используя принцип неповторяющегося следа. Исхода из' этого, была предложена хоншеговальная головка (рис I), хоторая позволяет осуществлять перемещение держателей брусков в осевом направлении за счет выбора такого угла наклона в корпусе головки, при котором обеспечивается перемещение режущих зерен брусков за один двойной проход на требуемую величину.

Корпус 1 хонинговалыюй головки в центральном ступенчатом отверстии имеет цилиндрический разжимной шток 2 и пружину сжатия 3. В корпусе выполнено четыре паза 4 типа "ласточкин хвост" с наклонными под углом поверхностями 5. В пазах корпуса установлены с возможностью радиального и осевого перемещения держатели 6 с закрепленными на них при помощи вшггов 7 алмазными или абразивными брусками 8. Держатели брусков выполнены с внутренними поперечными канавками 9. Цилиндрический разжимной шток имеете одной стороны выступ 10, ч с другой - резьбовой хвостовик II, соединяемый с толкателем 12.

Рис. 1. Хонинговальная головка Для того чтобы зерна брусков не попадали в ранее' прорезанные риски-царапины, они должны ' одновременно с углублением в металле на определенную величину (среди ¿вероятная глуб ша риски-царапины ) переместиться на половину среднего расстояния между ними . Это условие может соблюдаться в случае, если угол наклона паза корпуса а хонинговальной головки и держателя будет отвечать требованиям:

2 а„

«Ф

(О

Число зерен хонинговальных брусков , участвующих в резании Zcft определяется по формуле:

'с?

z ш ЫкпаК^Мщ^у«^ х

BbylnK

ш

1-0-4)

в

I /sine

0,183d

кькш

-L-B

(2)

где В , Ь - ширина и длина абразивных брусков, Кш, Ку- коэффициент ширины брусхов и условий хониигования,

Ьц- средневероятная ширина прорезаемой риски - царапины.

Из-за малой значимости составляющих второй част уравнения , ими можно пренебречь. Тогда число режущих зерен определится:

Зная, число режущих зерен, находящихся на рабочей поверхности бруска, можно определить среднее расстояние между зернами:

Подставляя полученные значения в выражение (I), получим: ааиЬВЬи 1п КшШ 83<?)3 П<* "----~гГь-Т~ ■ (5)

50$таКщ (КуЗц) Зная численные значения величин

Ьц

— = 3,8; Чц » /?2,Кш -1,068, К'у = 7,76 и подставляя их в ач

выражение (5), после преобразования получим:

*в—Др • (6)

где 3 • средний размер абразивного зерна хонинговаяыгого бруска,

У«р ,У»П - скорости вращательного и возвратно -поступательного движений, Яг - высота микронеровностей, к - числовой коэффициент (к = 6,58- 10"8 ). Функциональная зависимость (б) позволяет для конкретного случая определять свой угол наклона паза корпуса хонннговальной головки.

Взаимодействие цилиндрического разжимного штока 2, имеющего выступ , с внутренними поперечными канавками держателей брусков исключает промежуточное звено (толкатели, ползуны ) в конструкции хонннговальной головки, что упрощает конструкцию , повышает ее жесткость , возможность работы без вибрации и исключает поломку и выкрашивание брусков.

Конструкт«? хонннговальной головки позволяет

обрабатывав ь глухие поверхности.

Предложенная конструкция хонннговальной головки, в которой предусмотрено осевое смещение режущих зерен с целью достижения принципа " неповторяющего следа", изготовлена и

прошла испытание из ПО "Баррикады" в производственных условиях.

Применение предлагаемой хониитовальноЙ . головки позволяет повысить производительность обработки в 1,6-1,8 раза, исключить операцию получистового хонингования (за счет улучшения шероховатости поверхности на 1-2 класса). При этом снижается расход инструмента на 25%.

В данной главе также были рассмотрены основные критерии оценки работоспособности хонинговальных брусков и определение точности проводимых исследований. Для решения стоящих перед нами задач с точки зрения практического использования использовались такнг основные критерии оценки

работоспособности абразивного инструмента, как объем металла, снимаемого в единицу времени, объем изношенной части абраз!гоного инструмента в единицу времени и' шероховатость обработанной поверхности. Погрешность определения критериев' осуществлялась с удовлетворительной точностью, не превышающей 15%.

Четвертая глава посвящена определению количества режущих зерен абразганого инструмента при хонинговании. Определение количества рсжуици зерен является одним из вопросов, нсп .¡рсдственно связанным с производительностью любого абразивного процесса и со стойкостью любого абразивного инструмента. Действительно, определив факторы, влияющие на число режущих зерен, можно найти степень участия их в резании, а знач!гг, производить управление процессом обработки и определить вероятность их износа. Несмотря на большое количество, находящихся на поверхности бруска абразивных зерен , не все онн осуществляют снятие обрабатываемого материала. Поэтому определение количества зерен, участвующих в процессе резания, позволит- решить вопрос о работе хонинговального бруска в целом.

Данному вопросу посвящены работы Ипполитова Г.М., Дьяченко П.П., Васильева H.H., Лурье Г.Б., Сафронова В.Г. и др. Но предложенные ими зависимости в своей совокупности не учитывают свойств обрабатываемого материала, формы зерен, разновысотности расположения и закона их распределения, структуры и степени твердости абразивного инструмента, а поэтому не MOiyr дать истинного количества абразивных зерен, участвующих в процессе резания.

Наиболее точное определение числа режущих зерен можно производить по зависимостям, полученным профессором Оробинским В.М., но его исследования относятся к процессу

электрохимического хонинговаиия и поэтому не могли использоваться для процесса обычного хонинговаиия. -

Предложенная нами зависимость, определяющая общее количество режущих зерен, с учетом вероятности их попадания в ранее прорезанные риски-царапины, выглядит следующим образом:

,3

ОМ J

hcp-Aq

т

2а

-)

1-Ф(

Ьср-М

т

2 а

О)

где п - количество зерен, находящихся на поверхности инструмента;

hep - среднее значение высоты зерен над телом инструмента; б - среднеквадратичное отклонение;

Зц - глубина риски-царапины;

q - усилие внедренил зерна в металл;

A, m - величины, определяемые экспериментально;

<Ц

hcр - Aq

т

-) - интехрал Лапласа.

2а

к'у - коэффициент, учитывающий влияние условий хонинговаиия;

d¡ • средневероятный размер зерна.

Данная зависимость показывзет, что ог.а учитывает закон распределения зерен по поверхности брусков, износ зерен, возможность попадания в ранее прорезанные риски-царапины и размеры бруска.

А количество зерен, находящихся на единице поверхности (мм2) нового абразивного инструмента без связки, с учетом их дробления удцрной волной и формы М(а) определится: ,2,75 .

W-M^aW,)

Tiax^j

d, J

nd}a2

(8)

Полученная зависимость может быть также использована для определения количества- зерен, находящихся на поверхности, у стандартного и алмазного инкфументов.

Исследования показали, что наибольшее число зерен находится на поверхности абразивных брусков без связки, а наименьшее - у традиционного абразивного инструмента.

Пятая глпва посвящена теоретическим положениям износостойкости хонннговальных брусков и нх эксперементальное подтверждению. '

Износ режущих зерен абразивного инструмента представляет собой (в зависимости от условий резания) сложное сочетание абразивного, диффузионного, химического, адгезионно-усталостного и других видов износа. Преобладание того или другого из них зависит от условий работы - давления, температуры и окружающей зону резания среды. Учитывая физико-механические свойства абразивных инструментов и

благоприятные условия их работы при хонннгованни, можно считать, что окислительный износ брусков без связки здесь почти исключен. Л бруски без связки мало подвержены и диффузионному износу, так как диффузия атомов из абразивных зерен в обрабатываемый материал не может быть значительной из-за высокого предела прочности и инертности к железу и стали абразивных зерен электрокорунда белого. Поэтому износ хонннговальных брусков без связки следует рассматривать как адгезионно-усталостный н абразивный с определенным влиянием на него эффекта Ребиндера, который проявляется в облегчении разрыва и перестройки атомов по дефектам поверхностей режущих абразивных зерен.

Износ отдельного режущего абразивного зерна, движущегося по обрабатываемой поверхности при хонинговании может, быть найден из следующих соображений: при движении абразивного зерна по обрабатываемой поверхности происходит процесс усталостного разрушения контактных поверхностей зерен, а величинами определяющими интенсивность изнашивания являются такие факторы, как внешние условия контактнруемых тел, физико-механические свойства тел, микрогеометрнческие и фрикционные характеристики изнашиваемой поверхности. Учитывая все эти соотношения, И.В.Крагельский представляет уравнение, связывающее . интенсивность износа абразивного зерна с механическими свойствами материала и микрогеометрическими показателями поверхностей:

„ «Ье^'Ктах

~1у7цпЗ ПсА' (9)

Расскрывая приведенную зависимость можно определить объемный износ единичного режущего зерна:

т, Хи>аКе1у*ХКгу)2 (кА*

г'--шу+Ъ ^^ ' ('0'

. где Т| с.» - безразмерная площадь;

О» - прочность обрабатываемого материала.

Но абразивные зерна бруска режут с постоянным усилием прижима к обрабатываемой детали, пока они не вышли за ее пределы, и с переменным усилием при перебеге в обе стороны на I /3 часть их длины.

Тогда объемный износ абразивного зерна, режущего с постоянной силой прижима, зная проходимый им путь можно определить как:

з

'по?-

1 у}п { Ы-д е т-^бр Цет- Цр

ЗК

ер

ел

О»)

/ЕЬ(£2у+1Кгу)2 (кЯг)^

гае Ру, Рг - составляющие ошы резания; У»п,У»р -скорости возвратно-поступательного и вращательного движений хонинговальной головки; Ьдет, Ьбр - длина детали н бруска; £ н ц - коэффициенты трения скольжения и Пуассона; - износ зерна по задней поверхности; Б - модуль упругости зерна; ац - глубина риски царапины. А объемный износ зерна, реявшего с переменным усилием прижима, изменяющимся от Ршах=3/2Ру до Ршт=Ру , с учетом проходимого нм пути, будет иметь следующий вид:

1Д

Г.

1 +

V*

' вп

п $>

.(12)

X

Суммарный износ абразивного зерна Vj = Vnocr + Vnq> :

1

lfiPyVepfb

1+^f-VL ,

art i

Лгу

(⥠+ 2)l

г m ^àe m~ Aîp

en

3K

«P

en

(13)

Переходя от объемного износа (13) к линейному износу Ни , найдем объем изношенной части брусков за один рабочий ход хонииговалъной головки:

<2бР=К3В6р1^1бр , (14)

где h m - величина износа зерна хонн. .говальнон головки.

nvz

за один рабочий ход

Кз =-

+ led,

(15)

л(1ш -

Подставляя в зависимость (14) значение Пиз получим износ, брусков в сдеиицу времени;

Об р =

+ з«/3

2Вбр£ърп6рпд

SJC

(16)

JtiJuj -160/3) где Вбр - ширина брусков; п бр - количество брусков; L бр - длина брусков;

П ш.х - число двойных ходов головки в единицу времени; dj - средневероятный размер режущего зерна; с - гиперболический коэффициент.

Данная зависимость универсальна и удобна для расчета интенсивности износа брусков при хонинговании. Расчет производится по программе, написанной на языке программирования Turbo С Version 2.0

На рисунке 2 представлены экспериментальные исследования износа брусков при хонинговании деталей из стали ХВГ брусками без связки , стандартными абразивными брусками 24А4СТ2Б и алмазными брусками ACB40/28-MI-ÎQ0. Как видно из рисунка величина износа брусков в значительной степени зависит от силы

прижима брусков к обрабатываемой поверхности. Например, при увеличении давления от 0.4 МПа до I МПа износ брусков без связки повысился с 0.046мм3/с до 0.11 мм'/с, износ брусков 24А4СТ2Б увеличился с 0.163 мм5/с до 0.38 мм3/с, а износ алмазных брусков с 0.024 мм3/с до 0.04 мм3/с. То есть износ стандартных абразивных брусков в 33 рзза больше, чем износ брусков без связки, а величина износа алмазных брусков соизмерима с износом новых брусков . Разница между износом новых брусков и стандартных абразивных брусков увеличивается с дальнейшим повышением давления прижима брусков к обрабатываемой поверхности.

Это можно объяснить тем, что более прочные бруски без связки обеспечивают и более прочное закрепление зерен в теле инструмента, • а значит и большую износостойкость бруска в целом.

Оц, мм'/с

Рис.2 Зависимость износостойкости брусков Обр от усилия прижима брусков Руд при хонинговаиии деталей из закаленной стали ХВГ(НЯС = 60)

1 - абразивные бруски без сязкн;

2 - алмазные бруски АСВ 40/28-М 1 -100;

3 - стандартные абразивные бруски 24А4СТ2Б. Первоначальный небольшой износ хонинговальных брусков

объясняется тем, что не все режущие зерна, находящиеся на рабочей поверхности бруска, одновременно участвуют в работе, так как расстояние между ними значительно меньше расстояния между

отдельными гребешками следов от расточного резца. Это создает лучшее смазывание и смачивание обрабатываемой поверхности и поверхности хонинговальных брусков смазачно-охлаждающей жидкостью, что в свою очередь почти полностью исключает диффузионный износ зерен.

Малый износ хонинговальных брусков, работающих по, гребешкам расточенной поверхности, определяется еще и тем, что стружка, снимаемая одним абразивным зерном, легко размещается в свободном пространстве между режущими зернами и гребешками обрабатываемой поверхности . С течением времени высота гребешков уменьшается, натрузка на режущие зерна распределяется более равномерно. При этом затрудняется вымывание образующейся стружки и износ брусков возрастает.

При дальнейшем полном снятии гребешков износ абразивнных брусков достигает своего максимума и стабилизируется. '

. В этом случае процесс затупления и восстановления режущих кромок абразивных зерен можно сч1гтать вполне установюзшимся , а значит бруски работают ^ "самозатачиванием", Заключение н выводы

Создание нового высокопрочного и высокопроизводительного инструмента для операции хонинговання, когда для получения высокой точности деталей требуется способность инструмента длительное время сохранять правильную геометрическую форму рабочей поверхности, явилось одним из важных этапов решения задач машиностроительного производства.

1. В результате теоретических и экспериментальных исследований разработан маршрут изготовления хонинговальных брусков без связки, у которого зерна скрепляются по контактным поверхностям в результате прессования их ударной волной с последущим высокотемпературным спеканием (положительные решения о выдаче патентов на изобретение от 25.03.96 г., заявка № 95116438/02 (028463) от 22.09.95 г. и от 28.0356 г„ заявка № 95109361/02 (016345) от 06.06.95 г.).

2. В результате замены традиционных хонинговальных брусков на абразивные бруски без связки получено повышение износоустойчивости инструмента в 3.5 раза с одновременным улучшением качества обработки и увеличением производительности в 1.4 - 1.8 раза при хонинговании труднообрабатываемых материалов.

3. С целью повышения эффективности обработки труднообрабатываемых сталей и сплавов разработана конструкция специальной хонинговальной головки, прошедшая испытания на ПО "Баррикады". Использование указанной разработки позволяет

повысить производительность труда в 1.6 • 1.8 раза, исключить операцию получистового хониигования (за счет улучшения шераховатостн поверхности на 1-2 класса). При этом снижается расход инструмента на 25%.

4. Теоретические н экспериментальные исследования, проведенные на основе теоретико-вероятностных и стастистичсскнх методов расчета , теории специальных функций позволили получить универсальную зависимость для определения количества зерен, участвующих в процессе резания при хонингованнн. Данная зависимость одинаково хорошо описывает новый инструмент без связки и традиционный абразивный инструмент, позволяет управлять количеством режущих зерен, размерами и количеством хонинговальных брусков.

5. Комплексное теоретическое и экспериментальное исследовние процесса микрорезания абразивными зернами в процессе хониигования позволило получить модель интенсивности износа нового и традиционного ннструметов. Доказано, что наиболее эффективными при хонннгованни труднообрабатываемых материалов являются бруски без связки.

6. В результате исследований разработаны программы вычисления на ЭВМ количества режущих зерен абразивного инструмента без связки и расчета величины износа брусков при хонинговании.

По теме яиссертащщ опубликованы слсдуище работы: I. Теоретическое определение величины износа абразивных брусков без связки при хонинговании /Оробннский В.М., Курченко А.И., Головко AJT., Банников А.И., Бобыннн Ю.В7 деп. в ВИНИТИ, опубл. в библио1раф. указателе ВИНИТИ " Депонированные научные работы", 1995, N7.

2. Предпосылки создания нового абразивного инструмента без связки в рамкзх системного анализа./Оробннский В,М., Курченко АЛ., Головко А.Г., Полянчнков Ю.Ш деп. в ВИНИТИ, опубл. в библиограф, указателе ВИНИТИ " Депонированные научные работы", 19%, N1.

3. Повышение эффективности процесса хонингования путем его оптимизации н применения нового абразивного инструмента. Юробннский В.М., Курченко А.И., Головко АХ., Полянчнков ЮЛ., Макарова О АЛ Тезисы докладов Всероснйской научно-технической конференции." Актуальные проблемы машиностроения на современном этапе". Владимир, ■лГТУ, 1995.

4. Оптимизация абразивной обработки путем применения нового абразивного инструмента без связки /ОробинсхиЯ BJvi., Курченко А.И., Головко А.Г„ Бобынин Ю.В./ В сб. " Совершенствование процессов финишной обработки в машнно- И приборостроении, экология и защита окружающей среды". Минск, БГПА, 1995.

5. Управление состоянием рабочей поверхности хонинговалъиых брусков. /Оробинский В.М., Шаповал BJC, Головко А.Г J В сб." TECHNOLOGY- 94 ", Санкт-Пигербург, 1994.

6. Заявка на изобретение N 95-109361/02(016345) от 06.06.95," Способ изготовления абразивных изделий"./Оробинсхий В.М., Полянчиков Ю.Н., Курченко А.И., Головко AT., Банников

A.И., Бобынин Ю .В ./.Положительное решение ВНИИГПЭ от 28.03.96 г.

7Заявка на изобретение N 95116438/02 (028463) от 22.09.95,"Способ изготовления абразивных изделий без связки."/ Оробинский В.М., Курченко А.И., Банников А.И., Головко AJT-, Макарова OA., Бобынин Ю.В-Шоложитеяьное решение ВНИИГПЭ от 25.03.96 г.

я. Новый абразивный инструмент без связки. /Оробинский

B.М.,Головко А.Г., Бобынин Ю.ВУВолгоград, ЦНТИ.1995.

9. Хонинговальная головка с осевым перемещением абразивных брусков /Оробинсхий В.М., Полянчиков ЮЛ, Шаповал В.К., Гнльдебранд Л.Г., Головко А .ГУ Волгоград, ЦНТИ.1995.

Заказ N 540. Подписано в псчать24.10.96г. Формат 60 х 84 1/16. Усл.-печ л. 1,0. Тираж 100 экз. Печать офсетная.

Типография "Политехник" Волгоградского государственного технического университета.

Волгоград- 66, ул. Советская, 35.

Головко Андрей Григорьевич

—-