Повышение эксплуатационных характеристик шлифовальных кругов за счет электроактивации

Александр Львович Ищенко , к.т.н.
Донецкий национальный технический университет

Источник: Модернизация машиностроительного комплекса России на научных основах технологии машиностроения (ТМ–2011). Сб. тр. 3-й междунар. Науч.-техн. конф., г. Брянск, 19-20 мая 2011 г./ Под общ. Ред.. А.Г. Суслова. – Брянск: Десяточка, 2011. – С. 48-49.

  В настоящее время шлифовальные круги широко используются во всех отраслях промышленности. Они применяются при обработке разнообразных изделий машиностроения и других отраслей промышленности, находя применение не только на чистовых, окончательных операциях, но и распространяясь на черновые, обдирочные виды обработки. Этому способствуют как универсальные способности данного инструмента, так и относительная доступность абразивных материалов, из которых он изготавливается.

  В то же время анализ литературы показывает, что эффективность применения существующих шлифовальных кругов могла бы быть значительно выше. Одна из основных причин такого положения состоит в недостаточной степени использования потенциальных возможностей микрорежущих элементов круга – шлифовальных зерен, эффективность применения которых не превышает 10-20%. При работе шлифовального круга, лишь часть абразивных зерен, находящихся в его структуре, активно участвует в процессе резания, изнашиваясь по площадке или микроскалываясь. Это, наряду с другими факторами, предопределяется тем, что шлифовальные зерна, используемые при изготовлении шлифовальных кругов, несмотря на одинаковый номер зернистости, имеют произвольную конфигурацию, и, как следствие, разную геометрию. Хаотичная форма и геометрия зерен, а также их неупорядоченная ориентация приводит к тому, что многие из них либо вообще не участвуют в резании, выкрашиваясь и вылетая из связки, либо деформируют и нагревают металл, не срезая его. Важным направлением в смысле резерва повышения эксплуатационных возможностей абразивных инструментов, является расположение зерен в круге. Подобные исследования проводились достаточно давно [1-3], однако они касались шлифовальных кругов с алмазными зернами. Исследованию данного вопроса для других видов абразивных материалов уделялось недостаточное внимание [1].

  Режущие свойства отдельных зерен абразивных инструментов используются недостаточно эффективно. Классификация зерен по форме способствует повышению эффективности их использования, но в обычном шлифовальном круге зерна ориентированны произвольно (хаотически). Поэтому повышение эксплуатационных характеристик шлифовальных кругов на основе использования зерен с контролируемой и упорядоченной формой, и ориентацией является актуальной проблемой, решение которой может дать ощутимый практический результат. Проводился эксперимент, суть которого заключалась в изготовлении абразивных кругов на полимерной связке с электроактивацией и без нее, с последующей обработкой изделий полученными кругами при одинаковых условиях.

  Исходными материалами при изготовлении экспериментальной партии абразивных кругов на органической связке являются шлифовальное зерно, полихлорвиниловая смола, ускоритель, отвердитель, аэросил [3].

  В качестве абразивного материала для изготовления шлифовальных кругов применяелся карбид кремния зеленый зернистостью М28. Его зернистость должна соответствовать требованиям ГОСТ 3647-80.

  Полиэфирная смола (ПН-609-21М, технические требования – по ГОСТ 27952-88) представляет собой представляет собой бесстирольную ненасыщенную полиэфирную смолу общего назначения, использовалась в качестве связки[1].

  Ненасыщенная полиэфирная смола ПН-609-21М не содержит стирол, вследствие чего является гораздо менее вредной для здоровья и обеспечивает лучшие условия труда по сравнению с обыкновенными полиэфирными смолами, содержащими стирол. Вместо стирола в качестве растворителя в составе смолы ПН-609-21М используется нелетучий мономер – олигоэфиракрилат ТГМ-3 (диметакриловый эфир триэтиленгликоля).

  В качестве ускорителя применялся ОК (ТУ 05758799-135-2005).

  В качестве отвердителя применялся Бутанокс. Отвердитель Бутанокс представляет собой прозрачную жидкость – 50%-ный раствор перекиси метилэтилкетона в дибутилфталате. Бутанокс применяется в сочетании с кобальтовыми ускорителями для отверждения при комнатной температуре. Обеспечивает удовлетворительную скорость и большую глубину отверждения и хорошие физико-механические свойства отвержденных полиэфиров[2].

  Для производства кругов с ориентированными зернами была подготовлена специальная установка, включающая в себя пресс-форму и источник постоянного тока.

 Результатом проведенных экспериментальных исследований является увеличение режущей способности шлифовальных кругов, которые подвергались электроактивации на 18 % по сравнению со шлифовальными кругами без электростатического воздействия.

Литература

1. Зайцев   А.Г. Влияние расположения алмазных зерен на процесс шлифования твердых сплавов // Вестник машиностроения. – 1977. – №8. – С.   71-72.
2. Зайцев   А.Г. Разработка теории ориентации алмазных зерен в электромагнитном поле // Сверхтвердые материалы. – 1983. – №3. – С. 31-37.
3. Ящерицын   П.И., Зайцев   А.Г. Управление внутренним состоянием алмазно-абразивного инструмента // Машиностроитель. – 1982. – №9. – С.   12-13.