РАЗДЕЛ 2
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ
ПРОЦЕССОВ ШЛИФОВАНИЯ КРУГАМИ С ФУНКЦИОНАЛЬНО-ОРИЕНТИРОВАННЫМ РАБОЧИМ СЛОЕМ ИЗ СТМ
2. 1. Зависимость работоспособности шлифовальных кругов от выбора функционально-ориентированного рабочего слоя из СТМ
Эффективность процессов шлифования твердых сплавов, твердых сплавов совместно со сталью и инструментальных сталей предопределяется физико-механическими свойствами сверхтвердых абразивных материалов, для реализации которых необходимо создать определенные условия резания шлифовальным кругом, при которых значительно снижается механическое, химическое и тепловое взаимодействие СТМ с обрабатываемыми материалами. Это может быть достигнуто оптимальным выбором функционально-ориентированного рабочего слоя из СТМ, определяющего использования соответствующей связки и ее физико-механических свойств, оптимальной конструкции и характеристики кругов и соответствующих им режимов шлифования, применением эффективной смазки-охлаждения и целого ряда других факторов, обуславливающих обрабатываемость инструментальных материалов.
Нами [200] исследованы процессы шлифования твердых сплавов и твердых сплавов совместно со сталью 45 кругами формы 12А2-45? на металлических (М2-01, М1-04, М3-16, М1-05, М2-09, М1-01, М1-02, М5-22) и органических (В2-01, В1-11П, В2-07, В2-08, В1-13) связках. Изучено влияние вида покрытия (М, С, А1, А2, КЭП) и характеристики (марка и зернистость) алмазов и конструкции рабочего слоя кругов: с одно-, двух-, трехслойным и прерывистым (SS) рабочими слоями (рис.2.1-2.3). Исследования проводились по схеме многопроходного и глубинного шлифования.
a)
б)
Рис.2.1. Круги шлифовальные форм 12А2 (а) и 12М2 (б) с двухслойным рабочим слоем
а)
б)
Рис.2.2. Круги шлифовальные форм 9А3 (а) и 12А2 (б) с трехслойным рабочим слоем
Рис.2.3. Круг шлифовальный формы 12А2-450 SS на органической связке с прерывистым рабочим слоем
В табл.2.1-2.5 представлены показатели работоспособности алмазных кругов на металлических связках с одно-, двух- и трехслойным рабочими слоями. При этом в качестве однослойного использовался наружный круг двухслойного (сборного) круга, что для сравнительной оценки особенно важно.
Установлено, что износостойкость кругов с двух- и трехслойным рабочими слоями равнозначна однослойным кругам - достигаются практически одинаковая производительность и эффективная мощность шлифования. Можно заключить, что наличие режущей поверхности с более мелкой зернистостью алмазов при определенном значении общей ширины рабочего слоя не снижает работоспособность шлифовального круга в целом как режущего инструмента. В то же время такая конструкция режущей поверхности шлифовального круга обеспечивает уменьшение шероховатости обработанной поверхности. Так, для трехслойных кругов (табл.2.2) при поперечных подачах 0,05-0,10 мм/дв.ход Ra составляет 0,11-0,20 мкм, для однослойных - 0,20-0,26 мкм. Аналогичная зависимость наблюдается для кругов с двухслойным рабочим слоем.
Таблица 2.1
Показатели работоспособности шлифовальных кругов с различным покрытием алмазов на металлических связках с одно- и двухслойным рабочими слоями (ВК6, Vкр=20 м/с, Sпр=2 м/мин, Sпоп=0,05 мм/дв.ход, е-эксцентриситет установки внутреннего круга)
Характеристика
круговПокрытие алмазовСвязка
круговqp, мг/гqv, мг/см3Pэф, кВтRа, мкм12А2-45? 150х10х3-
АС6 200/160-100ММ2-010,243,552,40,95М5-220,304,442,10,88М2-090,365,301,60,82М1-050,223,261,60,83М1-040,345,061,10,90СМ2-010,507,401,50,98М5-220,395,761,40,99М2-091,0715,800,71,07М1-050,527,700,91,21М1-040,507,400,71,0012А2-45? 150х10х3-
АС6 200/160-100,
12А2-45? 125х10х3-
АС6 80/63-100
(е=2мм)ММ2-010,355,181,80,77М5-220,446,501,80,83М2-090,334,890,90,81М1-050,334,891,30,81М1-040,345,060,60,80СМ2-010,527,701,80,93М5-220,527,701,80,75М2-091,2117,900,60,99М1-050,659,601,30,95М1-041,0310,000,70,95
Таблица 2.2
Показатели работоспособности шлифовальных кругов на металлической связке марки М1-04 с одно- и трехслойным рабочими слоями (ВК6, Vкр=20 м/с, Sпр=2 м/мин)
Характеристика круговSпоп, мм/дв.ходqp, мг/гqv, мг/см3Qp, г/минPэф, кВтRа, мкм12А2-45? 150х20х3-
АС6 200/160С-1000,050,436,361,51,30,20-0,250,100,608,883,01,60,22-0,2612А2-45? 150х20 (6+8+6)х3-
АС6 200/160, 63/50 200/160С-1000,050,456,661,51,20,11-0,180,070,537,842,21,40,12-0,190,100,598,733,01,50,16-0,2012А2-45? 150х20х3-
АС6 200/160М-1000,050,375,471,51,50,25-0,3212А2-45? 150х20 (6+8+6)х3-
АС6 200/160, 125/100, 80/63М-1000,050,345,031,51,60,25-0,3212А2-45? 150х20 (6+8+6)х3-
АС6 200/160, 125/100, 80/63С-1000,050,405,921,51,30,14-0,2012А2-45? 150х20 (6+8+6)х3-
АС6 200/160, 125/100, 200/160С-1000,050,426,221,51,20,14-0,2012А2-45? 150х20 (6+8+6)х3-
АС6 200/160, 63/50, 200/160С-1000,050,476,961,51,40,11-0,16
Таблица 2.3
Показатели работоспособности шлифовальных кругов на металлической связке марки М1-04 с одно- и трехслойными рабочими слоями (ВК6/сталь 45, Vкр=30 м/с, Sпр=2 м/мин)
Характеристика круговSпоп, мм/дв.ходqp, мг/гqv, мг/см312А2-45? 150х10-АС6 200/160М-1000,051,7619,880,103,2236,3812А2-45? 150х10(3+4+3)-АС6 200/160, 63/50, 200/160М-1000,052,8632,310,105,6263,5012А2-45? 150х20-АС6 200/160М-1000.051,3014,700,101,8721,1312А2-45? 150х20(6+8+6)-АС6 200/160, 63/50, 200/160М-1000.051,5517,500,102,0122,70
Таблица 2.4
Показатели работоспособности шлифовальных кругов с различным покрытием алмазов на металлической связке марки М1-04 с одно-, двух- и трехслойным рабочими слоями (ВК6, Vкр=25 м/с, Sпр=0,3 м/мин)
Характеристика
круговМарка, зернистость и покрытие алмазовSпоп, мм/дв.ходqp, мг/гqv, мг/см3Rа, мкм12А2-45? 150х20-100АС6 200/160М1,00,527,590,12-0,18АС6 200/160С0,6910,070,20-0,3212А2-45? 150х