Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние вопроса и задачи проводимого исследования 8
1.1. Системный подход к оценке эффективности процессов абразивной обработки 8
1.2. Критерии оценки эффективности процессов абразивной обработки 12
1.3. Однокомпонентний абразивный инструмент, получаемый импульсным прессованием и высокотемпературным спеканием порошка электрокорунда белого 18
1.4. Постановка основных задач исследования 24
2. Критерии оценки эффективности процесса хонингования 26
2.1. Основы построения моделей критериев оценки эффективности процесса хонингования 26
2.2. Модели критериев интенсивности съема металла, интенсивности износа абразивного инструмента и качества обработанной поверхности 35
2.2.1. Феноменологическая зависимость, описывающая интенсивность съема металла при хонинговании 35
2.2.2. Модель интенсивности износа абразивного инструмента 38
2.2.3. Модель критерия оценки качества обработанной поверхности...42
2.3. Моделирование экономического критерия оценки эффективности процесса хонингования 48
2.4. Критерий точности формы и размеров отверстия, обработанного хониыгованием 56
3. Определение закономерности распределения размеров зерен в теле однокомпонентного абразивного инструмента 66
3.1. Системный анализ процесса абразивного хонингования 66
3.2. Распределение размеров зерен в теле ОКАИ, изготовленного из абразивного порошка одной зернистости 78
3.3. Распределения размеров зерен в теле ОКАИ, изготовленного из смеси абразивных порошков 88
4. Технология изготовления однокомпонентного абразивного инструмента с заданной макроструктурой и режущими свойствами 99
4.1. Технология изготовления однокомпонентного абразивного инструмента с равномерным распределением зерен, основанная на использовании специальной оснастки 99
4.2. Технология изготовления однокомпонентного абразивного инструмента с равномерным распределением зерен, основанная на смешивании порошков разных зернистостей 118
4.3. Повышение эффективности процесса хонингования путем применения «комбинированного» однокомпонентного абразивного инструмента.. 130
4.4. Вы воды 167
Основные выводы 170
Литература 172
Приложения 191
- Критерии оценки эффективности процессов абразивной обработки
- Модели критериев интенсивности съема металла, интенсивности износа абразивного инструмента и качества обработанной поверхности
- Распределение размеров зерен в теле ОКАИ, изготовленного из абразивного порошка одной зернистости
- Технология изготовления однокомпонентного абразивного инструмента с равномерным распределением зерен, основанная на смешивании порошков разных зернистостей
Введение к работе
Актуальность темы диссертации
Одной из важнейших задач технического прогресса в области машиностроения является повышение надежности и долговечности работы машин и механизмов. Ее решение самым тесным образом связано с усовершенствованием технологических методов и средств отделочной обработки деталей, т.е. с технологическим обеспечением высокой точности их геометрической формы, низкой шероховатости поверхности и лучшего физического состояния поверхностных слоев металла. Это относится, в частности, к таким отделочным методам обработки, как доводка, полирование, суперфиниширование, хонингование и тонкое шлифование. Такое совершенствование осуществимо только при глубоком, системном исследовании явлений и закономерностей того или иного процесса резания.
Повышение эффективности процессов абразивной обработки может осуществляться по нескольким направлениям. Первое - проведение оптимизации их технологических параметров на основе математического аппарата с использованием подходов и принципов системного анализа. Несмотря на имеющиеся достижения в этой области, большинство разработанных алгоритмов и программ оптимизации процесса хонингования позволяют повышать эффективность обработки лишь по одному-двум критериям оптимизации (например, производительности процесса резания), задавая остальные критерии оценки в виде ограничений, либо вовсе не учитывая их. При этом отсутствует оценка эффективности обработки с точки зрения достижения наименьшего уровня экономических затрат. Такой подход не позволяет выполнить весь комплекс требований, предъявляемых рыночными условиями хозяйствования к современным машиностроительным производствам, согласно которым технология изготовления машин должна обеспечивать наибольшую норму прибыли при наименьших затратах. Поэтому актуальной задачей является разработка модели экономического критерия оценки процесса хонингования, позволяющей определить экономическую эффективность обработки.
Второе направление повышения эффективности процессов абразивной обработки заключается, прежде всего, в повышении качества применяемого абразивного инструмента, который должен обладать наибольшей режущей способностью, значительной прочностью, износостойкостью и должен обеспечивать требуемое качество обработанной поверхности. Регулирование свойств абразивного инструмента дает возможность существенно влиять на протекание процесса обработки. Поэтому второе направление совершенствования технологических методов и средств отделочной обработки деталей - повышение качества применяемого абразивного инструмента является актуальной задачей, особенно в условиях современного автоматизированного производства.
Появление новых видов абразивных инструментов, в частности однокомпонентного абразивного инструмента, открывает новые возможности повышения эффективности процесса хонингования. Вместе с тем это ставит новые вопросы в теоретическом описании закономерностей формирования физико-механических, геометрических и режущих свойств нового инструмента, разработке и практической реализации технологии изготовления, позволяющей расширить его технологические возможности и повысить качество. Актуальность исследований, направленных на решение этих задач, значительна как в методологическом, так и практическом плане совершенствования инструмента, используемого на операциях хонингования.
Целью работы является повышение эффективности процесса хонингования путем совершенствования свойств и повышения качества применяемого однокомпонентного абразивного инструмента.
Методика исследований
В работе использован комплексный подход к проблеме повышения эффективности процессов финишной абразивной обработки и повышению качества применяемого абразивного инструмента. При анализе математических моделей критериев оценки эффективности процесса хонингования сопоставлены результаты теоретических и экспериментальных исследований.
Теоретические исследования проводились на базе фундаментальных разработок в области теории твердого тела, теории резания, технологии абразивной обработки.
Экспериментальные исследования проводились по стандартным методикам в лабораторных и производственных условиях с применением методов дисперсионного анализа. Обработка полученных экспериментальных данных и аналитических зависимостей проводилась на современной вычислительной технике с использованием пакета прикладных программ Microsoft Excel 9.0, языка программирования Turbo Pascal 7.0.
Научная новизна работы
1. На основе методов и принципов системного подхода разработана математическая модель экономического критерия оценки эффективности процесса абразивного хонингования.
2. Установлены теоретические и экспериментальные зависимости, позволяющие определять распределение размеров зерен по высоте однокомпонентного абразивного инструмента после импульсного прессования при использовании в качестве исходной шихты порошка электрокорунда белого разных зернистостей.
3. Разработана технология изготовления однокомпонентного абразивного инструмента импульсным прессованием и спеканием с равномерным распределением размеров зерен по его высоте.
4. Разработана методика создания однокомпонентного абразивного инструмента с требуемым распределением размеров зерен по его высоте, позволяющим повысить эффективность процессов абразивной обработки.
5. Предложена технология изготовления однокомпонентного абразивного инструмента, позволяющая получать инструмент специальной структуры -комбинированный однокомпонентный инструмент.
Практическая ценность работы
Предложена методика и программа расчета математической модели экономического критерия оценки эффективности процесса хонингования, позволяющая учесть особенности калькулирования технологической себестоимости операции хонингования конкретного машиностроительного предприятия.
На основе опытно-экспериментальных данных разработаны компьютерные программы, позволяющие определять распределение размеров зерен в теле однокомпонентного абразивного инструмента после импульсного прессования, прогнозировать средневероятный размер зерен на рабочей поверхности инструмента в течение всего срока службы.
Разработаны технические предложения, позволяющие повысить эффективность процесса хонингования как традиционными, так и однокомпонентними абразивными инструментами.
Получен однокомпонентный абразивный инструмент повышенного качества - с равномерным распределением размеров зерен, характеризующийся стабильными режущими свойствами.
Автор выражает благодарность всем сотрудникам кафедры «Технология машиностроения», в особенности Оробинекому В.М., Полянчикову Ю.Ы. Чигиринскому Ю.Л., Банникову А.И. за помощь в работе над диссертацией.
Критерии оценки эффективности процессов абразивной обработки
Критерии оценки эффективности процессов механической обработки принято делить [92] на технико-технологические, технико-экономические, экономические и другие. При этом к технико-экономическим относят производительность, надежность, долговечность. Технико-технологическими критериями являются механические, физические, физико-химические и ряд других характеристик изделия. Большинство критериев прямо или косвенно связано с экономичностью производства или экономичностью эксплуатации изделия. Поэтому к экономическим относят прибыль, себестоимость, рентабельность.
Согласно многочисленным исследованиям [42, 54, 72, 82, 86, 102, 105, 148, 173, 199], эффективность любых процессов механической обработки оценивается производительностью, стойкостью режущего инструмента, точностью и качеством обработанной поверхности и т.д. На сегодняшний день существует около 70 критериев, оценивающих процессы абразивной обработки, и одним из важных показателей является режущая способность абразивных инструментов. Но единой методики определения режущей способности абразивных инструментов и производительности обработки нет.
Существуют методы оценки работоспособности инструментов с помощью одного или нескольких удельных показателей. Клебанов М.К. [54], Кузнецов И.П. [72], Лурье Г.Б. [82] и другие [86, 148, 173] также вводили свои понятия. Режущая способность абразивного круга оценивалась ими как отношение удельной интенсивности съема металла к радиальной составляющей силы резания при шлифовании.
Филимонов Л.Н. [173] предлагает производительность процесса шлифования оценивать через удельный минутный съем, относящийся к высоте круга. Савчук В.И., Гришкевич А.В., Горбенко В.А. [1.48] оценивают процессы микрорезания абразивными брусками двумя критериями: коэффициентом микрорезания и коэффициентом работоспособности.
Для алмазно-абразивных и инструментов из кубического нитрида бора (КНБ), зерно которых имеет большую стоимость по сравнению с обычным абразивным, удельная производительность обработки g определяется количеством снятого материала, приходящегося на единицу израсходованного зерна и определяется в единицах массы снятого материала или в единицах объема:
Удельная производительность и удельный расход зерна являются важными показателями эффективности процесса, хотя и не отражающими полностью условия обработки. В связи с этим часто используются такие критерии, как период стойкости инструмента, шероховатость обработанной поверхности, а также различные дополнительные критерии: силы и мощность резания, температура в зоне резания и др.
Маслов Е.Н. [86], рассматривая различные критерии оценки эффективности процесса абразивной обработки, выделяет пять основных: - производительность процесса обработки, определяемая объемом снятого материала, QM, MMJ; - износ инструмента (абразива), определяемый его расходом, Qaf), мм ; - шероховатость обработанной поверхности, Ra, мкм; - удельная производительность процесса обработки g, определяемая отношением объема снятого материала к объему израсходованного зерна: = -2-. Qa6 (1.7) - период стойкости инструмента, г, мин.
В отдельных случаях за критерий эффективности абразивного инструмента принимают способность его режущей поверхности внедряться в обрабатываемый материал под действием нормальной силы Pv. \
В своих работах [102, 105] Оробинский В.М. сделал вывод о том, что исследование процессов абразивной обработки наиболее полно и эффективно может осуществляться в рамках системного анализа с использованием таких критериев, как производительность микрорезания, интенсивность износа абразивного инструмента и шероховатость обработанной поверхности.
В процессе хонингования при кинематическом замыкании контакта между бруском и деталью помимо снижения исходной шероховатости поверхности и обеспечения точности размеров осуществляется эффективное исправление исходных погрешностей геометрической формы. Это является одной из основных целей применения хонингования при изготовлении ответственных высокоточных деталей. Поэтому использование критерия, характеризующего интенсивность достижения требуемой точности обрабатываемого отверстия, также необходимо для оценки эффективности процесса хонингования.
В рыночных условиях хозяйствования получение продукции высокого качества с наименьшими затратами является основной задачей каждого предприятия. Большое влияние видов и режимов обработки, применяемых станков и технологической оснастки на экономичность изготовления изделий делают актуальной проблему оценки эффективности технологических процессов с экономической точки зрения. Правильное и своевременное определение экономической эффективности создания и применения новой техники и технологии производства в значительной степени определяет направление и темпы дальнейшего технического прогресса машиностроения.
Критерием сравнительного экономического эффекта различных технологических процессов в целом и их отдельных операций служит технологическая себестоимость обработки, которая включает не все статьи затрат, связанные с процессом обработки, а только затраты, величина которых меняется с изменением условий изготовления. Поэтому для оценки эффективности процесса хонингования с экономической точки зрения необходимо построить математическую модель критерия «Себестоимость обработки», которая позволила бы учитывать затраты, входящие в технологическую себестоимость, в условиях их непостоянства.
Модели критериев интенсивности съема металла, интенсивности износа абразивного инструмента и качества обработанной поверхности
Процесс хонингования осуществляется, как правило, после расточной операции по поверхности с винтовыми рисками, являющимися следами от расточного резца. Поэтому работа хонинговальных брусков по гребешкам расточных рисок и по поверхности с уже снятыми рисками, осуществляется в разных условиях с различной интенсивностью съема металла и износа брусков. А если учесть, что основную часть времени бруски работают по поверхности с собственными следами, оставшимися от предыдущих проходов, то возникает необходимость в исследовании возможности брусков сохранять свои режущие свойства и самозатачиваться при длительной работе. Подобные исследования описаны во многих работах [11, 44, 84, 102, 109, 126]. Автором также проводились на операции хонингования сравнительные исследования работоспособности стандартных абразивных брусков и однокомпонентных абразивных брусков. Как показали эксперименты, в начальный период обработки гребешки микровыступов, срезаясь сами абразивными зернами, срезают связку, за счет чего происходит обнажение новых режущих граней и зерен. Это позволяет стандартным хонинговальным брускам работать в режиме активного самозатачивания. По мере уменьшения высоты микронеровностей активность самозатачивания, как и интенсивность съема, снижается. Однокомпонентный абразивный инструмент постоянно работает в режиме активного самозатачивания, обновления режущей поверхности, поэтому интенсивность съема примерно в два раза выше по сравнению со стандартным абразивным инструментом.
Из проведенных исследований можно сделать вывод о том, что модель (2.19) интенсивности микрорезания справедлива, так как стандартный инструмент и однокомпонентный абразивный инструмент работают с самозатачиванием. Экспериментальная проверка адекватности данной модели, проведенная в работе [126], показала, что относительная погрешность поля рассеивания экспериментальных данных не превышает 5%. Таким образом, феноменологическую зависимость (2.19) можно использовать для оценки эффективности процесса хонингования. 2.2.2. Модель интенсивности износа абразивного инструмента
Износ абразивного инструмента является следствием истирания и выкрашивания абразивных зерен из связки под действием механических сил, температурных напряжений и возникающих в зоне обработки адгезионных и диффузионных процессов.
Выкрашивание абразивных зерен происходит в тонком поверхностном слое из-за кратковременного воздействия высокой температуры и силы резания на абразивные зерна. Механический износ в процессе трения-скольжения сопровождается истиранием и заглаживанием режущих кромок. При шлифовании имеет место также адгезионный износ. Под действием сил адгезии происходит как налипание металла на зерно, так и отрыв микрочастиц абразива.
Качество традиционного абразивного инструмента определяется свойствами режущих зерен [126, 141] и связки [81], причем от свойств связки зависит прочность удержания зерен в инструменте и, следовательно, износостойкость инструмента как геометрического тела в целом. Вопросы качества инструмента, определяющегося свойствами режущих зерен и связки, рассматриваются в работах Лоладзе Т.Н., Бокучавы Г.В. [81], Саютина Г.И. [155] Как указывается, одной из причин износа шлифовального круга является недостаточная механическая прочность материала абразива при высоких температурах, вследствие чего, под действием сил шлифования, абразивные зерна теряют устойчивость формы. Преобладающими являются адгезионный и диффузионный виды износа абразивных и алмазных зерен. При хонинговании, вследствие небольших температур и удельных давлений в зоне контакта, преобладает абразивный износ зерен (износ истиранием).
Как отмечали Ящерицын П.И. [204] и Филимонов Л.Н. [173], износ абразивного инструмента нельзя сводить только к износу абразивных зерен. В некоторых случаях зерна могут выпадать преимущественно острые и еще способные работать. Следовательно, износ абразивного инструмента должен быть связан с физико-механическими свойствами связки, являющейся наиболее слабым местом абразивного инструмента.
В работе Мишнаевского Л. Л. [91] износ шлифовальных кругов представляет собой разрушение абразивных зерен, выкрашивание их из связки и истирание об обрабатываемую поверхность. Износ истиранием обычно составляет 4% от всего износа абразивного инструмента. Почти весь объем зерен шлифовального круга изнашивается путем их разрушения и выпадения из связки. Механизм износа режущих кромок самих абразивных зерен описан как совокупность нескольких характерных видов износа: адгезионного, абразивного и диффузионного.
Наиболее полное развитие теория износа инструмента получила в работе Лоладзе Т.Н. и Бокучавы Г.В. [81]. Впервые ими выведены уравнения, связывающие путь резания до затупления инструмента с количеством перенесенного при адгезии инструментального материала и количеством продиффундировавших с поверхности абразивного зерна элементов. Талантов Н.В. [166] со своими учениками получил зависимость для определения коэффициента диффузии на участке упругого контакта.
В работе Маслова Е.Н. и Меламеда В.И. [87] износ зерен абразивного инструмента рассматривается как сложный физико-химический и механический процесс. Кроме того, авторы отмечают, что износ зерен протекает не при контакте абразивного и обрабатываемого материалов, а при контакте их химических соединений, образующихся при взаимодействии этих материалов с внешней средой. Но это не наблюдается при сплошном контакте, как показали многочисленные исследования Талантова Н.В. [164, 166] и его учеников.
Распределение размеров зерен в теле ОКАИ, изготовленного из абразивного порошка одной зернистости
Описание абразивного инструмента в рамках системного анализа включает рассмотрение составных элементов системы зерен и связей между ними, их геометрических и физических характеристик и определение их влияния на такие параметры процесса обработки как износ инструмента, съем материала, качество поверхности [102, 126]. Поэтому, прежде всего, необходимо провести исследование геометрических, физических характеристик однокомпонентного абразивного инструмента, определить закономерности их формирования.
Работоспособность абразивного инструмента зависит от его структуры, размеров абразивных зерен, формы режущих кромок, их числа и распределения на рабочей поверхности инструмента. Структура инструмента определяется, в первую очередь, технологией его изготовления [4]. Для производства стандартного абразивного инструмента, полученные в электрических печах абразивные материалы, сортируют, а затем дробят и измельчают в специальных машинах. В зависимости от состава исходного материала, требований к составу и свойствам зерновых продуктов абразивные материалы подвергают различным видам обогащения (в том числе магнитному и химическому), термической обработке и затем классифицируют по крупности частиц [4]. Классификацию абразивных зерен и порошков по крупности осуществляют рассевом ситами на специальной аппаратуре, позволяющей получить продукты требуемого зернового состава. Для разделения по крупности частиц мельче 40 мкм, а иногда и более крупных применяют гидравлическую классификацию, в результате которой получаются микропорошки, отвечающие определенным техническим требованиям.
В зависимости от крупности частиц абразивные материалы делят на группы и номера. Каждый номер зернистости в соответствии с ГОСТ 3647-80 характеризуется следующими фракциями: предельной, крупной, основной, комплексной и мелкой (первой и второй). Комплексная фракция для шлифзерен и шлифпорошков состоит из трех фракций: крупной, основной и смежной; для микропорошков - из двух фракций: основной и смежной.
Определяющей характеристикой зернистости является ее основная фракция. Крупность основной фракции продуктов рассева определяют размерами двух смежных сеток, через первую из которых все зерна основной фракции проходят и задерживаются на второй. За зернистость принимают номинальный размер стороны ячейки в свету сетки, на которой задерживается зерно. Крупность основной фракции продуктов гидравлической классификации определяют линейными размерами зерен.
В зависимости от процентного содержания основной фракции при соблюдении норм по остальным фракциям зернистость дополняют буквенным индексом согласно табл.3.1 [4]. Массовое распределение размеров абразивных зерен, получаемых традиционными методами дробления, описывается законом нормального распределения [4, 11], кривая которого показана на рис.3.3. На рис.3.3 также показаны участки под кривой распределения, характеризующие соотношение между массами зерен в различных фракциях в соответствии с ГОСТ 3647-80. Массовую долю в заданных пределах размеров х/ и х2 определяют из выражения [11]:
Кривая распределения размеров абразивных зерен традиционного инструмента На кафедре «Технология машиностроения» Волгоградского государственного технического университета проводятся научно-исследовательские работы по изучению однокомпонентного абразивного инструмента - ОКАИ. На основе полученных результатов построен ряд закономерностей и зависимостей, описывающих физические, геометрические, режущие свойства нового инструмента, определен закон распределения размеров зерен в теле инструмента [11, 102, 105, 126].
Новый однокомпонентный инструмент изготавливают, используя технологию прессования абразивных зерен электрокорунда белого одной зернистости ударной волной [1, 2, 3, 119, 120, 121, 122]. Формообразование инструмента сопровождается измельчением абразивных зерен в ограниченном объеме пресс-формы за очень короткий промежуток времени под действием большой энергии электрогидравлической ударной волны. Абразивный инструмент получает характерную «игольчатую» структуру [11] и форму зерен, которая не может быть достигнута традиционными способами измельчения (шаровые и струйные мельницы, вибрационные измельчители, и т.д.). Распределение размеров абразивных зерен описывается законом, близким к (3-распределению [102], кривая которого представлена на рис.3.4:
Технология изготовления однокомпонентного абразивного инструмента с равномерным распределением зерен, основанная на смешивании порошков разных зернистостей
Неравномерная макроструктура однокомпонентного абразивного инструмента, как было показано в п.п.3.2, 3.3, 4.1, определяется технологией его изготовления. Направленное действие ударной волны обуславливает неравномерное распределение крупных и мелких абразивных зерен и пор в теле получаемого инструмента по высоте, т.к. энергия ударной волны при прохождении через массу абразивного порошка затухает и зерна исходного порошка, расположенные в нижней части пресс-формы, дробятся менее интенсивно, чем в верхней. В результате доля мелких зерен в верхнем сечении инструмента превышает их долю в нижнем, а доля крупных зерен в верхнем сечении меньше, чем в нижнем, что ведет к нарушению стабильной работы инструмента в течение всего его срока службы, неравномерному износу и производительности, снижению его качества [130, 132, 133].
Описанная в п.п.4.1 разработанная автором технология изготовления ОКАИ, основанная на использовании специальной оснастки, имеет некоторое ограничение в своем применении - при высоте засыпки исходной шихты h \0-12 мм не может быть получено равномерное распределение крупных и мелких зерен и пор по высоте получаемого инструмента. Поэтому целью проводимых автором исследований является разработка технологии изготовления абразивных изделий, позволяющей получить инструмент с равномерным распределением абразивных зерен и обеспечивающего стабильную производительность и износ инструмента в течение всего срока службы при любой высоте засыпки исходной шихты.
Как следует из рис.4.12, отклонения процентного содержания абразивных зерен в различных продольных сечениях полученного ОКАИ для порошка исходной зернистости 125 мкм составляют: для зерен размером 125 мкм - 3,9%, 100 мкм - 3,0%, 80 мкм - 0,2%, 63 мкм - 1,0%, 50 мкм - 8,0%. Для исходных порошков зернистостью от 80 до 250 мкм отклонения составляют 6-9% [130, 132, 133]. Причем процентное содержание крупных зерен увеличивается от верхнего сечения ОКАИ к нижнему, а мелких зерен - уменьшается. Очевидно, что для получения однокомпонентного абразивного инструмента с равномерным распределением размеров зерен по высоте необходимо увеличить содержание мелких зерен в нижнем сечении и уменьшить их содержание в верхнем при одновременном увеличении процентного содержания крупных зерен в верхнем сечении и уменьшении их в нижнем. Это может быть выполнено путем добавления к абразивным зернам исходного порошка зерен другой, отличной зернистости, т.е. изменением размерных характеристик исходной шихты - d3, d3i, P(d3), P(d3i) (см. рис.3.8).
Таким образом, поставленная цель исследования достигается тем, что в способе изготовления абразивных изделий, при котором формообразуют абразивный порошок электрокорунда при статическом и динамическом нагружении ударной волной в пресс-форме, после чего производят термообработку, соблюдается следующий порядок заполнения пресс-формы.
Перед формообразованием в нижнюю часть пресс-формы помещают абразивный порошок, представляющий собой смесь порошков электрокорунда белого при массовом соотношении основной фракции к дополнительной от 60 до 40%, причем соотношение размеров зерен дополнительной фракции ddon к размеру зерен основной фракции docn составляет Jrfo,/Joc.,=0,7-0,88. Затем в верхнюю часть пресс-формы помещают порошок основной фракции, при этом соотношение объемного заполнения частей пресс-формы 1:(1,5-0,7). На рис.4.13 представлено распределение размеров абразивных зерен после импульсного прессования в теле однокомпонентного абразивного бруска сечением 4x70 мм и высотой /з=12 мм, полученного по описанной технологии. Из рис.4.13 следует, что после импульсного прессования исходной шихты, приготовленной из порошков электрокорунда белого зернистостью 125 (d0CII) и 100 мкм (ddon) при массовом соотношении 50/50 и засыпаемой в пресс-форму по предложенной выше технологии, распределение размеров зерен в теле ОКАИ приближается к равновероятному - отклонение в процентном содержании зерен в различных продольных сечениях не превышает 1-2%.
По нашему мнению, последовательное заполнение пресс-формы, при котором в ее нижнюю часть помещают смесь порошков электрокорунда основной и дополнительной фракции, причем соотношение размеров зерен дополнительной фракции к размерам зерен основной составляет 0,75-0,88, а затем в пресс-форму засыпается порошок основной фракции, ведет к увеличению в нижнем сечении получаемого инструмента доли мелких зерен. 54 53.9
Распределение размеров абразивных зерен после импульсного прессования в теле ОКАИ при заполнении пресс-формы по разработанной автором технологии (исходная зернистость 125 мкм) При этом массовое соотношение в смеси основной фракции к дополнительной от 60 до 40% и соотношение объемного заполнения частей пресс-формы 1:(1,5-0,7) обеспечивают равное соотношение долей мелких и крупных абразивных зерен в нижнем сечении получаемого инструмента с соответствующими долями в верхнем сечении.
Автором были проведены эксперименты по импульсному прессованию смеси абразивных порошков электрокорунда белого с размерами зерен, соответственно, основной и дополнительной фракции, 100 и 80, 125 и 100, 250 и 200 мкм по предложенной методике. Их результаты для смеси 100 и 80 мкм представлены в табл.4.2, рис. 4.15, 4.16, 4.17.
На рис. 4.14 представлено распределение размеров абразивных зерен в теле ОКАИ после импульсного прессования исходного абразивного порошка электрокорунда белого 24А зернистостью 100 мкм при заполнении пресс-формы по известной технологии (табл.4.2, образец). Как следует из рис.4.14 отклонения процентного содержания зерен разных размеров по высоте прессовки составляет: для размера зерен 100 мкм - 4,1%, 80 мкм - 6,1%, 63 мкм - 1,4%, 50 мкм - 7,4%, 40 мкм и менее - 8,5%.
