Введение к работе
Аіпуальиость_р_аботы_ В настоящее время в иромыгалешгости используют два ОСНОВШ.ІХ вида однослойных шлифовальных инструментов - однослойные абразивные (алмазіше, эльборовыс) крути на никелевых сказках и абразивные одно- и двусторонние ленты (шкурки) на различных основах (металлических, бумажных, тканевых).
Однослойные абразивные инструменты имеют' ряд преимуществ перед многослойными. Повышенные режушие спойства, возможность реализации схем прогрессивного шлифования (высокоскоростное, эластичное), более экономное использование дефицитных абразивных материалов, возможность повторного использования корпусов некоторых видов инструментов, возможность изготовления в условиях не специализированного производства. При этом высокие стоимость и дефицит используемых материалов, значительные энергозатраты и высокий уровень требований к гальваническому процессу обуславливают высокую себестоимость однослойного алмазно-никелевого инструмента, а характеристики режущего слоя ограничивают целесообразную область применения Снижение себестоимости изготовления инструментов способных эффективно обрабатывать как высокотвердые материалы (твердые сплавы, стекло, технические камни рубины, и ар) гак и пластичные, вязкие, (пластмассы, сплавы цветных металлов) а также материалы со специальными свойствами (ферриты, полупроводники) является важной задачей, актуальность которой возрастает в связи с непрерывным развитием современною производства
Не менее важной задачей, касающейся абразивных инструментов вообще, и однослойных шлифовальных инструментов в частности, является повышение их эксплуатационных характеристик на основе управления строением их режущего слоя. Хаотичная ориентация зерен абразива в связке и разная высота выступания относительно рабочей поверхности инструмента, близкое их взаимное расположение, обусловленные технологией изготовления инструмента, не позволяют в полной мере использовать режущие свойства шлифовального материала. способствуют засаливанию режущей поверхности, повышению генлоиапряженности процесса резания и из.ноанему расходу абразивною материала Отдельные виды выпускаемых на сегодняшний день прогрессивных шлифовальных инструментов (алмазных, эльборовых и т.д.) на металлических связках требуют-предварительной правки для вскрытия и выравнивания режущего рельефа. Это приводит к дополнительным потерям времени и дорогостоящего абразивного материала. Геометрическая
ориентация зерен с выравниванием пежущего.рельефа и их расстановка с некоторыми межзерновыми расстояниями способствует увеличению числа режущих зерен, улучшению показателей обработки, снижению затрат на абразивные материалы и предварительную подготовку инструмента. Существующие технологии позволяют изготавливать отдельные типы однослойных абразивных инструментов с программируемым рельефом рабочей поверхности, но они достаточно громоздки, требуют сложного узко специализированного оборудования и не могут обеспечить равномерный рельеф рабочей поверхности на стадии изготовления без процедур предварительного гранулометрического отбора абразива.
Изложенное свидетельствует об актуальности данной работы, направлешюй на разработку и исследование способа изготовления однослойных шлифовальных инструментов (абразивных кругов, абразивных одно- и двусторонних лент) путем механического внедрения сориентированных абразивных зерен в основу инструмента, позволяющего управлять строением их режущего слоя и использовать материалы и методы воздействия, способствующие снижению себестоимости и повышению эффективности использования получаемой продукции.
Целью работы является повышения эксплуатационных характеристик однослойных абразивных инструментов н снижение их себестоимости.
Общая методика исследований. В работе использованы теоретические и экспериментальные методы исследования. Теоретические исследования выполнены на базе научных основ теории шлифования, физики диэлектриков и теории электростатики, теоретической механики, механики твердых тел, математического аппарата с широким использованием численных методов, реализованных в виде программ для ЭВМ. Экспериментальные исследования проводились в соответствии с законами планирования эксперимента на специально разработанных и созданных автором экспериментальных установках.
Научную новизну исследований составляют:
Процесс нанесения абразива на корпуса однослойных абразивных инструментов путем механического внедрения ориентированных внешним электростатическим полем зерен в основу инструмента;
исследование физических явлений происходящих при воздействии неоднородным электростатическим полем на зерна абразива при внедрении последних в основу инструмента;
теоретическая модель, позволяющая оценить возникающее при внедрении зерна абразива в основу инструмента усилие;
- теоретическое иссяедование процессов деформации материала основы
инструмента,при_внедрении-зерна-абразива;~по!волиБШее_оиреде,тигь условия его
предварительного удержання
Практическая ценность заключается в разработке:
способа нанесения ориентированных абразивных зерен на корпуса одностопных абразивных инструментов,
вычнелителыллх профамм для расчета параметров процесса внедрения ористированных абразивных зерен в основу инструмента в зависимости от основных технологических факторов:
способа и технологии изготовления однослойных шлифовалыгых инструментов с ориентировашшши зернами абразива, позволяющих изготавливать не имеющую аналогов двустороннюю абразивную ленту, а также снизить себестоимость иных однослойных абразивных инструментов,
практических рекомендатгяй по подбору исходных материалов для изготовления инструмента (основа инструмента и абразивный материал) и выбору релсимов изготовления.
Высокая эффективность новых технологических процессов подтверждена резуш/гатами испытаний опытной партии однослойных шяифоналънъгх лент
Реализация результатов:работы Результаты исследований использованы:
при разработке опытно-промышленной технологии изготовления односпоиных абразивных инструментов с заданным режущим рельефом,
при разработке операции по притирки торнев С-обрлзшлл половинок тороидальных разрезныч витых магнитопроводов.
Аіщо&игиіі^ботьі. Основные положения работы докладывались' на 2, 3, 4, 5 научных конференциях преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ИовГУ (Новгород, 1995, 1996, 1997, 1908): на 1 международном семинаре "Актуальные проблемы прочности" (Новгород, 1997); Результаты работ были представлены на открытом смотре конкурсе научно-технических идей (НовгородД997).
Публикаггии По материалам диссертационной работы отб.тмковатго 8 печа'птых работ Из них одна признана изобретением
Структура и_оъем работы Диссертация состоит ю введении, четырех глаи,
заключения, общих выводов, биб:шоірафического списка из 111 наименований,
четырех приложений. Содержит 134 страницы основного текста, поясняемого 53
иллюстрациями и 12 таблицами. ''