Добро пожаловать на новый сайт!!! |  |
 |
 |
 |
|
|
||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|
|||||||||
|
Оборудование и инструмент для профессионалов |
||||||||||
|
|
|||||||||
|
Информационно-техническое издание для производства |
||||||||||
|
|
Новости проекта
Украина
+38(057) 7122040 
|
|
|
2003 ...2004 ... Параметры издания:
№04(39) 2003 год. Деревообработка. Скачать карточку подписчика для получение журнала «Оборудование и инструмент» (MsWord .DOC - 26 КБ).
(стр. 42) Шлифовальные инструменты из сверхтвердых материалов - интенсификация процессов и новые технологии. Автор: А.А. Шепелев, д.т.н., В.И. Лавриненко, д.т.н., Институт сверхтвердых материалов им. В.Н.Бакуля НАН Украины, г. Киев Институт сверхтвердых материалов (ИСМ) им. В.Н. Бакуля НАН Украины в настоящее время является научно-технологическим центром Украины в области разработки, получения и применения сверхтвердых материалов (СТМ) – синтетических алмазов (СА) и кубического нитрида бора (КНБ), что весьма актуально для развития современного инструментального производства, так как основными факторами, определяющими повышение производительности обработки материалов, являются износостойкость и надежность инструмента. Это особенно характерно для обработки материалов высокой твердости и абразивной способности. Недостаточная износостойкость инструмента исключает автоматизацию процессов обработки и приводит к снижению качества поверхностей деталей машин. Поэтому эффективными средствами обеспечения надежности и стойкости инструмента являются инструментальные материалы повышенной износо- и теплостойкости, прочности и твердости, рациональные конструкции инструментов, высокоэффективные технологии их обработки. Интенсификация инструментального производства на основе развития эффективных средств производства (инструменты, оборудование) и высокопроизводительных технологий механообработки – ключевая задача машиностроительного комплекса и других базовых отраслей промышленности. Применение сверхтвердых материалов рассматривается в инструментальном производстве как приоритетное направление увеличения производительности и повышения надежности режущих инструментов и деталей машин. Использование абразивных инструментов из СТМ в технологиях шлифования основных инструментальных материалов – твердых сплавов, инструментальных сталей, режущей керамики, безвольфрамовых твердых сплавов, материалов на основе карбида бора и др., позволяет решать проблему рационального использования данных материалов, представляет важнейший резерв увеличения производительности обработки, предопределяет экономичность производственных процессов и гарантирует высокое качество обработки инструментов и деталей машин. В этой связи актуальной задачей современной технологической науки является развитие фундаментальных и прикладных исследований в области машиностроения, механики и процессов управления по установлению механических, физико-химических и других закономерностей с целью их использования в производственных процессах инструментального производства. Современная концепция комплексного прогноза проблем машиностроения в области обработки материалов предопределяет широкое применение методов вибрационного и волнового воздействия, совмещение механического воздействия с химическими, электрическими и другими процессами обработки современных материалов, т.е. использования процессов комбинированной физико-механической обработки. Потенциал научных исследований по совершенствованию и развитию процессов алмазной обработки материалов резанием во всем мире неуклонно возрастает. Это объясняется тем, что создание синтетических алмазов и кубического нитрида бора относится к числу наиболее выдающихся достижений XX века. Применение этих суперабразивов в различных отраслях производства ежегодно возрастает в мире на 5–10%. О большом внимании индустриально развитых стран к сверхтвердым материалам, как наиболее прогрессивным инструментальным, а в ряде случаев и конструкционным материалам, свидетельствует тот факт, что в настоящее время ведущие промышленно развитые страны (США, Япония, Германия, Англия, Италия, Франция) используют до 80% всех добываемых природных и производимых синтетических алмазов. При этом одной из основных областей применения СТМ является машиностроение, металло- и камнеобработка. В этих отраслях используется около 70% общего объема производства СТМ. В настоящее время в промышленности Украины применяется около 30 марок СТМ и более 4500 типоразмеров инструментов. Как техническая продукция, сверхтвердые материалы и инструменты на их основе относятся к наукоемкой продукции, показателем которой, как известно, является стоимость 1 кг массы этой продукции. Так, стоимость 1 кг сверхтвердых абразивных материалов составляет порядка 1–5 тыс. долларов США, стоимость 1 кг инструментов из СТМ – 0,1–0,5 тыс. долларов США. По современным рыночным определениям данную продукцию следует считать относящейся к средне- или высокотехнологичным отраслям промышленной продукции, таким как авиа-, авто- и приборостроение, фармацевтика, химическая промышленность, научные инструменты. В ИСМ НАН Украины разработано новое поколение шлифовальных инструментов из сверхтвердых материалов с функциональным конструкторско-технологическим рабочим слоем, характеристики которого адекватны параметрам используемых методов шлифования: круги форм 12А2 и 6А2 с двух- и трехслойным прерывистым рабочим слоем, крупногабаритных форм 1А1 и 14А1 диаметром 500 – 700 мм; форм 4А9, 1А1, 12А2, 11V9 и др. на металлических (МХ1, МХ3, МХ4, МХ5), полимерных (В2-01-1, В2-01-2) и керамических (КМ1-01, КМ1-02) связках. Разработанные шлифовальные круги из СТМ соответствуют по важнейшим показателям мировому уровню и являются конкурентоспособными по сравнению с разработками зарубежных фирм. В табл. 1 представлена номенклатура шлифовальных кругов из СТМ для технологий инструментального производства.
Таблица 1. Для шлифования такими кругами рекомендуются следующие режимы обработки: скорость круга – 25 м/с; продольная подача – 1,5 м/мин; поперечная подача – 0,05…0,10 мм. Характеристика круга: СТМ – алмазы марок АС6 и АС15 ; кубонит марок КР, КВ ; зернистость – 100/80 – 160/125; относительная концентрация, % – 75, 100 . В качестве связки применяется специальный двухкаркасный металлополимерный композит марки В2-01-1. Технология программируемого спекания и новый состав композита обеспечивают многократное повышение износостойкости кругов формы 11V9 по сравнению с серийными. Оптимизированы функ-циональные характеристики многокомпонентных полимерных композитов на основе системы "полимер-металл-наполнитель". Предложена система оценки качества композитов при использовании аналитического комплекса исследований и диагностики. Разработанная технология изготовления шлифовальных кругов формы 11V9 из СА и КНБ гарантирует их качество за счет обеспечения при формировании композитов оптимального давления прессования.
Ниже представлены шлифовальные и отрезные инструменты, которые разработаны с использованием новых инструментальных композитов из СТМ для следующих процессов обработки: Алмазные отрезные круги типа 1А1R "Корона" и 1А1R SS "Турбо" предназначены для резки изделий из мрамора, керамической и кафельной плитки, гипсокартона, черепицы, известняка, обожженного и силикатного кирпича; материалов средней твердости: бордюрного камня, шамотного кирпича, шифера, асбестоцемента, твердого мрамора, "легкого" бетона; твердых материалов: гранита, "тяжелого" бетона и бетона с твердыми наполнителями. Отрезные круги (рис. 1) изготавливаются диаметрами от 125 до 230 мм и толщиной режущего слоя от 0,5 до 2,8 мм. Типоразмеры таких кругов, режимы резки и обрабатываемые материалы приведены в табл. 2.
Рис. 1. Отрезные алмазные круги 1А1RSS "Турбо" (а) и 1А1R "Корона" (б).
Таблица 2. Характеристика режущего слоя указанных выше типов кругов: марки алмазов – АС65, АС100, АС125, АС100Т, АС125Т; зернистость – от 250/200 до 500/400; относительная концентрация алмазов в кругах, % – 30, 40, 50, 100. В качестве связок использовался разработанный металлический композит марки МХ4. В табл. 3 приведены показатели износостойкости отрезных кругов формы 1А1RSS "Турбо" ряда ведущих зарубежных фирм в сравнении с аналогичными кругами, разработанными нами. Исследования показали, что дисковые алмазные инструменты диаметром 125, 200, 230 мм на основе композита марки МХ-Y являются конкурентоспособными по сравнению с кругами ряда фирм.
Таблица 3.
Применение кругов 1А1R и 1А1RSS, которые изготавливались согласно упомянутой выше технологии программируемого прессования и спекания, по сравнению со стандартными отрезными кругами позволяет повысить срок службы данного инструмента; увеличить производительность обработки в 2,5...3 раза; снизить энергозатраты на обработку в 1,7...2,0 раза; обеспечить экономию обрабатываемых материалов на 35...50 %. Крупногабаритные алмазные инструменты для шлифования огнеупорных материалов (ГОСТ 1598-75), содержащих Al2O3 в количестве 39...42%. Расход алмазного серийного инструмента на металлической связке М2-01 при их обработке достаточно высок: удельный расход алмазов составляет 100...150 карат на тонну изделий и, как следствие, это не обеспечивает необходимую производительность обработки. Поэтому нами были проведены работы по созданию специального алмазного инструмента для шлифования огнеупорных материалов, что позволило обеспечить повышение износостойкости алмазных кругов в 2...3 раза, достичь при этом необходимой производительности обработки и снижения материалоемкости кругов. Разработаны специальные конструкции крупногабаритных алмазных кругов форм 1А1 и 6А2 (рис. 2), создан алмазосодержащий композит марки МХ1 с алмазами высокой прочности марок АС50 и АС65; оптимизированы режимы шлифования. В условиях ОАО "Часовоярский огнеупорный комбинат" проведены производственные испытания кругов в количестве 300 штук с общим содержанием алмазов около 400 тыс. карат. В концерне "АЛКОН" организовано промышленное производство специальных крупногабаритных алмазных кругов форм 1А1 и 6А2 диаметром 400...500 мм в объемах, которые удовлетворяют потребностям Украины в целом. Возможны экспортные поставки указанных кругов в Россию и другие страны СНГ. Объем производства кругов составляет 300...500 тыс. карат алмазов в год.
Рис. 2. Крупногабаритные алмазные инструменты для шлифования огнеупорных материалов. Новизна разработанных кругов: использование металлических композитов (связок) марки МХ5 с высокой режущей способностью и толщины рабочего слоя кругов, равной 10 мм, алмазных порошков, которые имеют коэффициент однородности 1,2...1,3 и содержание основной фракции не менее 95%. Круги изготавливаются согласно Межгосударственного стандарта – ГОСТ 30352 "Круги алмазные шлифовальные для обработки сортового и художественного стекла. Технические условия". Шлифовальные круги из кубонита на металлической связке для обработки стальных ножей для резки сахарной свеклы по сравнению с кругами, которые ранее использовались на сахарных заводах, позволяют сократить число операций обработки, механизировать процесс, повысить производительность обработки на 20…30%, резко улучшить качество ножей, повысить их стойкость и значительно повысить качество свекольной стружки. Преимущества шлифовальных кругов из кубонита: стойкость в 5...10 раз превышает стойкость алмазных кругов и в сотни раз – кругов из электрокорунда; процесс шлифования сопровождается более низкими показателями температур и сил резания. Кругом формы 1ЕЕ1Х 160х8,5х6х51-КР 125/100-МХ5-150% (рис. 3) обеспечивается шлифование передних поверхностей ножей из стали У7, У7А и др. Таким образом, наиболее эффективным способом снижения затрат на обработку материалов является алмазно-абразивная обработка, шлифование и заточка инструмента. Это связано с использованием новых конструкционных и инструментальных материалов, эффективная обработка которых возможна только алмазно-абразивными инструментами. Конкурентоспособность инструментов из СТМ является тем краеугольным камнем, на котором должно базироваться создание высокопроизводительных технологических процессов обработки.
Типоразмеры кругов, мм
2003 ...2004 ... |
 Серия справочников по обработке металла  Серия «Настольная книга снабженца» |
| |||
|
|
|
|
Все права защищены © 2003 - 2005 ЧФ «ЦентрИнформ» | ||||||