Popov VY et al. 2017 no. 1(74)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (74) 2017 32 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ нескольких видов энергии и обеспечивающая повышение качества обработанной поверхно- сти – комбинированная электроалмазная обра- ботка (КЭАО). Методика экспериментальных исследований заключается в определении удельного расхо- да алмазных зерен (АЗ), q (мг/г) и определении режущей способности АЗ, K (мм 3 /мин)/Н по- сле КЭАО поверхности образцов из инструмен- тальных сталей; изображения поверхностей АЗ получены с помощью растровой электронной микроскопии (Carl Zeiss EVO ® 50 XVP). Ис- следовались АЗ из алмазных чашечных кругов (АШК) на металлических связках, дефицитных зернистостей: АС6 80/63 М1 100 %, D = 125 мм, b = 15 мм; АС6 125/100 М1 100 %, D = 125 мм, b = 10 мм; АС6 80/63 А1 4 М1 D = 150 мм, b = 10 мм. Исследование зависимости удельного расхода и коэффициента режущей способности Исследование зависимости удельного расхо- да (рис. 1) и коэффициента режущей способно- сти (рис. 2) АШК от технологических режимов КЭАО показало, что исходя из условий обо- снованного минимального удельного расхода алмазов рациональными для затачивания ин- струментальных сталей следует считать следу- ющие режимы резания: плотность тока правки i пр = 0,1…0,25 А/см 2 ; плотность тока травления i тр = 6…8 А/см 2 ; скорость резания V = 35…47 м/с; поперечная подача t = 0,02…0,03 мм/дв.ход; про- дольная подача S = 1…1,5 м/мин. При исследовании процесса шлифования, моделировании его закономерностей необходи- мо учитывать воздействие точечных и объемных дефектов внутри АЗ, так как именно они ответ- ственны за его разрушение и износ. Так, расчет- ная прочность алмаза с «идеальной» кристалли- ческой структурой достигает 10 000 Н/мм 2 , но, как показывает практика, прочность реального алмаза в 100…1000 раз меньше. Воздействие точечных дефектов (микродефекты) Основной примесью алмаза в кристалличе- ской решетке является азот, который дает начало к образованию большого количества точечных дефектов [11–16]. Так, одиночные вакансион- ные дефекты (рис. 3, а ), одиночные замещенные и межузельные атомы (рис. 3, б ) при высокой температуре шлифования могут переходить в многовакансионные кластеры. Поскольку за- мещенные атомы принадлежат другому хими- ческому элементу и имеют другой диаметр, то подобные переходы расширяют или сжимают кристаллическую решетку, накапливая в ней так называемого запасенную энергию, которая, высвобождаясь в процессе шлифования, может приводить к образованию в кристалле алмаза трещин, а значит, к снижению его прочностных характеристик. Воздействие объемных дефектов (макродефекты) За адгезию сошлифованного материала к связке шлифовального круга, т. е. за сам факт засаливания, в большей степени отвечают де- фекты, связанные с несовершенствами поверх- ности кристалла алмаза. Как правило, они пред- ставляют собой блоки кристаллической решетки (рис. 3, г ), между которыми могут располагаться как обычные трещины (рис. 3, д ), так и трещи- ны, заполненные металлическими включениями Рис. 1. Графическая зависимость удельного расхода АШК q от технологических режимов КЭАО Рис. 2. Графическая зависимость коэффициента ре- жущей способности АШК К от технологических режимов КЭАО