Actual Problems in Machine Building 2018 Vol. 5 No. 3-4

Актуальные проблемы в машиностроении. Том 5. № 3-4. 2018 Материаловедение в машиностроении ____________________________________________________________________ 145 Целенаправленное варьирование одним или одновременно двумя факторами (формой и ориентацией зёрен) позволяет создать новый класс инструментов с повышенными эксплуатационными показателями. Для реализации поставленной цели разработаны технологии по изготовлению опытных инструментов с контролируемой формой и ориентацией зёрен. Изготовлены опытные партии экспериментальных шлифовальных инструментов, которые прошли сравнительные испытания и продемонстрировали более высокие эксплуатационные возможности, чем стандартные инструменты. Методики экспериментальных исследований Вибрационный способ сепарации абразивной массы по признаку формы выбран в данных исследованиях в связи с его высокой избирательностью и точностью разделения. Таким способом можно разделить зёрна на 10-14 фракций с разной формой и затем отыскать наиболее оптимальную форму для данного инструмента и вида шлифования. Контроль формы зёрен осуществлялся с помощью специального программного обеспечения [10], с использованием микроскопа и сканера. Идентификация формы зёрен проводилась численным методом на основе использования коэффициента формы, равного отношению вписанных и описанных диаметров окружностей на плоской проекции зерна или отношению диаметров вписанных и описанных сфер в объёмной проекции зерна. Электростатический способ ориентации зёрен осуществлялся на специальной установке, с концентрическим, радиальным и наклонным расположением электродов. Благодаря этому, зёрна укладывались в теле шлифовальных кругов параллельно плоскости резания, перпендикулярно либо наклонно к ней. Для шлифовальных шкурок, лент и лепестковых кругов ориентация зёрен на тканевую или бумажную основу производилась также с помощью специальных установок и путем использования электростатического поля [11, 12]. Технологии изготовления экспериментальных инструментов включали в себя технологические операции, аналогичные стандартным инструментам, за исключением добавления операций по выделению зёрен определенной формы и целенаправленному наклону зёрен в инструментах. Для реализации данных технологий разработан и подобран комплекс специальных приборов, устройств и оборудования. В том числе: смеситель (для приготовления смеси зёрен со связкой) [13], гидропресс (для формования шлифовальных кругов), электропечь (для термообработки кругов), компактная линия для изготовления шлифовальных шкурок, термокамера для сушки шлифовальных шкурок. Изготовлены опытные партии экспериментальных шлифовальных кругов и лент, которые прошли сравнительные испытания со стандартными шлифовальными инструментами. Результаты испытаний представлены ниже и они показывают ряд преимуществ опытных инструментов по сравнению со стандартными [14 - 16]. Результаты и обсуждение В ходе проведения сравнительных испытаний отрезных шлифовальных кругов установлено, что: - использование зёрен игольчато-пластинчатых разновидностей даёт по сравнению со стандартными кругами повышение режущей способности на 17% и снижению теплонапряженности процесса резания на 9 – 18 °С;