Obrabotka Metallov 2010 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (49) 2010 24 ТЕХНОЛОГИЯ Рис. 2. Технологическая размерная цепь для определения величины минимального общего припуска на механическую обработку покрытия из нанопорошкового материала ВК25 На рис. 2 приняты следующие обозначения: H 0max – максимальный размер покрытия до обра- ботки; Z max – максимальный припуск на обработ- ку; Δ – допуск на окончательный размер детали; h min – минимальная толщина детали с покрытием после обработки; Δ Н – допуск на толщину покры- тия до обработки; Δ П – толщина переходного слоя; А 0 – толщина подложки; f – минимальная достаточ- ная величина покрытия на эксплуатацию детали; R а 0 – шероховатость поверхности покрытия до об- работки; R а ок – окончательная шероховатость де- тали. В результате решения технологической размер- ной цепи (рис. 2) было установлено, что минималь- ный припуск на последующую механическую об- работку составляет z 0min = 87 мкм, а максимальное значение достигает z 0max = 110 мкм. Исходя из полученных величин припуска мож- но сделать вывод о том, что механическая обработ- ка лезвийным инструментом поверхности детали с покрытием в условиях, когда припуск не превыша- ет десятых долей миллиметра, связана с определен- ными сложностями, в частности возникновением значительных температур при деформации мате- риала. Преобладание деформационных процессов над непосредственно над процессом резания свя- зано с тем, что величина припуска сопоставима с радиусами кромки режущего инструмента. Повы- шение температуры может неблагоприятно сказы- ваться на качестве обработанной поверхности, в частности, возможно образование дефектов в виде сетки микротрещин и прижогов, а в некоторых слу- чаях и приводить к отслаиванию покрытия. Приме- нение традиционных абразивных материалов так- же малоэффективно для шлифования покрытий из нанопорошковых материалов, так как имеет место быстрая потеря режущих свойств шлифовально- го круга вследствие износа абразивных зерен, что способствует увеличению сил резания, а следова- тельно, и температуры в зоне обработки. Действие этих факторов не позволяет обеспечить высокое качество поверхностного слоя. Кроме того, износ шлифовального круга может приводить к сниже- нию точности формообразования, что является критическим фактором при обработке покрытия, поскольку его толщина составляет десятые доли миллиметра. Одним из возможных способов формообразова- ния поверхности покрытия из высокопрочных ма- териалов, таких как карбид вольфрама, в условиях минимальной величины припуска является электро- алмазное шлифование (ЭАШ). Электроалмазное шлифование основано на совмещении электрохи- мического растворения обрабатываемого материа- ла и его механическом резании зернами алмазного круга. За счет такого совмещения в зоне обработки наблюдается существенное снижение режущих сил, что гарантирует отсутствие высоких локальных температур и, как следствие, позволяет избежать образования на поверхности характерных для тра- диционных методов обработки дефектов. На осно- вании этого можно сделать вывод, что размерная обработка покрытий из нанопорошковых материа- лов методом электроалмазного шлифования явля- ется наиболее перспективной среди существующих на сегодняшний день. Однако для эффективного применения данного технологического метода при шлифовании указан- ного класса материалов требуется проведение ком- плексных исследований процесса обработки с целью установления взаимосвязей производительности процесса с режимами шлифования. Проведение экспериментальных исследований по обработке деталей с покрытиям из нанопорошко- вых материалов осуществлялось на установке для электроалмазного шлифования, схема и принцип работы которой подробно рассмотрены в работе [4]. В качестве электролита использовался 10 %-й