ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Введение. Важнейшей составляющей технологического процесса изготовления зубчатых колес ответственных изделий является операция хонингования зубьев.Особые требования предъявляют к качеству поверхности зубчатых колес специального назначения, где применяли импортные абразивные инструменты, поставки которых в современных экономических условиях невозможны. Цель работы: разработка рецептуры, технологической оснастки и технологии изготовления эластичных алмазных зубчатых хонов взамен импортных для хонингования зубьев зубчатых колес специального назначения. Методы исследования. Предметом исследования являются образцы импортных эластичных хонов и создаваемые отечественные аналоги. Определяли механические свойства, морфологию и химический состав абразивного (алмазного) слоя рабочей поверхности зубьев и зубчатого венца. Содержание химических элементов контролировали в отдельных точках поверхности и сканированием по площади на растровом электронном микроскопе. Определяли рецептуру и технологию производства зубчатых хонов. Результаты и обсуждение. Разработаны конструкции пресс-форм для формообразования абразивного слоя и ступицы зубчатого хона. Выявлены особенности морфологии  материала рабочего слоя и зубчатого венца эластичного алмазного хона. На основании проведенных исследований определены отечественные аналоги материалов составляющих элементов хона. Рассматривали две технологии изготовления: методом прессования и литья под давлением. Для отработки технологии изготовлены две пресс-формы: упрощенная модель, состоящая из двух зубьев, и круглая пресс-форма. Анализировали несколько способов изготовления зубьев хона: изготовлениеабразивного слоя с различной степенью предварительнойвулканизацией, последующим введением материала зубчатого венца и окончательной вулканизацией всего изделия. Определяли механические показатели материалов рабочего абразивногослоя и зубчатого венца. Исследовали химический состав составляющих хона и пограничной зоны. В результате проведенных исследований даны рекомендации по рецептуреабразивного слоя и зубчатого венца, технологии изготовления зубчатого хона, предназначенного для окончательной обработки зубьев термообработанных цилиндрических колес специального назначения.

1. Калашников А.С. Зубохонингование зубчатых колес // РИТМ: Ремонт. Инновации. Технологии. Модернизация. – 2013. – № 10 (88). – С. 22–29. – EDN SJMDXT.

2. Калашников А.С., Моргунов Ю.А., Калашников П.А. Особенности технологии зубохонингования цилиндрических колес // Справочник. Инженерный журнал. – 2014. – № 6 (207). – С. 3–9. – DOI: 10.14489/hb.2014.06.pp.003-009.

3. Чистовая обработка зубьев закаленных цилиндрических передач зубохонингованием / А.С. Калашников, Ю.А. Моргунов, А.Н. Васильев, А.Г.  Караванова // Справочник. Инженерный журнал. – 2022. – № 8. – С. 11–16. – DOI: 10.14489/hb.2022.08.pp.011-016.

4. Граф В. Шлифование и полирование зубчатых колес // РИТМ машиностроения. – 2016. – № 6. – С. 27–28.

5. Караванова А.Г., Калашников А.С. Различие результатов процессов обработки зубчатых колес методами хонингования, шлифования и полирования исходя из выявленных значений микронеровностей обрабатываемой поверхности // Наука и бизнес: пути развития. – 2020. – № 11 (113). – С. 23–27.

6. Bagaiskov Yu., Ushakov N. Physical and mechanical parameters of gear hones with modified epoxy-polymer bond // Proceedings of the 7th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2021). – Springer, 2022. – Vol. 2. – P. 533–540. – DOI: 10.1007/978-3-030-85230-6_63.

7. Анализ механических свойств полиуретановых материалов, изготовленных по растворной и литьевой технологии / В.Д. Кислицын, В.В. Шадрин, И.В. Осоргина, А.Л. Свистков // Вестник Пермского университета. Физика. – 2020. – Вып. 1. – С. 17–25. – DOI: 10.17072/1994-3598-2020-1-17-25.

8. Шумилов Ф.П. Композиты на основе литьевых полиуретанов, модифицированных частицами наноуглеродов: дис. … канд. хим. наук. – СПб., 2021. – 186 с.

9. Bagaiskov Yu. Influence of elastic deformation of gear hone teeth on machined gear accuracy // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 971. – P. 042014. – DOI: 10.1088/1757-899X/971/4/042014.

10. Севастьяненко Г.Н., Рабинович Э.С., Яковчук Ю.А. Алмазные зубчатые хоны на каучуковых связках // Синтетические алмазы. – 1978. – № 3. – С. 27–28.

11. Graf W. Polish grinding of gears for higher transmission efficiency // Gear solutions: website. – 2016, May 27. – URL: http://gearsolutions.com/features/polish-grinding-of-gears-for-higher-transmission (accessed: 07.02.2024).

12. Creep feed grinding of γ-TiAl using single layer electroplated diamond superabrasive wheels / R. Hood, P. Cooper, D.K. Aspinwall, S.L. Soo, D.S. Lee // CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. – 2015. – Vol. 11. – P. 36–44. – DOI: 10.1016/j.cirpj.2015.07.001.

13. Evaluation of workpiece surface integrity following point grinding of advanced titanium and nickel based alloys / D. Curtis, S.L. Soo, D.K. Aspinwall, A. Mantle // Procedia CIRP. – 2016. – Vol. 45. – P. 47–50. – DOI: 10.1016/j.procir.2016.02.343.

14. Mohan R., Deivanathan R. A review of self-sharpening mechanisms of fixed abrasive tools // International Journal of Mechanical Engineering and Technology. – 2019. – Vol. 10 (2). – P. 965–974.

15. Anderson D., Warkentin A., Bauer R. Comparison of spherical and truncated cone geometries for single abrasive-grain Cutting // Journal of Materials Processing Technology. – 2012. – Vol. 212 (9). – P. 1946–1953. – DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2012.04.021.

16. A systematic investigation on the diamond wear mechanism during the dry scratching of WC/Co / Q. Zhang, Q. Zhao, H. Su, S. To // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. – 2017. – Vol. 70. – P. 184–190. – DOI: 10.1016/j.ijrmhm.2017.10.006.

17. A novel agglomerated diamond abrasive with excellent micro-cutting and self-sharpening capabilities in fixed abrasive lapping processes / J. Chen, T. Sun, J. Su, J. Li, P. Zhou, Y. Peng, Y. Zhu// Wear. – 2020. – Vol. 464–465. – P. 203531. – DOI: 10.1016/j.wear.2020.203531.

18. Relation between self-organization and wear mechanisms of diamond films / V. Podgursky, A. Bogatov, M. Yashin, S. Sobolev, I. Gershman // Entropy. – 2018. – Vol. 20 (4). – P. 279. – DOI: 10.3390/e20040279.

19. Butler-Smith P., Axinte D.A., Daine M. Solid diamond micro-grinding tools: from innovative design and fabrication to preliminary performance evaluation in Ti–6Al–4V // International Journal of Machine Tools and Manufacture. – 2012. – Vol. 59. – Р. 55–64. – DOI: 10.1016/j.ijmachtools.2012.03.003.

20. Патент № 2358852 Российская Федерация. Состав алмазного инструмента / Альтшулер В.М., Герасимов С.А., Духовской А.И., Подобрянский А.В. – № 2007104185/02; заявл. 05.02.2007; опубл. 20.06.2009, Бюл. № 17.

21. Патент № 2489248 Российская Федерация. Состав алмазного инструмента / Герасимов С.А. – № 20011149103/02; заявл. 02.12.2011; опубл. 10.08.2013, Бюл. № 22.

22. Патент № 2513429 Российская Федерация. Состав полировального инструмента со связанным абразивом / Герасимов С.А., Дмитриева Н.М., Косарева Т.А., Каспарова Е.Г. – № 20011149105/05; заявл. 02.12.2011; опубл. 20.04.2014, Бюл. № 11.