ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Аннотация
Шлифование деталей из титановых сплавов используется намного реже, чем других конструкционных материалов, что не отвечает запросам машиностроительного производства. Причина сказанного связана с налипанием стружки на рабочие поверхности абразивных инструментов из карбида кремния и электрокорунда. Это обусловлено высокой адгезионной активностью между титаном и традиционными абразивами при рабочих температурах резания. Радикальным средством решения данной проблемы служит использование при шлифовании титановых сплавов высокопористых кругов (ВПК) из кубического нитрида бора марки CBN30, 100 %-й концентрации на связке V (K27) с порообразующей КФ40, в которых варьировались зернистость: В76, В126, В151 (ГОСТ Р 53922–2010) и твердость: М, О (ГОСТ Р 52587–2006). Дополнительно были испытаны круги Norton из карбида кремния зеленого нормальной пористости 39С (46, 60) K8 VK, различающиеся по зернистостям. С учетом случайного характера процесса шлифования, нарушений однородности дисперсий и нормальности распределений интерпретация наблюдений шероховатостей проведена с привлечением непараметрического метода статистики, характеристиками которого служат медианы и квартильные широты. Установлено, что варьирование переменных процесса для каждой группы инструментов признано незначимым по мерам положения. Круги Norton обеспечивают снижение высот шероховатостей в 1,6…1,7 раза по сравнению с нитридборовыми ВПК. Их рекомендовано использовать на чистовом этапе шлифования, а ВПК CBN30 – на предварительном для снижения теплового воздействия на деталь. По стабильности процесса первое место занимают круги Norton с зернистостью 46, а среди нитридборовых – CBN30 B76 100 OV K27 – КФ40.

Список литературы
1. Фрезы и фрезерование / О.М. Балла и др. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006. – 172 с. – ISBN 5­8038­0377­4.

2. Титановые сплавы в машиностроении / Б.Б. Чечулин и др. – Л.: Машиностроение, 1977. – 248 с.

3. Носенко В.А., Носенко С.В. Технология шлифования металлов: монография. – Старый Оскол: ТНТ, 2013. – 616 с. – (Тонкие наукоемкие технологии). – ISBN 978-5-94178-373-1.

4. Titanium and titanium alloys: fundamentals and applications / ed. by C. Leyens, M. Peters. – Weinheim: Wiley-VCH Verlag, 2003. – 532 p. – ISBN 978-3-527-30534-6.

5. Кремень З.И., Юрьев В.Г. Шлифование суперабразивами высокопластичных сплавов. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2013. – 167 с. – ISBN 978-5-7422-1034-1.

6. Исследование химического состава поверхностного слоя титанового сплава при шлифовании его кругом из карбида кремния без использования СОTС / С.В Носенко, В.А. Носенко, А.А. Крутинова, Л.Л. Кременецкий // СТИН. – 2015. – № 1. – С. 26–29.

7. Применение высокопористых кругов из синтеркорунда при профильном шлифовании фасонного режущего инструмента / Е.Г. Полканов, О.С. Кискин, С. Големи, С.Л. Рябцев // Справочник. Инженерный журнал. – 2008. –№ 11. – С. 30–32.

8. Wójcik R. The grinding of titanium alloys // Archives of Mechanical Technology and Automation. – 2013. – Vol. 33, N. 4. – P. 49–60.

9. Саютин Г.И., Богуцкий А.Д., Мельников Г.А. Применение кругов из эльбора для шлифования титановых и жаропрочных сплавов // Станки и инструмент. – 1975. – № 2. – С. 30–31.

10. Саютин Г.И. Выбор шлифовальных кругов (для обработки жаропрочных сплавов и инструментальных сталей). – М.: Машиностроение, 1976. – 64 с.

11. Саютин Г.И., Татаринов И.П. Выбор материала круга при шлифовании титановых сплавов // Станки и инструмент. – 1985. – № 7. – С. 21–22.

12. Yang Ch.Y., Xu J.H., Ding W.F., Tong S.T. Grinding titanium alloy with brazed monolayer CBN wheels // Key Engineering Materials. – 2007. – Vol. 359/360. – P. 33–37. – doi: 10.4028/www.scientific.net/KEM.359-360.33.

13. Xu X., Yu Y., Huang H. Mechanisms of abrasive wear in the grinding of titanium (TC4) and nickel (K417) alloys // Wear. – 2003. – Vol. 255, iss. 7–12. – P. 1421–1426. – doi: 10.1016/S0043-1648(03)00163-7.

14. Кремень З.И., Юрьев В.Г., Бабошкин А.Ф. Технология шлифования в машиностроении / под ред. З.И. Кремня. – СПб: Политехника, 2007. – 425 с. – ISBN 978-5-7325-0517-7

15. Кремень З.И. Высокопористые круги – эффективное средство повышения производительности шлифования и качества деталей из различных материалов // Инструмент и технологии. – 2001. – № 5/6. – С. 34–37.

16. Кремень З.И., Поповский Д.А., Юрьев В.Г. Шлифование титановых сплавов шлифовальными кругами на основе эльбора и алмаза // Вестник машиностроения. – 2013. – № 5. – С. 66–69.

17. Макаров В.Ф. Современные методы высокоэффективной абразивной обработки жаропрочных сталей и сплавов. – СПб: Лань, 2013. – 320 с. – ISBN 978-5-8114-1481-9.

18. Turley D.M. Factors affecting surface finish when grinding titanium and a titanium alloy (Ti-6Al-4V) // Wear. – 1985. – Vol. 104, iss. 4. – P. 323–335. – doi:10.1016/0043-1648(85)90040-7.

19. Experimental investigation on conventional grinding of Ti-6Al-4V using SiC abrasive / G. Guoqiang, L. Zhiqiang, A. Qinglong, Ch. Ming // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2011. – Vol. 57, iss. 1. – P. 135–142. – doi: 10.1007/s00170-011-3272-z.

20. Инженерия поверхности деталей / А.Г. Суслов, В.Ф. Безъязычный, Ю.В. Панфилов, С.Г. Бишутин, И.В. Говоров, А.О. Горленко, Д.И. Петрешин, В.И. Сакало, С.Ю. Съянов, В.П. Тихомиров, О.Н. Федонин, В.П. Федоров, Д.Н. Финатов, А.Н. Щербаков; под ред. А.Г. Суслова. – М.: Машиностроение, 2008. – 318 с. – ISBN 978-5-217-03427-7.

21. Унянин А.Н. Научное и технологическое обеспечение шлифования заготовок из пластичных сталей и сплавов с предотвращением засаливания абразивных кругов: дис...д-ра техн. наук: 05.03.01 / Ульяновский государственный технический университет. – Ульяновск, 2006. – 537 с.

22. Королев А.В., Решетникова О.П., Носков А.С. Геометрические параметры режущей части абразивных зерен // СТИН. – 2015. – № 5. – С. 2–7.

23. ГОСТ 53923–2010. Круги алмазные и из кубического нитрида бора (эльбора) шлифовальные. Технические условия. ISO 22917:2004. Superabrasives – Limit deviations and run-out tolerances for grinding wheels with diamond or cubic boron nitride (MOD) – Введ. 2012–01–01. – М.: Стандартинформ, 2010. – 32 с.

24. Шлифкруги. NORTON [Electronic resource]. – URL: http://www.tehnotools.com/upload/iblock/9be/9be7e214f25e68c5398c87614355aa31.pdf (дата обращения: 02.11.2015).

25. ГОСТ 2789–73. Шероховатость поверхности. Параметры, характеристики и обозначения. – Взамен ГОСТ 2789–1959; введ. 1975–01–01. – М.: Изд-во стандартов, 1973. – 10 с.

26. ГОСТ 53922–2010. Порошки алмазные и из кубического нитрида бора (эльбора). Зернистость и зерновой состав шлифпорошков. Контроль зернового состава. ISO 6106:2005. Abrasive products – Checking the grit size of superabrasives (MOD). – Введ. 2012–01–01. – М.: Стандартинформ, 2011. – 11 с.

27. ГОСТ 25142–82. Шероховатость поверхности. Термины и определения. – Введ. 1983–01–01. – М.: Изд-во стандартов, 1982. – 20 с.

28. Уилер Д., Чамберс Д. Статистическое управление процессами: оптимизация бизнеса с использованием контрольных карт Шухарта: пер. с англ. – М.: Альпина Бизнес Букс, 2009. – 409 с. – ISBN 978-5-9614-0832-4.

29. Hollander M., Wolfe D.A. Nonparametric statistical methods. – 2nd ed. – New York: Wiley-Interscience, 1999. – 816 p. – ISBN-10 0471190454. – ISBN-13 978-0471190455.

30. ГОСТ Р ИСО 5725–1–2002. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Ч. 1. Основные положения и определения. – Введ. 2002–11–01. – М.: Изд-во стандартов, 2002. – 24 с.

31. Экспериментальный и статистический методы исследования шлифуемости высокопрочных титановых сплавов эльборовыми кругами высокой пористости по критерию шероховатости / Я.И. Солер, И.А. Гуцол, В.Л. Нгуен и др. // Жизненный цикл конструкционных материалов (от получения до утилизации): материалы III Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2013. – С. 46–53.

32. Soler Ya.I., Kazimirov D.Yu. Selecting abrasive wheels for the plane grinding of airplane parts of the basis surface roughness // Russian engineering research. – 2010. – Vol. 30, iss. 3. – P. 251–261. – doi: 10.3103/S1068798X10030111.

33. Солер Я.И., Михайлюк Э.А. Динамика и точность фрезерования высокопрочных материалов // Механика деформируемых сред в технологических процессах: межвузовский сборник научных трудов. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2000. – С. 106–111.