дополнительное охлаждение зоны контакта за счет вентиляционного эффекта воздушным потоком;
уменьшение трения между поверхностями круга и детали.
Однако, поскольку прочность высокопористых кругов ниже, чем обычных, рабочая скорость при шлифовании не должна превышать 35...50 м/с.
Принципиально новым этапом развития, радикально повышающим эффективность обработки ответственных деталей авиадвигателей, является использование скоростного и высокоскоростного глубинного шлифования (ВСГШ). Аналитические и экспериментальные исследования, проведенные в Научно-исследовательском институте двигателестроения, а также ведущими фирмами Германии, США и Японии вскрывают большие потенциальные возможности технологии ВСГШ. Для процесса характерно повышение скоростей резания до 100...180 м/с. Есть основания полагать, что указанные выше скорости не задаются предельными, поскольку имеется принципиальная возможность их повышения до 300...500 м/с. Кинетика резания при высоких скоростях обеспечивает не только высокую скорость съема металла, но и увеличивает точность формообразования, снижает шероховатость обрабатываемых поверхностей и уменьшает толщину слоя, несущего следы пластической деформации, которая сопровождает процесс резания. Важной особенностью процесса является сохранение практически неизменными исходных физико-химических свойств поверхностного слоя обрабатываемых материалов.
Принципиальные достоинства процесса ВСГШ имели решающее значение для проведения всесторонних исследований и широкого практического внедрения процесса на машиностроительных производствах. При обработке сталей достигнуты скорость резания 180 м/с и скорость съема металла более 100 мм³/мм*с. Однако внедрение ВСГШ в технологию производства высоконагруженных деталей, в частности, в авиадвигателестроении сдерживается трудностью создания соответствующих технологических средств. Это касается оборудования, абразивного инструмента и СОЖ. Ко всему комплексу технологических средств предъявляются требования, связанные со спецификой физико-химических свойств материала деталей, а также повышенные требования к качеству формируемого поверхностного слоя.
Резервы эффективности технологии ГШ связаны также с совершенствованием характеристик абразивного и правящего инструмента, способов шлифования, правки и подачи СОЖ к абразивному кругу.
Одним из важных явлений, протекающих в зоне резания при шлифовании, следует считать [4] адсорбционно-пластифицирующий эффект (АПЭ), под которым принято понимать комплекс явлений, протекающих на микроуровне на поверхности раздела «твердое тело-среда» при деформировании и разрушении металлов в условиях воздействия адсорбционных сред и приводящих к изменению характера и энергосиловых параметров деформирования материала на макроуровне. Одним из методов обеспечения критериальных требований для проявления АПЭ является способ планетарно-сопряженного шлифования (ПСШ), который особенно эффективен для снятия больших припусков при обработке деталей из жаростойких и жаропрочных сплавов на хромоникелевой основе, титановых сплавов, магнитных сплавов, получаемых методом порошковой металлургии. Способ ПСШ может быть использован для обработки плоских поверхностей в режиме маятникового шлифования, плоских и плоскофасонных поверхностей в режиме глубинного шлифования на любых серийных шлифовальных станках. Способ предполагает использование специальной планетарно-шлифовальной бабки, устанавливаемой на станке вместо серийной или планетарной шлифовальной головки (ПШГ) [5], которая устанавливается на шпинделе шлифовальной бабки абразивного круга.
Правка абразивных кругов планетарной шлифовальной головки осуществляется правящим алмазным карандашам и по существу отличается от традиционных методов, применяемых для сплошных абразивных кругов, однако не требует специальной оснастки. Преимуществом данного способа является: снижение удельной энергоёмкости процесса: использование обычных абразивных кругов на керамической основе со скоростью 45-60 м/с на всю глубину снимаемого припуска; обеспечение дополнительного упрочнения поверхностного слоя за счет формирования остаточных напряжений сжатия, снижение расхода смазочно-охлаждающей жидкости; снижение температурно-силового фактора и уменьшения вероятности брака.
Выводы
Для обеспечения максимальной эффективности рассматриваемых процессов необходимо создание комплексной системы, учитывающей влияние всех основных технологических факторов на характеристики системы станок – инструмент – деталь и позволяющей производить оптимизацию параметров процесса обработки с целью получения заданного комплекса физико-механических характеристик поверхностных слоев, разработать единые технологические рекомендации по разработке и внедрению технологических процессов высокопроизводительной абразивной обработки. Для реализации концепции создания единой технологической системы управления процессами ВПАО необходима разработка комплексной теоретической модели процессов, позволяющей:
определить энергосиловые параметры ПСШ и влияние на них смазочно-охлаждающих технологических сред;
установить зависимость заданных характеристик шероховатости от сил резания;
определить величину и характер остаточных напряжений в поверхностном слое экспериментальных образцов при изменении режимов глубинного ПСШ.
Список литературы
Кремень З.И. Технология шлифования в машиностроении/ З.И. Кремень, В.Г. Юрьев. А.Ф. Бабошкин; под общ. ред. З.И. Кремня. – СПб.: Политехника, 2007. – 424 с.
Глубинное шлифование деталей из труднообрабатываемых материалов / С.С. Силин, Л.В. Лобанов, В.А. Хрульков, Н.С. Рыкунов. – М.: Машиностроение, 1984. – 64 с.
Жук А.П. Повышение эффективности глубинного шлифования ёлочных замковых соединений лопаток турбокомпрессора: автореф. дис. канд. тех. наук 12.11.07 / Жук Александр Порфирьевич; Пенззеенский гос. ун-т. – Пенза, 2007. – 26 с.
Сурду М.В. Підвищення ефективності шліфування важкооброблюваних матеріалів за рахунок удосконалення кінематики процесів: автореф. дис. канд. тех. наук 14.01.06 / Сурду Микола Васильович; НТУ ХПІ. – X., 2006. – 22 с.
Пат. 2066268 Российская Федерация, В24В1/38. Способ шлифования; Заявители: Сурду Николай Васильевич; Буюкли Иван Михайлович; Тарелин Анатолий Алексеевич; Горбачев Александр Федорович. Патентообладатель: Сурду Николай Васильевич. – № 5064223/08, Заявл. 05.10.1992; опубл. 10.09.1996.