Шлифовальные инструменты из сверхтвердых материалов - интенсификация процессов и новые технологии
Шлифовальные инструменты из сверхтвердых материалов - интенсификация процессов и новые технологииА.А. Шепелев, д.т.н., В.И. Лавриненко, д.т.н., Институт сверхтвердых материалов им. В.Н.Бакуля НАН Украины, г. КиевИнститут сверхтвердых материалов (ИСМ) им. В.Н. Бакуля НАН Украины в настоящее время является научно-технологическим центром Украины в области разработки, получения и применения сверхтвердых материалов (СТМ) – синтетических алмазов (СА) и кубического нитрида бора (КНБ), что весьма актуально для развития современного инструментального производства, так как основными факторами, определяющими повышение производительности обработки материалов, являются износостойкость и надежность инструмента. Это особенно характерно для обработки материалов высокой твердости и абразивной способности. Недостаточная износостойкость инструмента исключает автоматизацию процессов обработки и приводит к снижению качества поверхностей деталей машин. Поэтому эффективными средствами обеспечения надежности и стойкости инструмента являются инструментальные материалы повышенной износо- и теплостойкости, прочности и твердости, рациональные конструкции инструментов, высокоэффективные технологии их обработкиИнтенсификация инструментального производства на основе развития эффективных средств производства (инструменты, оборудование) и высокопроизводительных технологий механообработки – ключевая задача машиностроительного комплекса и других базовых отраслей промышленности. Применение сверхтвердых материалов рассматривается в инструментальном производстве как приоритетное направление увеличения производительности и повышения надежности режущих инструментов и деталей машин. Использование абразивных инструментов из СТМ в технологиях шлифования основных инструментальных материалов – твердых сплавов, инструментальных сталей, режущей керамики, безвольфрамовых твердых сплавов, материалов на основе карбида бора и др., позволяет решать проблему рационального использования данных материалов, представляет важнейший резерв увеличения производительности обработки, предопределяет экономичность производственных процессов и гарантирует высокое качество обработки инструментов и деталей машин. В этой связи актуальной задачей современной технологической науки является развитие фундаментальных и прикладных исследований в области машиностроения, механики и процессов управления по установлению механических, физико-химических и других закономерностей с целью их использования в производственных процессах инструментального производства. Современная концепция комплексного прогноза проблем машиностроения в области обработки материалов предопределяет широкое применение методов вибрационного и волнового воздействия, совмещение механического воздействия с химическими, электрическими и другими процессами обработки современных материалов, т.е. использования процессов комбинированной физико-механической обработки. Потенциал научных исследований по совершенствованию и развитию процессов алмазной обработки материалов резанием во всем мире неуклонно возрастает. Это объясняется тем, что создание синтетических алмазов и кубического нитрида бора относится к числу наиболее выдающихся достижений XX века. Применение этих суперабразивов в различных отраслях производства ежегодно возрастает в мире на 5–10%. О большом внимании индустриально развитых стран к сверхтвердым материалам, как наиболее прогрессивным инструментальным, а в ряде случаев и конструкционным материалам, свидетельствует тот факт, что в настоящее время ведущие промышленно развитые страны (США, Япония, Германия, Англия, Италия, Франция) используют до 80% всех добываемых природных и производимых синтетических алмазов. При этом одной из основных областей применения СТМ является машиностроение, металло- и камнеобработка. В этих отраслях используется около 70% общего объема производства СТМ. В настоящее время в промышленности Украины применяется около 30 марок СТМ и более 4500 типоразмеров инструментов. Как техническая продукция, сверхтвердые материалы и инструменты на их основе относятся к наукоемкой продукции, показателем которой, как известно, является стоимость массы этой продукции. Так, стоимость сверхтвердых абразивных материалов составляет порядка 1–5 тыс. долларов США, стоимость инструментов из СТМ – 0, 1–0, 5 тыс. долларов США. По современным рыночным определениям данную продукцию следует считать относящейся к средне- или высокотехнологичным отраслям промышленной продукции, таким как авиа-, авто- и приборостроение, фармацевтика, химическая промышленность, научные инструменты. В ИСМ НАН Украины разработано новое поколение шлифовальных инструментов из сверхтвердых материалов с функциональным конструкторско-технологическим рабочим слоем, характеристики которого адекватны параметрам используемых методов шлифования: круги форм 12А2 и 6А2 с двух- и трехслойным прерывистым рабочим слоем, крупногабаритных форм 1А1 и 14А1 диаметром 500 – ; форм 4А9, 1А1, 12А2, 11V9 и др. на металлических (МХ1, МХ3, МХ4, МХ5), полимерных (В2-01-1, В2-01-2) и керамических (КМ1-01, КМ1-02) связках. Разработанные шлифовальные круги из СТМ соответствуют по важнейшим показателям мировому уровню и являются конкурентоспособными по сравнению с разработками зарубежных фирм. В табл. 1 представлена номенклатура шлифовальных кругов из СТМ для технологий инструментального производства. Шлифовальные круги из СТМ для технологий инструментального производства. Шлифовальные круги формы 11V9-70О из сверхтвердых материалов предназначены для шлифования и заточки разверток, протяжек, сверл и других режущих инструментов из инструментальных сталей и твердых сплавов. Характерной особенностью таких кругов, отличающих их от серийных, является то, что для производства новых кругов применена оригинальная технология с использованием процесса программируемого спекания полимерного композита. Корпус круга изготавливается из прессованного порошка, что значительно облегчает применение таких кругов, поскольку дает возможность эксплуатировать круг без периодического поднутрения корпуса по мере износа, как это имеет место при эксплуатации кругов с алюминиевым корпусом. Типоразмеры кругов 11V9-70ОДля шлифования такими кругами рекомендуютс...
Другие файлы:
Инструменты из сверхтвердых материалов
В монографии систематизированы знания из области материаловедения сверхтвердых материалов (СТМ), их производства, детально описаны абразивные и лезвий...
Синтетические сверхтвердые материалы. Том 1. Синтез сверхтвердых материалов
В монографии приведены результаты разработок синтетических сверхтвердых материалов (СТМ), выполненных в Институте сверхтвердых материалов АН УССР. Рас...
Лезвийный инструмент из сверхтвердых материалов: Справочник
Приведены сведения о технологических процессах обработки поликристаллических сверхтвердых материалов (ПСТМ) при изготовлении и восстановлении режущего...
Энерготехнологический анализ процессов в технологии цементного клинкера
В монографии в качестве практической реализации методологии системного анализа рассмотрены методы теплотехнического и термодинамического анализа проце...
Синтетические сверхтвердые материалы. Том 3. Применение синтетических сверхтвердых материалов
В монографии изложены основы шлифования и результаты промышленного применения абразивного и лезвийного инструмента из сверхтвердых материалов (СТМ) пр...
