186 / 530
Actual Problems in Machine Building. 2016. N 3
Innovative Technologies
in Mechanical Engineering
____________________________________________________________________
186
Абразивно-притирочные пасты представляют собой смесь абразивных зёрен и
связующего материала, в состав которого могут входить в определенных пропорциях
полиизобутилен, олеиновая кислота, стеарин, парафин, керосин, минеральное масло,
мыло и масло индустриальное [1, 2, 3]. Главными режущими элементами паст
являются зерна, от эксплуатационных возможностей которых в основном и зависит
эффективность процесса притирки.
Между тем, анализ показывает, что у всех известных составов есть один
общий и существенный недостаток – они состоят из абразивных (или алмазных)
зерен с произвольной формой. Такая форма зерен, как следствие, формирует у них
хаотичную и неупорядоченную геометрию, что не позволяет обеспечить
максимальную эффективность изготавливаемых из них паст, из-за значительной
дифференциации в работоспособности каждого отдельного зерна. Многие зерна, из-
за неблагоприятной геометрии, либо вовсе не участвуют в совокупном процессе
микрорезания, либо участвуют в нем минимально. В итоге, у паст с неупорядоченной
формой и геометрией зерен не достигается максимальная интенсивность съёма
металла, а также занижаются коэффициент шлифования и качество обрабатываемых
поверхностей.
Методика испытаний и результаты экспериментов
В лаборатории материаловедения КузГТУ разработан новый состав абразивно-
притирочных паст, на который получен патент РФ и который устраняет отмеченный
недостаток за счет применения зерен с контролируемой и одинаковой формой [4].
Идентичность и упорядоченность зерен достигается за счет разделения исходной
массы стандартного абразива на ряд фракций по признаку формы. Аналогичный
результат может быть также получен путем изготовления зерен с заданной формой
по технологиям, подобным производству сферо- и формокорундов.
В данной работе представлены результаты применения абразивно-
притирочных паст с контролируемой формой зерен для схем притирки деталей с
постоянным расстоянием между притиром и обрабатываемой деталью.
На первом этапе изучалась классическая схема притирки (см. рис. 1), когда в
качестве притира использовался металлический диск 1 из стали 3 (118-120 НВ)
диаметром 130 мм, а обрабатываемая деталь 2 представляла собой диск диаметром
240 мм (сталь 3). Притиру и детали сообщалось вращение с окружной скоростью
V
окр
=13,8 м/с. Между деталью и притиром помещалась притирочная паста,
содержащая классифицированные по форме шлифовальные зерна. Для проведения
исследований было приготовлено три разновидности притирочных паст на базе
шлифовальных зерен марки 13А40 с разной формой зерен. Одинаковая для
исследуемой фракции форма зерен, формировалась путем разделения исходной
массы абразива на вибрационном сепараторе по признаку формы [5]. Форма зерен
количественно оценивалась с помощью коэффициента формы, равного отношению
описанного вокруг контура зерна окружности к вписанной окружности: К
ф
=D
оп
/D
вп
.
Определение коэффициента формы осуществлялось с помощью микроскопа, сканера
и специально разработанной программы для ЭВМ [6]. Усредненный коэффициент
формы для той или иной фракции зерен определялся на основании обмеров и
вычислений не менее, чем для 100 отдельных зерен из рассматриваемых фракций.
Испытанию были подвергнуты притирочные пасты со следующими
коэффициентами формы зерен: К
ф
=1,3; К
ф
=2,1; К
ф
=4,1 (следует отметить, что чем