337 / 530
Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3
Технологическое оборудование,
оснастка и инструменты
____________________________________________________________________
337
(сферокорунда) или известны конструкции шлифовальных лент и шкурок, у которых зёрна
ориентированы специальным образом (перпендикулярно к гибкой основе). Однако инстру-
менты, у которых целенаправленно контролируются одновременно два параметра (форма и
ориентация зёрен) пока неизвестны ни в РФ, ни в зарубежных странах.
Такой работой в течение длительного времени занимаются на кафедре металлорежу-
щих станков и инструментов КузГТУ. К настоящему времени разработаны технологии по
производству шлифовальных кругов из зёрен с контролируемой формой и ориентацией и
разработан комплекс оборудования и приборов для производства таких кругов. С помощью
данного оборудования изготовлены опытные партии шлифовальных кругов новых конструк-
ций, которые прошли лабораторные испытания и подтвердили свои преимущества перед
стандартными инструментами.
Разработка технологии и конструирование оборудования для производства
экспериментальных кругов
Технология производства новых кругов отличается от стандартной тем, что в неё до-
бавлены две новых операции – сепарация зёрен с требуемой формой из общей массы абрази-
ва и ориентация зёрен в теле инструмента.
Для сепарации зёрен по признаку формы из общей массы абразива использованы кон-
струкции сепараторов, основанных на использовании вибрационного и электростатического
эффектов, на которые получены патенты на изобретения (см. [5, 6]).
Для подготовки формовочной массы (смеси зёрен со связкой) использована смеси-
тельная установка для приготовления абразивных масс, изготовленная по патенту на изобре-
тение [9].
Ориентация шлифовальных зёрен в теле круга в процессе его формования осуществ-
ляется за счет специального способа и устройства [7, 8], основанных на применении электро-
статического поля.
Количественная оценка формы зёрен и оценка их ориентации осуществлялась на
сконструированных приборах и с помощью разработанного программного обеспечения [2, 3,
10, 11, 12, 13].
Для окончательного формования шлифовальных кругов использован гидравлический
пресс, а термообработка кругов осуществлялась по стандартной технологии в камерной
электропечи.
Результаты и обсуждение
Изготовлены опытные партии отрезных шлифовальных кругов с разной формой зёрен
и ориентацией в теле инструмента, которые прошли комплексные лабораторные испытания
по оценке их режущей способности, износа, стойкости, качества обработки, тепловых явле-
ний при отрезке деталей. Полученные результаты говорят о том, что режущая способность
новых конституций инструментов (производительность обработки) – выше на 20 – 30%, чем
у стандартных инструментов, а износ и шероховатость обрабатываемой поверхности ниже,
соответственно на 10-15% и на 30-40%, чем при обработке типовыми инструментами.
Себестоимость при производстве новых инструментов на 5-10% выше, чем у анало-
гов, но она компенсируется их более высокими эксплуатационными свойствами.
Параллельно с испытаниями новых инструментов ведется модернизация оборудова-
ния по их производству (совершенствуется конструкция устройства для ориентации зёрен в
круге под некоторым углом наклона к плоскости резания в направлении вращении круга;