Удосконалення процесу алмазного шліфування кругами на керамічній зв'язці за рахунок забезпечення їх самозаточування

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.01 – процеси механічної обробки, верстати та інструменти (13 – механічна інженерія). – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". – Харків, 2021. Дисертація присвячена вирішенню проблеми підвищення ефективності шліфування за рахунок управління процесом самозаточування алмазних кругів на керамічних зв’язках шляхом визначення їх раціональних характеристик на етапах виготовлення та експлуатації інструменту. Встановлено, що основною причиною зниження різальної здатності алмазних кругів на серійних керамічних зв’язках є невідповідність високої температури плавлення зв’язки (понад 800 ºС) та міцності алмазних зерен, що призводить до їх термодеструкції. Розроблено методологію та алгоритм вибору раціональної структури алмазноносного шару ААІ на керамічних зв’язках. Визначено оптимальні характеристики алмазних кругів, здатних до раціонального самозаточування при шліфуванні важкооброблюваних матеріалів різних груп. На прикладі алмазних кругів на розробленій легкоплавкій склокерамічний зв’язці експериментально підтверджено ефективність запропонованого підходу.This is for a granting Сandidate of Тechnical sciences Degree in specialty 05.03.01 – machining processes, machines and tools (13 – mechanical engineering). – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute". – Kharkiv, 2021. Thesis is dedicated to solving the problem of increasing the grinding efficiency of by controlling the process of self-sharpening of diamond wheels on ceramic bonds by determining their rational characteristics at the stage of their manufacture and operation. It has been established that the main reason for the decrease in the cutting ability of diamond wheels on serial ceramic bonds is the discrepancy between the high melting temperature of the bond (more than 800 °C) and the strength of diamond grains, which leads to their thermal destruction. A new concept and methodology for the selection of a rational structure of the diamond-bearing layer of abrasive instrument on ceramic bonds, which implement an integrated approach to the selection of diamond wheels for grinding in the self-sharpening mode, have been developed. A method for the manufacture of ceramic-bonded diamond wheels is proposed, which ensures a constant renewal of the grains cutting surfaces during grinding due to the technological inheritance of residual stresses arising in the grains during sintering of the diamond-bearing layer. The optimal characteristics of diamond wheels have been determined, which provide rational self-sharpening when grinding materials of different groups. On the example of diamond wheels on the designed low-melting bond, the effectiveness of the proposed approach has been experimentally confirmed. The optimal combinations of physical-mechanical and thermophysical properties of a ceramic bond were determined depending on the porosity of the diamond-bearing layer, the concentration and granularity of powders, which provide rational self-sharpening when grinding difficult-to-machine materials. On the basis of the eutectic composition of the Na₂O – B₂O₃ – SiO₂ system, modified with Li₂O and TiO₂, a low-melting glass-ceramic bond with specified properties has been developed. It provides sintering of the circles diamond-bearing layer at a temperature of 600-620 ºC and grinding in the self-sharpening mode.