Дослідження температур при тонкому абразивному шліфуванні деталей з композитів на основі відходів інструментальних сталей

Abstract

Наведено результати експериментального дослідження миттєвих контактних температур, які виникають на кінці різального леза абразивного зерна при тонкому шліфуванні деталей тертя, виготовлених з нових композиційних матеріалів на основі утилізованих шліфувальних регенерованих відходів легованих інструментальних сталей 86Х6НФТ, 4ХМНФС та 5Х3В3МФС з домішками твердого мастила CaF2. Вивчено вплив складу абразиву та режимів різання на значення температур. Показано, що на температурне поле (миттєві контактні температури) при шліфуванні суттєво впливають матеріал абразивного зерна, зернистість інструменту та матеріал зв’язки шліфувального круга. Доведено, що найвищі параметри якості робочих поверхонь деталей з нових композитів досягаються при використанні шліфувальних кругів на основі карбіду кремнію зеленого зернистістю 14 – 20 мкм на гліфталевій зв’язці. Експерименти показали, що зменшення зернистості шліфувального круга у ≈ 2,0 – 2,5 раза знижує величину миттєвих контактних температур. Мінімізація температурного поля в зоні оброблення для тонкого абразивного шліфування нових композитних сплавів на основі шліфувальних відходів інструментального виробництва відбувається при застосуванні дрібнозернистих абразивних інструментів.

The paper deals with the experimental results of instantaneous contact temperatures that occur at the end point of the abrasive grain cutting edge in the process of friction work pieces fine grinding. These work pieces are made of new composite materials based on utilized re-refined grinding wastes of 86Х6НФТ, 4ХМНФС and 5Х3В3МФС alloy tool steels with CaF2 solid lubrication impurities. The influence of abrasive structure and cutting conditions on the temperature values is investigated. It is shown that the abrasive grain material, the tool grain size as well as the abrasive disc bond material significantly affect the temperature field (instantaneous contact temperatures) of grinding process. It is proved that the best working surfaces quality parameters of the new composite work pieces are obtained when using the abrasive discs based on green silicon carbide with grain size of 14 – 20 μm on glyptal bond. The experiments have shown that the abrasive disc grain size reducing nearly in 2,0 – 2,5 times decreases the instantaneous contact temperature values. In the fine abrasive grinding process of new alloys composed on the base of tool manufacturing grinding wastes the minimization of the machining zone temperature field is being performed when using fine-grain abrasive tools. The contact working surfaces best quality parameters with regard to the friction pieces made from new composites can be obtained when using such fine grinding machining process cutting conditions as: speed of abrasive disc Vab.d. – 22 m/s, speed of piece Vp. – 2 m/min, depth of cutting t – 2 – 5 μm, cooling – 3 % soda emulsion solution.