Пензенские ученые нашли особый способ алмазного шлифования
Алмазное профильное шлифование широко востребовано в машиностроении, авиа- и судостроении, медицине, нефтедобывающей отрасли: с его помощью изготавливают высокоточные детали и инструмент сложной геометрии - от хирургических инструментов и дорожек подшипниковых узлов до буровых коронок и гребных винтов. Однако чувствительность алмазных кругов к перегреву вынуждает промышленников подбирать режимы обработки методом проб и ошибок, что ведет к высоким затратам на брак и длительные испытания.
Коллектив ПГУ предложил системный подход, основанный на точном математическом расчете и 3D-моделировании поверхности круга. Исследователи провели масштабное экспериментальное исследование: измерили углы при вершине зерен, рассчитали объемы межзерновых промежутков для более чем 100 алмазных кругов разных типов.
«На основе этих данных были созданы цифровые модели, позволившие вывести методику определения допустимой подачи круга. Эта методика математически определяет максимально возможные режимы обработки, при которых исключается перегрев, „засаливание“ и появление тепловых дефектов на поверхности изделия», - рассказал один из разработчиков, заведующий кафедрой «Технологии и оборудование машиностроения», доктор технических наук, профессор Александр Зверовщиков.
Для удобства внедрения ученые разработали специализированную компьютерную программу: достаточно ввести исходные данные об используемом круге и обрабатываемом изделии, и система рассчитает оптимальные режимы шлифования.
«Сначала на основе расчетов мы определяли предельно допустимые режимы обработки, затем выполняли шлифовку опытных образцов. После этого проанализировали состояние поверхности и поверхностного слоя на наличие дефектов. Далее режимы намеренно превышали, чтобы проверить границы устойчивости метода», - пояснила особенности проверки метода старший преподаватель кафедры «Технологии и оборудование машиностроения» Юлия Кошелева.
Испытания на трех пензенских предприятиях, специализирующихся на производстве высокоточного инструмента и обработке твердых сплавов, подтвердили эффективность подхода. При соблюдении расчетных параметров дефекты не возникали, брак не был обнаружен ни на одном из образцов.
