ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СКОРОСТИ ГЛУБИННОГО ШЛИФОВАНИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА НА КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ТИТАНОВОГО СПЛАВА

Рассмотрен процесс глубинного шлифования титанового сплава Ti6Al4V высокопористыми кругами из карбида кремния характеристик 64CF80H12V и 64CF100I12V производства ОАО «Волжский абразивный завод». Морфологию и химический состав поверхностей, полученных на скорости шлифования 20-30 м/с, исследовали на двухлучевом электронном микроскопе. Контроль шероховатости поверхности осуще-ствляли с помощью современного профилографа-профилометра. Химический состав и шероховатость обработанной поверхности определяли в 10 сечениях, равномерно распределенных по длине заготовки. Установлено, что характеристика абразивного инструмента не оказывает влияния на общий характер формирования морфологии поверхности титанового сплава. Доказано, что в результате адгезионно-когезионного взаимодействия концентрация кремния на обработанной поверхности титанового сплава возрастает с увеличением скорости шлифования. Рост скорости шлифования в 1,5 раза обеспечивает увеличение средней концентрации кремния в 1,6-1,8 раза. Изменение твердости шлифовального круга не оказывает существенного влияния на перенос абразивного материала на титановый сплав. Рассмотрено влияние скорости шлифования и твердости инструмента на значения среднего арифметического отклонения профиля Ra по всей длине заготовки, этапах постоянной длины дуги контакта и выхода. Установлено, что значения параметра Ra на этапе постоянной длины дуги контакта больше, чем на этапе выхода - на 30-40 % при обработке кругом 64CF80H12V и на 15-30 %, соответственно, при обработке кругом 64CF100I12V. Увеличение скорости шлифования с 20 м/с до 30 м/c оказывает значимое влияние на шероховатость обработанной поверхности только на этапе выхода.

титановый сплав, глубинное шлифование, характеристика круга, скорость шлифования, морфология, шероховатость, карбид кремния, titanium alloy, creep feed grinding, wheel characteristics, grinding speed, morphology, roughness, silicon carbide

1. Интенсификация технологических процессов механообработки труднообрабатываемых материалов / В.Ф. Макаров, Д.И. Токарев, А.Х. Половинкин, А.В. Виноградов, А.А. Кириллова // Известия Орловского государственного технического университета. Серия: Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2007. №2. С. 23-27.

2. Старков В.К. Шлифование высокопористыми кругами. М.: Машиностроение, 2007. 688 с.

3. Полетаев В.А., Волков Д.И. Глубинное шлифование лопаток турбин. М.: Машиностроение, 2009. 272 с.

4. Худобин Л.В., Унянин А.Н. Минимизация засаливания шлифовальных кругов. Ульяновск: Ульяновский государственный технический университет, 2007. 299 с.

5. Xipeng Xu, Yiqing Yu. Mechanisms of abrasive wear in the grinding of titanium (TC4) and nickel (K417) alloys // Wear. 2003. Vol. 255(7). P. 1421-1426.

6. Curtis D.T., Soo S.L., Aspinwall D.K., Mantle A.L. Evaluation of workpiece surface integrity following point grinding of advanced titanium and nickel based alloys // Procedia CIRP. 2016. Vol. 45. P. 47-50.

7. Исследование химического состава поверхностного слоя титанового сплава при шлифовании его кругом из карбида кремния без использования СОТС / С.В. Носенко, В.А. Носенко, А.А. Крутикова, Л.Л. Кременецкий // СТИН. 2015. №1. С. 26-29.

8. Nadolny K. A review on single-pass grinding processes // Journal of Central South University. 2013. Vol. 20(6). P. 1502-1509.

9. Носенко С.В., Носенко В.А., Кременецкий Л.Л. Влияние правки абразивного инструмента на состояние рельефа обработанной поверхности титанового сплава при встречном глубинном шлифовании // Вестник машиностроения. 2014. №7. С. 64-68.

10. Soo S.L., Hood R., Lannette M., Aspinwall D.K., Voice W. Creep feed grinding of burn-resistant titanium (BuRTi) using superabrasive wheels // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2011. Vol. 53(9-12). P. 1019-1026.

11. Klocke F., Soo S.L., Karpuschewski B., Webster J.A., Novovic D., Elfizy A. Abrasive machining of advanced aerospace alloys and composites // CIRP Annals-Manufacturing Technology. 2015. Vol. 64(2). P. 581-604.

12. Профильное глубинное шлифование деталей из титановых сплавов / В.А. Поклад, А.Н. Шутов, В.К. Старков, С.А. Рябцев // Технология машиностроения. 2002. №3. С. 14-22.

13. Arnab Kundu, Manish Mukhopadhyay, Sirsendu Mahata, Ayan Banerjee, Bijoy Mandal, Santanu Das. Grinding Titanium grade 1 alloy with an alumina wheelusing soap water // Procedia Manufacturing. 2018. Vol. 20. P. 338-343.

14. Реченко Д.С. Обработка титановых и жаропрочных сплавов высокоскоростным шлифованием // Омский научный вестник. 2008. №4. С. 59-61.

15. Носенко В.А., Носенко С.В. Попутное и встречное глубинное шлифование титанового сплава с периодической правкой круга // Вестник машиностроения. 2010. №10. С. 66-71.

16. Носенко С.В., Носенко В.А., Байрамов А.А. Влияние правки абразивного инструмента и направления движения стола на шероховатость обработанной поверхности при глубинном шлифовании заготовок из титановых сплавов // СТИН. 2015. №1. С. 21-26.

17. Hood R., Lechner F., Aspinwall D.K., Voice W. Creep feed grinding of gamma titanium aluminide and burn resistant titanium alloys using SiC abrasive // International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2007. Vol. 47(9). P. 1486-1492.

18. Носенко В.А., Носенко С.В. Математические модели наработки и режущей способности для различных этапов плоского глубинного шлифования горизонтальных поверхностей кругом прямого профиля // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2010. №4. С. 92-98.

19. Nosenko S.V., Nosenko V.A., Kremenetskii L.L. The condition of machined surface of titanium alloy in dry grinding // Procedia Engineering. 2017. Vol. 206. P. 115-120.