Исследование взаймосвязи производительности и стойкости алмазных сверл от различных факторов
Работа посвящена изучению процесса алмазного сверления Емельяновского гранита алмазными трубчатыми сверлами с цельноспеченными коронками созданного в ГТУ из алмазкомпозиционного материала МГ-17. Установлено, что при описанных в работе условиях сверления максимальная стабильность в производительности...
Gespeichert in:
| Datum: | 2011 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2011
|
| Schriftenreihe: | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/63302 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Исследование взаймосвязи производительности и стойкости алмазных сверл от различных факторов / Н.Т. Лоладзе, М.П. Церодзе, Ю.Г. Дзидзишвили, З.А. Авалишвили // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2011. — Вип. 14. — С. 537-541. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-63302 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-633022014-06-01T03:01:59Z Исследование взаймосвязи производительности и стойкости алмазных сверл от различных факторов Лоладзе, Н.Т. Церодзе, М.П. Дзидзишвили, Ю.Г. Авалишвили, З.А. Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности Работа посвящена изучению процесса алмазного сверления Емельяновского гранита алмазными трубчатыми сверлами с цельноспеченными коронками созданного в ГТУ из алмазкомпозиционного материала МГ-17. Установлено, что при описанных в работе условиях сверления максимальная стабильность в производительности и стойкости алмазного инструмента достигается при сравнительно низких скоростях резания V = 0,4 м/с; экспериментально показана существенное влияние геометрии алмазной коронки сверла на производительность и стойкость инструмента при различных режимах работы в диапазоне N = 350–700 об/мин. Робота присвячена вивченню процесу алмазного свердління Омелянівського граніту алмазними трубчастими свердлами з цільноспеченними коронками створеного в ГТУ з алмазнокомпозіціонного матеріалу МГ-17. Встановлено, що при описаних в роботі умовах свердління максимальна стабільність в продуктивності і стійкості алмазного інструмента досягається при порівняно низьких швидкостях різання V = 0,4 м/с; експериментально показана істотний вплив геометрії алмазної коронки свердла на продуктивність і стійкість інструменту при різних режимах роботи в діапазоні N = 350–700 об/хв. The work is dedicated to the study of process of Emelyanovsk granite drilling with tubular diamond drills having sintered bits made of diamond composite material MG-17 developed at the GTU. It is stated that in concrete conditions described in the presented work the maximum stability of productivity and durability of diamond tool is achieved at comparatively low cutting speeds V = 0.4 m/s; the significant effect of the geometry of drills cutting edge on instrument productivity and durability in different operating regimes N = 350–700 rot/min is experimentally determined. 2011 Article Исследование взаймосвязи производительности и стойкости алмазных сверл от различных факторов / Н.Т. Лоладзе, М.П. Церодзе, Ю.Г. Дзидзишвили, З.А. Авалишвили // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2011. — Вип. 14. — С. 537-541. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 2223-3938 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/63302 622.24.05 ru Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности |
| spellingShingle |
Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности Лоладзе, Н.Т. Церодзе, М.П. Дзидзишвили, Ю.Г. Авалишвили, З.А. Исследование взаймосвязи производительности и стойкости алмазных сверл от различных факторов Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| description |
Работа посвящена изучению процесса алмазного сверления Емельяновского гранита алмазными трубчатыми сверлами с цельноспеченными коронками созданного в ГТУ из алмазкомпозиционного материала МГ-17. Установлено, что при описанных в работе условиях сверления максимальная стабильность в производительности и стойкости алмазного инструмента достигается при сравнительно низких скоростях резания V = 0,4 м/с; экспериментально показана существенное влияние геометрии алмазной коронки сверла на производительность и стойкость инструмента при различных режимах работы в диапазоне N = 350–700 об/мин. |
| format |
Article |
| author |
Лоладзе, Н.Т. Церодзе, М.П. Дзидзишвили, Ю.Г. Авалишвили, З.А. |
| author_facet |
Лоладзе, Н.Т. Церодзе, М.П. Дзидзишвили, Ю.Г. Авалишвили, З.А. |
| author_sort |
Лоладзе, Н.Т. |
| title |
Исследование взаймосвязи производительности и стойкости алмазных сверл от различных факторов |
| title_short |
Исследование взаймосвязи производительности и стойкости алмазных сверл от различных факторов |
| title_full |
Исследование взаймосвязи производительности и стойкости алмазных сверл от различных факторов |
| title_fullStr |
Исследование взаймосвязи производительности и стойкости алмазных сверл от различных факторов |
| title_full_unstemmed |
Исследование взаймосвязи производительности и стойкости алмазных сверл от различных факторов |
| title_sort |
исследование взаймосвязи производительности и стойкости алмазных сверл от различных факторов |
| publisher |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| publishDate |
2011 |
| topic_facet |
Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/63302 |
| citation_txt |
Исследование взаймосвязи производительности и стойкости алмазных сверл от различных факторов / Н.Т. Лоладзе, М.П. Церодзе, Ю.Г. Дзидзишвили, З.А. Авалишвили // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2011. — Вип. 14. — С. 537-541. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| series |
Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| work_keys_str_mv |
AT loladzent issledovanievzajmosvâziproizvoditelʹnostiistojkostialmaznyhsverlotrazličnyhfaktorov AT cerodzemp issledovanievzajmosvâziproizvoditelʹnostiistojkostialmaznyhsverlotrazličnyhfaktorov AT dzidzišviliûg issledovanievzajmosvâziproizvoditelʹnostiistojkostialmaznyhsverlotrazličnyhfaktorov AT avališviliza issledovanievzajmosvâziproizvoditelʹnostiistojkostialmaznyhsverlotrazličnyhfaktorov |
| first_indexed |
2025-07-05T14:06:49Z |
| last_indexed |
2025-07-05T14:06:49Z |
| _version_ |
1836816175153020928 |
| fulltext |
РАЗДЕЛ 3. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ИНСТРУМЕНТЕ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
537
УДК 622.24.05
Н. Т. Лоладзе, канд. тех. наук, М. П. Церодзе, канд. хим. наук, Ю. Г. Дзидзишвили,
З. А. Авалишвили
Грузинский технический университет, г. Тбилиси, Грузия
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И СТОЙКОСТИ
АЛМАЗНЫХ СВЕРЛ ОТ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ
Работа посвящена изучению процесса алмазного сверления Емельяновского гранита алмаз-
ными трубчатыми сверлами с цельноспеченными коронками созданного в ГТУ из алмазкомпозицион-
ного материала МГ-17. Установлено, что при описанных в работе условиях сверления максимальная
стабильность в производительности и стойкости алмазного инструмента достигается при срав-
нительно низких скоростях резания V = 0,4 м/с; экспериментально показана существенное влияние
геометрии алмазной коронки сверла на производительность и стойкость инструмента при различ-
ных режимах работы в диапазоне N = 350–700 об/мин.
Ключевые слова: трубчатые сверла, длина сегментов, стойкость сверла.
Высокопроизводительная и рентабельная работа алмазного инструмента на конкретной тех-
нологической операции зависит от целого ряда факторов:
– физико-механических, физико-химических и теплофизических свойств алмазных кристал-
лов принимающих участие в процессе резания. Прочностные и термопрочностные характеристики
алмазных кристаллов предопределяют их возможность противостоять возникающим нагрузкам без
разрушения. Наряду с указанными свойствами, существенный вклад на увеличение ресурса работы
отдельно взятого алмазного зерна (кристалла) оказывает его габитус и морфология. Высокопрочные
алмазы высокой марки (АС 100 – АС 200) в основном представляют собой изометричные кристаллы
с зеркальными гранями, что создает дополнительные трудности для их удержания в связке. Приме-
нение алмазных кристаллов с высокой удельной прочностью обладающие специфическим габитусом
и морфологией облегчающие их закрепление в металлической матрице, требует применение специ-
альных тех. процессов на этапе алмазного синтеза [1] или на других этапах производства;
– металлическая связка алмазкомпозиционного материала, которая обеспечивает оптималь-
ную прочность закрепления алмазных зерен, а также необходимую износостойкость при контакте с
обрабатываемым материалом и шламов в зоне резания. Оптимальный подбор указанных параметров
при проектировании алмазного инструмента обеспечивает работу инструмента в экономически вы-
годном режиме самозатачивания. Алмазоудерживающая способность металлической связки в свою
очередь определяется его физико-механическими (прочность, твердость, коэффициент Пуассона),
теплофизическими (теплопроводность, коэффициент термического расширения, горячая твердость)
и физико-химическими (смачиванием и адгезионной способностью жидкой фазы металлической
композиции по отношению к различным граням кристаллов алмаза) свойствами. Кроме всего проче-
го, прочность закрепления алмазного кристалла в связке может меняться в процессе работы и зави-
сит от цикличности нагрузки и величины самой нагрузки [2, 3]. Значение удельной нагрузки, и его
динамика приходящие на единичные алмазные кристаллы, зависят от таких факторов, как концен-
трация алмазов в связке и его зернистость, кинематическая схема тех. процесса (шлифование, фрезе-
рование, резка сегментными пилами, бурение) а также от свойств и природы обрабатываемого мате-
риала [4]. Кроме того, рабочие условия во многом будут определяться режимами обработки, гидро-
динамикой охлаждающей жидкости и конструкцией рабочей части алмазного инструмента. Сумми-
руя, можно констатировать, что алмазоабразивная обработка является многофакторным процессом.
Единой формулы, которая включала бы в себя совокупность всех параметров влияющих на
процесс алмазной обработки, а также на динамику изменения этих параметров уже непосредственно
в тех. процессе – не существует. Нет формулы, которая дала бы возможность при создании новых
тех. процессов безошибочно прогнозировать и планировать необходимые параметры алмазного инст-
румента (марка и зернистость алмазов, концентрация, состав связки, геометрия режущей части) и
режимы обработки для достижения максимальной эффективности алмазной обработки. В научной
литературе фигурирует множество эмпирических выражении, которые находятся в хорошем согласии
с экспериментальными данными. Они в основном включают в себя не весь комплекс, а определенный
Выпуск 14. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
538
набор функциональных параметров и поэтому пригодный для описания вполне конкретного диапазо-
на технологического процесса, как по инструменту, так и по обрабатываемому материалу и режимам
его обработки. При планировании нового тех. процесса включающегося в себя применение нового
алмазкомпозиционного материала в качестве режущего элемента или обрабатываемого материала
выставление режимов обработки и подбор необходимой геометрии инструмента в основном проис-
ходит учетом имеющихся знаний по алмазной обработке, а также используя базу экспериментальных
данных и рекомендации, близких по сущности тех. процессов. Дальнейший этап совершенствования
тех. процесса предполагает уточнение и корректировку, как геометрии инструмента, так и режимов
обработки с целью достижения наибольшей эффективности использования алмазного сырья приме-
нительно к конкретному обрабатываемого материалу и к конкретным условиям его обработки (ста-
нок, кинематическая схема обработки, интенсивность охлаждения и т.п.). Поэтому, расширение и
пополнение базы экспериментальных данных новыми результатами и рекомендациями ценны как для
дальнейшего углубления знаний в области алмазной обработки так и с практической стороны, по-
скольку облегчает путь при создании новых эффективных технологии.
В работе [5] показана взаимосвязь между рациональной длинной сегментов и режимами обра-
ботки конкретного материала – гранита алмазными дисковыми пилами. Получено выражение для
определения длины сегмента дисковой пилы для процесса резания:
p
ppn
зэho
c l
KHV
КHVRl -=
j
25.0
(1)
где R – радиус инструмента, V0 – скорость резания, Vn – скорость подачи, jh – угол контакта инстру-
мента с обрабатываемым материалом, Hэ – эквивалентный зазор, Hp – глубина резания, Kз – коэффи-
циент заполнения (отношение объема разрушенного мат.-ла к свободному межзеренному простран-
ству), Kp – коэфф. разрыхления обрабатываемого мат.-ла, lp – длина паза между сегментами.
Установлено, хорошее совпадение с результатами экспериментальных данных по работоспо-
собности дисковых пил с различной длиной алмазных сегментов. Представляло интерес, насколько
описанная модель приемлема и для других технологических операции с участием алмазно-
абразивного инструмента.
В данной работе приводятся экспериментальные данные по производительности и стойкости
конкретного алмазного инструмента в зависимости от геометрии его режущей части и применяемых
режимов обработки
Изучали процесс сверления глухих отверстии алмазными трубчатыми сверлами с цельно спе-
ченными алмазными коронками. В данном случае алмазный инструмент по сравнению с резанием
дисковыми пилами находится в еще более экстремальных условиях.
Диаметр алмазных трубчатых сверл Ф = 22 мм, толщина режущей кромки (коронки) 2 мм;
глубина сверления 35 мм; обрабатываемый материал цветной гранит Емельяновского месторождения
(Украина). Применяли алмазный инструмент с цельноспеченными алмазными коронками различной
геометрией. Различие состояло в наличии на контуре коронки различного количества 5мм-ых пазов
для доступа охлаждающей жидкости и выноса шлама. Меняя количество пазов, фактически менялась
длина алмазного сегмента lc принимающего участие в процессе резания. Скорость резания V0 меня-
лась в диапазоне 350–700 об/мин (0.4–0.8 м/с соответственно), подача – S осуществлялась в режиме
самоподачи при постоянном давлении P ~ 7 кг/см2, охлаждение средней интенсивностью – 1,5 л/мин,
подача воды через боковые приемники в корпусе трубчатого сверла. Алмазные коронки изготовля-
лись методом горячего прессования, использовались алмазы марки АС100-АС125 зернистостью
400/250. Связка на железоникелевой основе условным обозначением МГ 17. Состав разработан в ГТУ
(sb ~80–90 кг/мм2, HRB-100¸102). Концентрация алмазов ~ 80%-ов. Определяли производительность
процесса V сверл.мм/мин и показатель стойкости инструмента R м/мм-отношение просверленного
расстояния в м-ах к износу алмаз содержащего слоя в мм. Фиксировали также кинетику изменения
производительности в зависимости от проделанного объема работы при различных скоростях реза-
ния. Изучали зависимость производительности V сверл. мм/мин и показателя стойкости R м/мм инст-
румента от соотношения суммарной длины режущих сегментов и пазов между ними K = lпаз/lсвмг при
различных режимах обработки.
Было установлено, что максимальный показатель стойкости ( R ) сверл оснащенных двух сег-
ментными коронками (K = lпаз/lсвмг » 0,16) на металлической связке МГ-17 при обработке Емелья-
новского гранита достигается при сравнительно низких скоростях резания N = 350 об/мин т.е.
РАЗДЕЛ 3. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ИНСТРУМЕНТЕ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
539
V0 = 0,4 м/с рис.1, а). С увеличением скорости резания показатель стойкости инструмента заметно
снижается. С изменением скорости резания существенно меняется и производительность на началь-
ных этапах процесса. Увеличение скорости резания с 350 об/мин до 700 об/мин обеспечивает повы-
шения производительности примерно в 1,6 раза (рис.1, б). На следующем условном этапе процесса с
увеличением просверленного расстояния (L) имеет место значительное снижение производительно-
сти и тем резче проявляется этот феномен, чем выше выставленная скорость резания (рис.1, б, кривые
1, 2). При сравнительно низких оборотах (350 об/мин, кривая 3) работа инструмента характеризуется
сравнительно высокой стабильностью. Микроскопический анализ режущей поверхности инструмента
работающего при различных режимах выявил основные причины изменения режущей способности
сверла на разных этапах работы.
Рис. 1. Зависимость стойкости алмазного сверла и производительности процесса от скоро-
сти резания, а) изменение стойкости инструмента от скорости резания, б) изменение производи-
тельности в зависимости от просверленного инструментом расстояния при различных режимах
обработки: 1 – N = 700 об/мин.; 2 – N = 500 об/мин., 3 – N = 350 об/мин
Было выявлено, что при высоких скоростях резания (700–500 об/мин) имеет место неадекват-
ный износ запеченных в связке алмазных кристаллов (в основном в виде хрупкого разрушения) и их
частичная графитизация. Установленные обстоятельства свидетельствуют о высоких удельных меха-
нических и тепловых нагрузках на алмазные кристаллы при данных условиях работы. Алмазные кри-
сталлы, принимающие участие в процессе резания в результате разрушения и графитизации теряют
режущую способность, соответственно снижается и производительность. Вторым основным факто-
ром, который способствует снижению производительности процесса, является “засаливание” режу-
щей поверхности сверла. Имеет место покрытие части режущей поверхности дисперсной массой сня-
той с обрабатываемого материала и своевременный вынос, которого охлаждающим потоком из зоны
резания при данных условиях работы не удается. Восстановление режущей способности инструмента
и дальнейшая его эксплуатация возможна лишь после проведения операции зачистки режущей кром-
ки сверла с помощью крупнозернистого абразивного материала или металлической щетки.
При низких режимах работы (N = 350 об/мин) данные явления не фиксируются – алмазные кри-
сталлы сохраняют режущую способность, и процесс протекает высокой стабильностью характерной для
режима самозатачивания. Из теории и практики алмазной обработки известно, что для создания условии
работы инструмента в режиме самозатачивания необходимыми условиями являются: правильный подбор
пары материалов – обрабатывающий материал – обрабатываемый материал, режимы обработки и конст-
рукция инструмента. Ниже приводятся данные по исследованию геометрического фактора алмазного
сверла при различных режимах работы. На рис. 2 и 3 показаны зависимости производительности и стой-
кости алмазных сверл от геометрии режущей коронки при различных скоростях резания. С увеличением
количества пазов облегчающих своевременный вынос стружки (шлама) из зоны резания резко возрастает
производительность процесса до определенного значения коэффициента К. Дальнейшее уменьшение
общего количества алмазных кристаллов принимающих участие в разрушении породы, естественно при-
водит к снижению общего объема срезанного материала, т.е. к снижению производительности. Улучше-
ние условий работы инструмента не могло не сказаться на его стойкостные показатели. Иллюстрация
данного факта на рис. 3. Зависимость стойкости сверл от конструкции коронки имеет максимум для оп-
ределенного значения коэффициента К, что характерно для всех используемых режимов работы. Сниже-
ние стойкости алмазного инструмента после определенного “критического” значения К обусловлено по
причине аналогичной, как и в случае снижения производительности.
Выпуск 14. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
540
Полученные экспериментальные данные еще раз подтверждают, что алмазоабразиваная обра-
ботка, в частности алмазное сверление является сложным многофакторным процессом.
Обилие влияющих факторов и тех.параметров на процесс алмазной обработки, а также тесная взаи-
мосвязь и взаимодействие этих факторов иной раз влекут самопроизвольное изменение рабочих условии в
процессе резания. Нестабильность процесса создает определенные сложности с оптимизацией технологии.
Несмотря на большой научный базис в области алмазной обработки с применением алмаз-
композиционных материалов, освоение даже незначительно отличающего тех.процесса от уже из-
вестного на наш взгляд кроме теоритических и статистических данных обязательно требует экспери-
ментального уточнения. Этому свидетельства множество как наших, так и данных из мировой прак-
тики, подтвержденные экспериментальными фактами.
Рис. 2. Зависимость производи-
тельности процесса от геометрии ре-
жущей коронки алмазного сверла при
различных режимах сверления: 1 – N =
700 об/мин., 2 – N = 500 об/мин., 3-
N=350об/мин
Рис. 3. Зависимость стойкости алмазного свер-
ла от конфигурации алмазной коронки при различных
режимах сверления: 1 – N = 700 об/мин., 2 – N = 500
об/мин., 3 – N = 350 об/мин
Робота присвячена вивченню процесу алмазного свердління Омелянівського граніту алмазними
трубчастими свердлами з цільноспеченними коронками створеного в ГТУ з алмазнокомпозіціонного
матеріалу МГ-17. Встановлено, що при описаних в роботі умовах свердління максимальна стабільність в
продуктивності і стійкості алмазного інструмента досягається при порівняно низьких швидкостях
різання V = 0,4 м/с; експериментально показана істотний вплив геометрії алмазної коронки свердла на
продуктивність і стійкість інструменту при різних режимах роботи в діапазоні N = 350–700 об/хв.
Ключові слова: трубчасті свердла, довжина сегментів, стійкість свердла.
The work is dedicated to the study of process of Emelyanovsk granite drilling with tubular diamond
drills having sintered bits made of diamond composite material MG-17 developed at the GTU. It is stated
that in concrete conditions described in the presented work the maximum stability of productivity and dura-
bility of diamond tool is achieved at comparatively low cutting speeds V = 0.4 m/s; the significant effect of
the geometry of drills cutting edge on instrument productivity and durability in different operating regimes
N = 350–700 rot/min is experimentally determined.
Key words: tubular diamond drills, segments length, tool life.
Литература
1. Лоладзе Н.Т., Буцхрикидзе Д.С., Церодзе М.П. Исследование взаимосвязи геометрических
свойств алмазных шлифпорошков и эксплуатационных свойств шлифовальных кругов. / XIII
межд. конф. Породоразрушающий металлообрабатывающий инструмент – техника, техноло-
гия его изготовления и применения, Крым, 17 – 22 сент., 2010 г.: Cб. научн. трудов – Киев,
2010. – Вып. 13. – С.87–96.
2. Коновалов В.А., Ткач В.Н., Шатохин В.В. Разрушение металлической связки при высокоско-
ростном циклическом нагружении алмазного зерна. / XII межд. конф. Породоразрушающий
металлообрабатывающий инструмент – техника, технология его изготовления и применения,
Крым, 17 – 22 сент., 2009 г.: Cб. научн. трудов – Киев, 2009. – Вып. 12. – С.504 –508.
РАЗДЕЛ 3. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ИНСТРУМЕНТЕ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
541
3. Коновалов В.А., Шатохин В.В. Взаимосвязь прочности закрепления зерен в связке со стойко-
стью алмазно-абразивного инструмента. /XII межд. конф. Породоразрушающий металлообра-
батывающий инструмент – техника, технология его изготовления и применения, Крым, 17 –
22 сент., 2010 г.: Cб. научн. трудов – Киев, 2009. – Вып. 12. – С. 508–513.
4. Пегловский В.В., Сидорко В.И., Ляхов В.Н., Поталыко Е.М. Исследование производительно-
сти и трудоемкости шлифования природных камней алмазным инструментом. /XII межд.
конф. Породоразрушающий металлообрабатывающий инструмент – техника, технология его
изготовления и применения, Крым, 17 – 22 сент., 2010 г.: Cб. научн. трудов – Киев, 2009. –
Выпуск 12. – С. 500–604.
5. Александров В.А.,Левин М.Д.,Мечник В.А. Определение длины сегмента алмазного дисково-
го инстрмента // Сверхтвердые материалы, 1984. – №1. – С.42–45.
Поступила 08.07.11
УДК 622.24.057
В. И. Бугаков, д-р техн. наук, А. А. Поздняков, канд. техн. наук
Институт физики высоких давлений им. Л. Ф. Верещагина РАН, г. Троицк, РФ
АЛМАЗНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ БЕТОНА И ДРУГИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ
МАТЕРИАЛОВ, ИЗГОТОВЛЕННЫЙ МЕТОДОМ ГОРЯЧЕГО ПРЕССОВАНИЯ
ПРИ ДАВЛЕНИИ 1–1,5 ГПа
Рассмотрены процессы обработки бетона и других строительных материалов алмазным
инструментом. Экспериментально показана эффективность алмазного инструмента изготовлен-
ного методом горячего прессования при давлении 1–1,5 ГПа, с использованием алмазов АРК-4
2000/1600 и связки никель – диборид хрома твердостью 30 HRC.
Ключевые слова: алмаз, высокое давление, алмазный инструмент, горячее прессование.
Алмазный инструмент для обработки природного камня различного минерального состава и
других искусственных строительных материалов, обладающих необходимой прочностью и погодо-
устойчивостью, находит все более широкое применение в строительстве.
Прежде чем перейти к анализу работоспособности алмазного инструмента в конкретных ус-
ловиях, рассмотрим общие закономерности работы алмазосодержащих элементов [1]. Общее явление
для всех обрабатываемых материалов – образование стружки (шлама). Однако при обработке камня
имеются характерные особенности. Модель, схема которой показана на рис. 1, основана на процессе
обработки камня зерном алмаза без его предварительного затачивания.
Как видим на рис. 1, в зоне 1 наблюдается трение между абразивным шламом и матрицей, в зоне 2 –
износ матрицы абразивным шламом, первичное разрушение происходит в зоне 3, для зоны 4 характерно
трение между алмазным зерном и камнем, пластическая дефор-
мация происходит в зоне 5, упругая – в зоне 6, в зоне 7 наблюда-
ется вторичное разрушение.
В процессе обработки природного камня и другого
строительного материала происходит износ алмазного инст-
румента (сегментов), который можно разделить на два вида:
износ алмаза и матрицы.
Параметры износа инструмента зависят от минерально-
го состава материала и условий обработки. К износу алмазов
приводит абразивное воздействие обрабатываемого камня или
строительного материала, возникающее вследствие высоких
механических и термических нагрузок. К износу матрицы при-
водит абразивное воздействие шлама (смеси стружки и охлаж-
дающей жидкости), возникающее в процессе обработки. Абра-
зивность шлама определяется главным образом размером его
частиц и минеральным составом обрабатываемого материала.
Рис. 1. Схема механического взаи-
модействия алмазного инструмента
и обрабатываемого материала
|