Совершенствование процесса электроалмазного шлифования алмазными кругами на металлической связке и обоснование режима самозатачивания установлено на основе расчетов энергии адгезии в зоне контакта инструментального и обрабатываемого материалов. Комплексные исследования процесса электроалмазного шлифования выполнены на примере затачивания твердосплавных инструментов с учетом критического анализа литературных данных, производственного опыта и собственных исследований с использованием современной аппаратуры и растровой микроскопии. Поскольку засаливание и потеря режущих свойств круга требуют периодической правки, то необходимо создать условия работы алмазных кругов на металлической связке в режиме самозатачивания, причем с минимальным удельным расходом алмазных кругов. В соответствии с предложенной моделью и математической формулой для вычисления энергии адгезии получены теоретические и экспериментальные данные по определению энергии адгезии в зависимости от плотности тока правки и эффективной мощности шлифования. Найдены значения энергии адгезии для элементов, входящих в состав металлических связок и элементов минералокерамических твердых сплавов. Расчеты показали, что комбинированный метод электроалмазного шлифования с одновременной непрерывной электрохимической правкой круга позволяет снизить уровень энергии адгезии до уровня, когда поверхностная энергия адгезионного взаимодействия обрабатываемого материала и элементов алмазного круга будет меньше энергии адгезии в контактной зоне. В этих условиях процесс засаливания не происходит. Таковыми являются плотность тока правки алмазного круга в пределах от 0,25 до 0,45 А/см2. Установлено, что в соответствии с предложенной моделью и на основании математической формулы для вычисления энергии адгезии, комбинированный метод электроалмазного шлифования с одновременной непрерывной электрохимической правкой круга позволяет снизить уровень энергии адгезии до уровня, когда поверхностная энергия адгезионного взаимодействия обрабатываемого материала и элементов алмазного круга будет меньше энергии адгезии в контактной зоне. В этих условиях процесс засаливания не происходит. Экспериментально определено, что наиболее рациональным значением плотности тока правки, при котором достигается режим самозатачивания, можно считать значение iпр от 0,25 до 0,4 А/см2. Установлено, что комбинированное электрохимическое шлифование с одновременной электрохимической правкой круга обеспечивает снижение эффективной мощности в 4 раза по сравнению со шлифованием без использования электрического тока.
The process of electric powered grinding by diamond wheels on a metal bond has been improved and the self-sharpening mode has been justified on the basis of the calculations of adhesion energy in the contact zone of tool and processed materials. Comprehensive studies of electric powered diamond grinding are performed on the example of hard alloy tool sharpening with consideration of the critical analysis of the literature data, manufacturing experience and the authors’ own researches using modern equipment and raster microscopy. Since clogging and wheel cutting property loss require periodic dressing, it is necessary to create the operation conditions of diamond wheels on a metal bond in the self-sharpening mode, when the specific consumption of diamond wheels is minimal. On the basis of the proposed model and mathematical formula for adhesion energy calculation, theoretical and experimental data are obtained for adhesion energy estimation depending on the dressing current density and effective grinding power. The values of the adhesion energy are found for the elements of the metal bonds and the elements of mineral ceramic hard alloys. The calculations have shown that the combined method of electric powered diamond grinding with simultaneous continuous electrochemical dressing of the wheel allows to reduce the adhesion energy level to the one when the surface energy of the adhesion interaction of the processed material and the elements of the diamond wheel is lower than the adhesion energy in the contact zone. In these conditions, clogging does not occur. These conditions include the dressing current density of the diamond wheel in the range from 0.25 to 0.45 A/cm2. It is determined that in accordance with the proposed model and on the basis of a mathematical formula for adhesion energy calculation, the combined method of electric powered diamond grinding with simultaneous continuous electrochemical dressing of the wheel allows to reduce the level of adhesion energy to the level when the surface energy of the adhesion interaction of the processed material and diamond wheel elements will be lower than the adhesion energy in the contact zone. Clogging does not occur in these conditions. It has been determined experimentally that the most rational value of the dressing current density, at which the self-sharpening mode is achieved, can be considered the value of iпр from 0.25 to 0.4 A/cm2. It has been found out that the combined electrochemical grinding with simultaneous electrochemical dressing of the wheel decreases the effective power by 4 times in comparison with grinding without the use of electric current.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.