Розробка технології виготовлення та впровадження нового класу інструменту з CvD-алмазу для шліфування високоточних зубчастих коліс спеціальних редукторів

Abstract

Вступ. Правлячий інструмент, який використовують на машинобудівних підприємствах України, створює принципові обмеження для подальшого підвищення точності формоутворення робочого профілю абразивних кругів і, відповідно, впливає на точність виробів, виготовлених з його використанням. Проблематика. Створення інструментів з використанням CVD-алмазу перебуває на стадії доопрацювання у провідних зарубіжних розробників. Цей клас правлячого інструменту з CVD-алмазу ніколи не розроблявся та не виготовлявся в Україні. Мета. Розробка технології виготовлення прецизійних виробів з СVD-алмазу для інструментального забезпечення процесу шліфування зубчастих коліс спеціальних редукторів на підприємствах машинобудування. Матеріали й методи. Методики та спеціальні стенди для точного позиціонування елементів з СVD-алмазу та для випробування правлячого інструменту, методи визначення структури металічних зв’язок. Результати. Досліджено раціональне позиціонування елементів з СVD-алмазу на корпусах складних форм. Проведено фінішну доводку та випробування виготовлених інструментів в процесах правки абразивних кругів і показано, що використання таких елементів забезпечує високу стійкість до ерозійного впливу шламу в зоні правки та є доцільним з виключними трибологічними характеристиками в контакті з основними складовими абразивних кругів. Показано, що використання структурованих металічних зв’язок забезпечує низький рівень вібрацій в зоні правки й стабільну і відтворювану топографію ріжучої поверхні абразивного інструменту з великою кількістю ріжучих кромок та з можливістю спрямованого впливу на орієнтацію останніх шляхом вибору раціональних режимів правки. Висновки. Вперше в Україні, в Інституті надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України, створено правлячі інструменти, оснащені елементами з CVD-алмазу, та адаптовано їх до технологічних ланцюгів виготовлення високоточних зубчастих коліс для редукторів з підвищеними експлуатаційними характеристиками, що дає можливість імпортозаміщення на машинобудівних підприємствах України.

Introduction. The trueing tool used by machine-building enterprises of Ukraine creates a fundamental constraint for improving the accuracy of shaping of the working profile of abrasive wheels and, accordingly, the accuracy of the products made with its use. Problem Statement. The tools using CVD diamonds are currently designed by leading foreign developers. This class of CVD diamond trueing tool has never been developed or manufactured in Ukraine. Purpose. To develop a technology for the production of precision products from СVD diamond for grinding the gear wheels of special gear units for the needs of mechanical engineering enterprises. Materials and Methods. Techniques and special stands for precise positioning of elements from CVD diamond and for testing the trueing instrument, methods for determining the structure of metallic bonds. Results. The rational positioning of CVD diamond elements on the cases of complex shapes has been studied. The manufactured tools for abrasive wheel trueing have been finished and tested. It has been shown that the use of such elements provides a high resistance to the erosion influence of sludge in the trueing area and is expedient to be used in contact with the main components of abrasive wheels, due to exceptional tribological characteristics. The use of structured metallic bonds has been shown to provide low vibrations in the trueing area and a stable and reproducible topography of the cutting surface of an abrasive tool with a large number of cutting edges and with the ability to direct the orientation of the edges by selecting optimal trueing conditions. Conclusions. For the first time in Ukraine, the Bakul Institute for Superhard Materials of the NAS of Ukraine has created the truing tools equipped with CVD diamond elements and adapted to the production chains of high-precision gear wheels of gear units with enhanced operational characteristics, which enable replacing the imported parts at the machine-building enterprises of Ukraine.