Інтенсифікація процесів шліфування інструментальних матеріалів кругами із синтетичних алмазів і кубічного нітриду бора

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

"ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ"

УДК 621.923.6

Спеціальність 05.03.01 - процеси механічної обробки,

верстати та інструменти

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора технічних наук

ІНТЕНСИФІКАЦІЯ ПРОЦЕСІВ ШЛІФУВАННЯ ІНСТРУМЕНТАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ КРУГАМИ ІЗ СИНТЕТИЧНИХ АЛМАЗІВ І КУБІЧНОГО НІТРИДУ БОРА

Шепелєв Анатолій Олександрович

Харків--2002

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в лабораторії "Технологія шліфування інструментальних і композиційних матеріалів" Інституту надтвердих матеріалів ім. В.Н. Бакуля Національної академії наук України.

Науковий консультант:

академік НАН України, доктор технічних наук, професор Новіков Микола Васильович, Інститут надтвердих матеріалів ім. В.Н. Бакуля НАН України, м. Київ, директор.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Внуков Юрій Миколайович, Запорізький національний технічний університет, м. Запоріжжя, проректор з наукової роботи, завідувач кафедри "Металорізальні верстати та інструменти";

доктор технічних наук, професор Залога Вільям Олександрович, Сумський державний університет, м. Суми, професор кафедри "Металорізальні верстати та інструменти";

заслужений діяч науки і техніки України доктор технічних наук, професор Посвятенко Едуард Карпович, Національний транспортний університет, м. Київ, професор кафедри "Виробництво, ремонт і матеріалознавство".

Провідна установа:

Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", кафедра "Інструментальне виробництво", Міністерство освіти і науки України, м. Київ.

Захист відбудеться "27" червня 2002 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.050.12 у Національному технічному університеті "Харківський політехнічний інститут" за адресою: 61002, м. Харків, вул. Фрунзе, 21.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут".

Автореферат розісланий "17" травня 2002 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Узунян М.Д.

Анотації

Шепелєв А.О. Інтенсифікація процесів шліфування інструментальних матеріалів кругами із синтетичних алмазів і кубічного нітриду бора. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.03.01 - процеси механічної обробки, верстати та інструменти. - Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2002.

Дисертація присвячена розвитку наукових основ інтенсифікації процесів шліфування інструментальних матеріалів на основі виділення як основного фактора впливу - кінематики процесу шліфування інструментами з надтвердих матеріалів. шліфування кінематика інструментальний

Це забезпечило реалізацію спрямованого вібраційно-прецесійного ефекту в процесі обробки і досягнення за рахунок оптимізації технологічної шліфувальної системи підвищення продуктивності шліфування до 5000-10000 мм 3/хв. Науковою основою нової технології є вперше створена кінематична схема процесу вібропрецесійного шліфування, яка забезпечує створення поверхонь різання з квазірегулярним мікрорельєфом.

Встановлені кінематичні моделі поверхонь шліфувальних кругів із НТМ та основні закономірності параметрів вібропрецесійного шліфування. Вони визначають оптимальні показники працездатності кругів із НТМ у діапазоні низькочастотних коливань.

Розроблені та науково обґрунтовані нові високопродуктивні технології шліфування інструментальних матеріалів та створені конкурентноздатні на світовому рівні шліфувальні круги з спеціальним функціонально-орієнтованим робочим шаром із НТМ.

Ключові слова: інтенсифікація, шліфування, шліфувальний круг із НТМ, інструментальний матеріал, кінематика, коливання, вібрація, прецесія, продуктивність, якість обробки.

Шепелев А.А. Интенсификация процессов шлифования инструментальных материалов кругами из синтетических алмазов и кубического нитрида бора. -- Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени доктора технических наук по специальности 05.03.01 - процессы механической обработки, станки и инструменты. - Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2002.

Диссертация посвящена развитию научных основ интенсификации процессов шлифования инструментальных материалов кругами из синтетических алмазов и кубического нитрида бора на основе выделения как основного фактора влияния - кинематики процесса шлифования. Установлена возможность реализации направленного вибрационно-прецессионного эффекта в процессе обработки для достижения производительности шлифования 5000-10000 мм 3/мин.

Обоснована возможность развития технологии алмазно-абразивной обработки. Создана основа интенсификации процессов шлифования инструментальных материалов кругами из синтетических алмазов и кубического нитрида бора. Приводятся методические основы исследований, включающие экспериментальные и аналитические методы и информационно-измерительные системы. Анализируются технологические основы интенсификации процессов шлифования кругами с функционально-ориентированным рабочим слоем из СТМ. Выполнено аналитическое исследование точности вращения шпиндельных узлов технологических шлифовальных систем. Развиты теоретические основы и выполнено комплексное экспериментальное исследование нового процесса вибрационно-прецессионного шлифования. Проведено моделирование нового процесса обработки, определены кинематические модели режущих поверхностей шлифовальных кругов из СТМ, проведен выбор адаптивной системы управления. Анализируются результаты разработки и исследования шлифовальных кругов из СТМ при вибропрецессионном шлифовании твердых сплавов. Дана оценка конкурентоспособности на мировом рынке технического уровня технологий и инструментов на основе применения компьютерной базы данных. Изучены закономерности влияния технологии шлифования режущих инструментов из твердых сплавов, инструментальных сталей и керамик на базе кинематических аспектов процессов шлифования на технико-экономические характеристики. Выполнены новые технические решения реконструкции специализированных станков и технических устройств для реализации разработанных технологий шлифования кругами из СТМ.

Научной основой решений являлись впервые созданный процесс вибропрецессионного шлифования, обеспечивающий образование поверхностей резания с квазирегулярным микрорельефом. Предложена кинематическая модель образования режущих поверхностей шлифовальных кругов из СТМ. Установлены основные закономерности параметров вибропрецессионного шлифования, определеяющие оптимальные показатели работоспособности кругов из СТМ в диапазоне низкочастотных колебаний. Показано, что обрабатываемость инструментальных материалов кругами из СТМ зависит не только от характеристик инструментальных композитов (связок кругов), а и от параметров технологической шлифовальной системы, которые определяют кинематику абразивного резания при обработке. Это позволяют применить адаптивную систему управления новым процессом алмазно-абразивной обработки, обеспечить условия сохранения оптимального количества зерен СТМ на единице режущей поверхности шлифовального круга за счет вибропрецессионного эффекта при шлифовании и, как следствие, достигнуть значительного повышения производительности и снижения эффективной мощности шлифования.

Выполненные экспериментально-аналитические исследования на основе системного научного подхода и оптимизации системы "процесс шлифования - шлифовальные круги - режимы шлифования" позволили решить научно-техническую проблему механообработки, включающую интенсификацию процессов шлифования инструментальных материалов, разработку высокопроизводительных технологий и конкурентоспособных инструментов из СТМ со специальным функционально-ориентированным рабочим слоем, что для инструментального производства является ключевой задачей и имеет приоритетное значение в машиностроении и других направлениях производства.

Ключевые слова: интенсификация, шлифование, шлифовальный круг из СТМ, инструментальный материал, кинематика, колебания, вибрация, прецессия, производительность, качество обработки.

Shepelev А. A. The grinding processes of instrumental materials intensification by synthetic diamonds and cubical boron nitride wheels. - Manuscript.

Dissertation for scientific doctor degree of technical sciences for speciality 05.03.01 - processes machining, machine-tools and tools. - National technical university "Kharkov polytechnic institute", Kharkov, 2002.

Dissertation is devoted to development of scientific grinding processes intensification fundamentals of instrumental materials on apportionment base as major grinding process kinematics influence factor by superhard materials tools. This provided a realization of directed vibration-precessionaly effect in a process of machining and achieving due to optimisation of technological grinding system productivity rise up to 5000-10000 mm3/min. The scientific base of a new technology is developed for the first time is a kinematic process scheme of vibrational grinding, which provides creation of cutting surfaces with quasiregular microrelief. The grinding wheels from SHМ surfaces kinematic models and basic regularities of vibroprecession grinding parameters were established. They determine the optimum capacity of wheels from SHМ in diapason of low-frequency oscillations. Developed and scientifically based new highly productive grinding technologies of instrumental materials grinding and created competitive world level grinding wheels with special functionally-oreinted work layer from SHМ.

Key words: intensification, grinding, grinding wheel from SHМ, instrumental material, kinematics, oscillation, vibration, precession, productivity, treatment quality.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. У сучасному інструментальному виробництві застосування надтвердих абразивних матеріалів (НТМ) - синтетичних алмазів (СА) і кубічного нітриду бора (КНБ) розглядається як пріоритетний напрямок збільшення продуктивності і підвищення надійності різальних інструментів. З найбільшою ефективністю інструменти із НТМ застосовуються в технологічних процесах алмазно-абразивної обробки, для яких важлива їхня гарантована стійкість, високі ріжучі властивості і продуктивність. Але, необхідна в сучасних умовах ефективність обробки вольфрамових, безвольфрамових і маловольфрамових сплавів і сталей, інструментальних сталей і керамік практично не забезпечується при глибинах шліфування 0,5-1,0 мм і більше. Це відповідає продуктивності шліфування не більше 1000-3000 мм 3/хв., у той час як верстатні системи і промислові технології механообробки обумовлюють необхідність підвищення продуктивності до 3000-5000 мм 3/хв. і в недалекому майбутньому до 10000 мм 3/хв. В зв'язку із цим інтенсифікація процесів шліфування на основі розвитку технологічних систем і розробки нового покоління шліфувальних кругів із НТМ відноситься до ключових задач машинобудування.

В Україні в області обробки інструментальних матеріалів кругами з НТМ застосовуються різні технологічні процеси шліфування і заточення твердосплавних і сталевих інструментів, що використовуються в метало- та деревообробці і інших напрямах механообробки. Внаслідок широких досліджень Харківської, Київської, Одеської, Запорізької та ін. наукових шкіл запропоновані та встановлені критерії технологічного керування параметрами якості оброблених поверхонь і вибору оптимальних умов роботи інструментів з НТМ. Одним з найбільш ефективних процесів обробки є алмазне шліфування з застосуванням мастильно-охолоджувальних рідин (МОР) чи періодичним введенням у зону різання електричного струму низької напруги для виправлення кругів з НТМ. Прогнозна оцінка сучасного рівня застосування алмазно-абразивних кругів дозволяє обґрунтувати основні показники і напрямки інтенсифікації процесів шліфування інструментальних матеріалів кругами з НТМ. При цьому сучасна концепція інтенсифікації обробки матеріалів визначає застосування методів вібраційного і хвильового впливу, сполучення механічного впливу з хімічними, електричними й іншими процесами обробки, тобто, інтенсивне використання процесів фізико-механічної обробки.

Аналіз досліджень в області вібраційного різання свідчить про перспективність і актуальність розробок у цьому напрямку. Виходячи з того, що процес шліфування є, у певній мірі, вібраційним, висунута гіпотеза про можливість реалізації процесу вібраційно-прецесійного шліфування за допомогою використання механічної енергії шліфувального круга, що обертається, і прецесійного ефекту шліфувальної системи. Задача нашого дослідження полягала у розрахунковому та експериментальному аналізі кінематики процесу алмазно-абразивної обробки матеріалів з метою визначення основних параметрів процесу шліфування, виходячи з вперше нами встановленого і дослідженого вібраційно-прецесійного руху шліфувального круга в процесі шліфування, що дозволяє забезпечити продуктивність шліфування інструментальних матеріалів 5000-10000 мм 3/хв. шляхом узгодженої взаємодії функціональних елементів технологічної шліфувальної системи.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалася відповідно до річних планів науково-дослідних робіт Інституту надтвердих матеріалів ім. В.Н. Бакуля НАН України, що включали теми № 1040 - РН.16.01.16 (1977-1982 рр.), 1824 - РН.82.03.Ц.02.02 (1984-1988 рр.), 1834 (1991-1992 рр.), 1840 (1992-1994 рр.), Д 301 (1996-1998 рр.), 1850 (1993-1995 рр.), 1853 (1996-1998 рр.), 1942 (1988-1990 рр.), 1951 (1999-2001 рр.), 1952 (2000-2002 рр.), 1953 (2001-2004 рр.) із проблем: 1.11.6 "Проблеми технологій машинобудування" і 2.24.2 "Розробка наукових основ створення композиційних матеріалів"; по проекту 05.04/02240 Державної науково-технічної програми "Надтверді і керамічні матеріали" (1997-2000 рр.); контрактам з підприємствами України, Росії, Білорусі, Азербайджану, Латвії й інших країн СНД.

Мета і задачі дослідження. Мета роботи полягає в розвитку наукових основ інтенсифікації процесів шліфування інструментальних матеріалів кругами із синтетичних алмазів і кубічного нітриду бора на основі експериментально-аналітичної оптимізації технологічної системи "процес шліфування - шліфувальні круги з НТМ - режими шліфування" для досягнення продуктивності абразивної обробки 5000-10000 мм 3/хв. за рахунок спрямованого використання вібраційно-прецесійного ефекту в процесі обробки шліфувальними кругами з функціонально-орієнтованим робочим шаром з НТМ.

Задачі дослідження:

провести аналіз технологічних умов інтенсифікації процесів шліфування, встановити закономірності зміни показників працездатності шліфувальних кругів з функціонально-орієнтованим робочим шаром з НТМ в залежності від конструктивних та режимних параметрів, оцінити вплив МОР і провести оптимізацію їх вибору, дослідити питання якості алмазного шліфування твердих сплавів в широкому діапазоні факторів впливу;

розробити теоретичні основи процесу вібраційно-прецесійного шліфування кругами з НТМ у діапазоні низькочастотних коливань, провести аналітичне дослідження точності обертання шпиндельних вузлів технологічних шліфувальних систем, вивчити особливості кінематики та провести імітаційне моделювання даного процесу шліфування, обґрунтувати вибір кінематичної моделі та встановити можливості застосування адаптивної системи керування процесом вібраційно-прецесійного шліфування;

дослідити й оптимізувати характеристики кругів для вібраційно-прецесійного шліфування, розробити нові конструкції кругів з алмазо- та кубонітовміщуючих металополімерних і металокерамічних композитів, створити комп'ютерну базу даних про сучасні шліфувальні круги з НТМ;

розробити технології високопродуктивного алмазного шліфування різальних інструментів з твердих сплавів, інструментальних сталей і керамік: твердосплавних різців загального призначення; ножівкових полотен з інструментальних сталей; дискових дереворіжучих пил з пластинками твердого сплаву; фасонних інструментів; виробів типу "куля" з інструментальної кераміки;

визначити техніко-економічні показники нових процесів шліфування інструментальних матеріалів кругами з НТМ, провести комп'ютерно-інформаційну оцінку рівня технологій шліфування;

розробити технічні рішення по спеціалізованому устаткуванню і технологічним пристроям для високопродуктивних процесів шліфування.

Об'єкт дослідження - інструменти і процеси шліфування інструментальних матеріалів: твердих сплавів і твердих сплавів спільно зі сталлю, інструментальних сталей і керамік кругами з синтетичних алмазів і кубічного нітриду бора.

Предмет дослідження - встановлення закономірностей процесу шліфування і кінематичних методів керування системою "процес шліфування - шліфувальні круги з НТМ - режими шліфування", що забезпечують використання вібраційно-прецесійного ефекту з метою інтенсифікації і підвищення якості обробки інструментальних матеріалів кругами з синтетичних алмазів та КНБ.

Методи дослідження. Методологічною основою роботи є системний підхід до вивчення й опису досліджуваного об'єкта. Її складові: розробка концептуальної моделі інтенсифікації процесів шліфування інструментальних матеріалів, показників працездатності шліфувальних кругів з НТМ, кінематики процесу вібраційно-прецесійного шліфування, закономірностей багатопрохідного і глибинного шліфування твердих сплавів і твердих сплавів спільно зі сталлю, кінематичних моделей ріжучих поверхонь шліфувальних кругів. Реалізовувалося теоретичне положення про те, що технологічна шліфувальна система є сукупність нелінійних підсистем обумовлених інтегральними і локальними функціональними зв'язками, ієрархія яких включає верстатну систему, систему шпиндельного вузла і систему абразивного різання, у тому числі, шліфувальні круги з НТМ.

Розроблений та використаний інформаційно-вимірювальний комплекс "Шліфування - НТМ", що дозволяє виконувати аналіз змін показників працездатності кругів і якості шліфування інструментальних матеріалів у діапазоні низькочастотних коливань, а також експрес-методика вивчення кінематики обертання шпиндельного вузла. Створена система імітаційного моделювання процесу торцевого шліфування. Застосовувався розроблений у ІНМ НАНУ аналітичний комплекс для діагностики складу та структури алмазо- і кубонітовміщуючих композитів (рентгеноструктурний та рентгеноспектральний аналіз); аналізу зображень оброблених поверхонь (оптична і растрова мікроскопія поверхні); вивчення масопереносу інструментальних матеріалів на ріжучу поверхню кругів (елементний аналіз); дослідження ріжучих поверхонь шліфувальних кругів з НТМ (анізотропія й орієнтація мікрорельєфу абразивовміщуючої поверхні). Виконувалася оцінка похибок вимірювання досліджуваних показників.

Теоретичні положення моделі інтенсифікації процесів шліфування сформульовані на основі кінематики абразивної обробки інструментами з НТМ, яка визначає створення спрямованих ефектів вібрації і прецесії в зоні обробки, аналітично встановлені основні положення вібраційного різання з урахуванням точності обертання шпиндельного вузла технологічної системи. Це дозволило розробити і застосувати новий процес вібропрецесійного шліфування без додаткового застосування зовнішніх джерел коливань. Як наслідок, це забезпечило значне підвищення продуктивності шліфування і зниження його ефективної потужності.

В інформаційно-аналітичному дослідженні застосовували Інтернет-систему як джерело інформації. Використовували методику математичного планування багатофакторних експериментів. Статистичні методи застосовувалися для оптимізації досліджуваних параметрів і обробки результатів експериментів. Використовувалися програми комп'ютерної оцінки точності вимірювальних пристроїв. Були одержані рівняння регресії. Складено комп'ютерну базу даних про шліфувальні круги із НТМ і технологіям обробки з їхнім застосуванням.

Наукова новизна одержаних результатів:

вперше розроблена концептуальна модель інтенсифікації процесів шліфування на основі кінематики абразивної обробки інструментами з НТМ, яка визначає створення спрямованих ефектів вібрації і прецесії в зоні обробки, що дозволяє за рахунок спрямованого поєднання параметрів технологічної системи забезпечити суттєве зростання продуктивності шліфування до 5000-10000 мм 3/хв.;

вивчено динамічні процеси, характерні для технологічної шліфувальної системи, що дозволило на основі відомих теоретичних положень вібраційного різання і урахування точності обертання шпиндельного вузла технологічної системи розробити і застосувати новий процес шліфування, при якому вібропрецесійний рух шліфувального круга в напрямку подовжньої і поперечної подач збільшує продуктивність абразивної обробки;

аналіз кінематики функціональної системи шпиндельного вузла в тривимірному просторі дозволив визначити його кінематичні характеристики як багатоланкового механізму, для якого аксоїд інтегрального обертання є конічною поверхнею, і як наслідок, обґрунтувати основні закономірності зміни параметрів вібропрецесійного шліфування, що визначають збільшення працездатності кругів з НТМ у діапазоні низькочастотних коливань;

запропонована і обґрунтована імітаційна модель процесу вібропрецесійного шліфування і показано, що кінематичні поверхні різання утворюються внаслідок інтегрального руху, у тому числі під впливом сили різання, а виявлені закономірності свідчать про створення квазірегулярних мікрорельєфів різних видів, що описуються Фур'є-функціями і визначаються показниками орієнтації, анізотропії і шорсткості поверхонь;

встановлено закономірності процесів багатопрохідного і глибинного алмазного шліфування твердих сплавів і твердих сплавів спільно зі сталлю і визначені умови оптимізації параметрів процесів, при яких їхня оброблюваність обумовлена не тільки характеристиками інструментальних композитів з НТМ, але і характеристиками технологічної шліфувальної системи, і внаслідок цього досягається підвищення продуктивності і зниження потужності вібропрецесійного шліфування, що визначається забезпеченням кінематичних умов оптимальності числа алмазних зерен на одиниці ріжучої поверхні шліфувального круга;

запропоновані і обґрунтовані кінематичні моделі ріжучих поверхонь шліфувальних кругів з НТМ, які функціонально визначаються шириною робочого шару, режимами шліфування і характеристиками технологічної системи, що характеризує кінетику даного процесу та забезпечує формування поверхневого шару робочих поверхонь і мікрогеометрії ріжучої кромки твердосплавних інструментів при глибинах шліфування порядку 0,5-1 мм і більше.

Практичне значення одержаних результатів:

розроблено технології високопродуктивного шліфування різальних інструментів з твердих сплавів, інструментальних сталей і керамік кругами із синтетичних алмазів і кубічного нітриду бора, що реалізовані в умовах виробництва й експлуатації різців і фрез, у тому числі фасонних різців і профільних фрез; свердел, у тому числі мілкорозмірних і для глибокого свердління; дискових ножів і дереворіжучих пил; плоских ножів; ножівкових полотен; штампів, у тому числі великогабаритних; ріжучих змінних багатогранних пластин; складнопрофільних і інших прецизійних виробів, у тому числі типу "куля";

розроблена низка нових шліфувальних кругів з функціонально-орієнтованим робочим шаром зі спеціальних алмазо- і кубонітовміщуючих інструментальних композитів, для виробництва яких застосовується система автоматизованого проектування САПР АІНТМ;

розроблені нові ефективні технологічні пристрої для глибинного, вібраційно-прецесійного і багатопрохідного шліфування, подачі МОР, обробки різальних інструментів, а також спеціалізоване автоматизоване устаткування (верстат-автомат мод. М 3-54 і ін.);

розроблено комп'ютерну базу даних вітчизняних та закордонних шліфувальних кругів з НТМ, а також комп'ютерно-інформаційну систему оцінки рівня технологій шліфування кругами з НТМ;

запропоновано нові технічні рішення (захищені авторськими свідоцтвами і патенти) по автоматизованому устаткуванню і технологічним шліфувальним системам для високопродуктивних процесів шліфування кругами з НТМ, у тому числі вперше створені пристрої для вібраційно-прецесійного шліфування з адаптивною системою керування;

розроблені і видані рекомендації, прайс-каталоги і слайд-фільми. Автор брав участь у розробці двох державних стандартів України: ДСТУ 2486-94 "Алмази та інструменти алмазні. Терміни та визначення" і ДСТУ 3292-96 "Порошки алмазні синтетичні. Загальні технічні умови";

одержані наукові і практичні результати реалізовані в період з 1980 по 2001 рр. на підприємствах України, Росії, Бєларусі, Латвії, Азербайджану із збільшенням продуктивності обробки в 2-3 і більше раз, підвищенням стійкості інструментів в 1,3-2,5 рази, зниженням витрат кругів з НТМ у 1,5-2 рази, підвищенням надійності та довговічності різальних інструментів.

Особистий внесок здобувача. У дисертаційній роботі приведені результати досліджень, виконаних під науковим керівництвом і при особистій участі автора в період з 1976 по 2001 рр.

Безпосередньо автором виконані:

дослідження працездатності кругів з НТМ при шліфуванні твердих сплавів методами багатопрохідного, глибинного і вібраційно-прецесійного шліфування;

аналіз розрахунковими та експериментальними методами кінематики процесів вібраційно-прецесійного шліфування;

розроблені моделі формоутворення ріжучих поверхонь шліфувальних кругів з НТМ;

імітаційне моделювання за оригінальною методикою процесів шліфування з метою вивчення ефектів вібрації і прецесії технологічної шліфувальної системи;

міцності ріжучої кромки інструментів методом мікросколювання.

Безпосередньо з особистим вкладом і під науковим керівництвом автора проведені дослідження: якості шліфування інструментальних матеріалів; зносостійкості та продуктивності шліфувальних кругів і ефективної потужності шліфування; діагностики алмазо- і кубонітовміщуючих композитів; масопереносу інструментальних матеріалів на ріжучу поверхню шліфувальних кругів з НТМ; анізотропії й орієнтації ріжучих поверхонь шліфувальних кругів з НТМ; аналізу зображень шорсткості поверхонь.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати дисертаційної роботи були обговорені та схвалені на науково-технічних конференціях (НТК) та семінарах (НТС): міжнародній НТК "Надтверді інструментальні матеріали на рубежі тисячоріч: одержання, властивості, застосування" (м. Київ, ІНМ НАНУ, 2001 р.); міжнародній НТК "Процеси механічної обробки, верстати та інструмент" (м. Житомир, ЖІТІ, 2000, 2001 рр.); міжнародному НТС "Високі технології" (м. Харків - м. Алушта, ХДТУ, 1991, 1995, 1998, 2000, 2001 рр.); міжнародній НТК "Фізичні і комп'ютерні технології в народному господарстві" (м. Харків, НВК "ФЭД", 2001 р.); міжнародному НТС "Машинобудування. Металургія" (м. Запоріжжя, АТМ України, 1999, 2001 рр.); міжнародній НТК "Процеси абразивної обробки, абразивні інструменти і матеріали" (м. Волзький, ВолгГАСА, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001 рр.); міжнародній НТК "Ефективність реалізації наукового, ресурсного і промислового потенціалу в сучасних умовах" (м. Славське, УІЦ "Наука. Техніка. Технологія", 2001 р.); міжнародній НТК "Надійність машин та прогнозування їх ресурсу (м. Івано-Франківськ - м. Яремча, ІФДТУНГ, 2000 р.); міжнародній НТК "Прогресивні технології в машинобудуванні" (м. Одеса, АТМ України, 2000 р.); міжнародній НТК "Прогресивні технології і системи машинобудування" (м. Донецьк, ДонДТУ, 2000 р.); міжнародній НТК "Проблеми машинобудування на порозі ХХ 1 століття (м. Баку, НТУ, 2000 р.); міжнародній НТК "Склокерамтех-99" (м. Київ, 1999 р.); міжнародному НТС "Сучасні матеріали, технології, устаткування й інструменти в машинобудуванні" (м. Київ, ІНМ НАНУ, 1999 р.); міжнародному НТС "Світ алмазного інструменту" (м. Київ, ІНМ НАНУ, 1999 р.); міжнародній НТК "Сучасні матеріали, устаткування і технології зміцнення і відновлення деталей машин" (м. Новополоцьк, НАНБ, 1999 р.); міжнародній НТК "Технологічне керування якістю поверхні деталей" (м. Брянськ, БДТУ, 1998 р.); міжнародному НТС "Прогресивна техніка і технологія машинобудування, приладобудування і зварювального виробництва" (м. Київ, АТМ України, 1998 р.); міжнародному НТС "Технології й інструменти зі НТМ в автомобільній і авіаційній промисловості" (м. Київ, АТМ України, 1997 р.); міжнародній НТК "Нафта і газ України-96" (м. Харків, УкрНДІгазУ, 1996 р.); міжнародній НТК "Сучасні проблеми машинознавства" (м. Гоміль, ГДТУ, 1996 р.); міжнародній НТК "Удосконалювання процесів фінішної обробки в машино- і приладобудуванні, екологія і захист навколишнього середовища" (м. Мінськ, БГПА, 1995 р.); міжнародному НТС "Нові матеріали і їхнє застосування в машинобудуванні" (м. Київ, АТМ України, 1992 р.); міжнародній НТК "Абразивні матеріали, інструменти і процеси абразивної обробки" (м. Ленінград, ВНИИАШ, 1991 р.); міжнародній НТК "Інструменти з надтвердих матеріалів і продуктивні технології" (м. Чикаго, Асоціація НТМ, 1991 р.).

Дисертація доповідалася і одержала позитивну оцінку на розширеному засіданні науково-технічного семінару і секції Вченої ради "Технологія обробки і інструменти з надтвердих матеріалів у машино- та приладобудуванні" Інституту надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України (протокол № 2 від 15 лютого 2002 р.) та на міжнародному науково-технічному семінарі "Високі технології: розвиток та кадрове забезпечення" (м. Алушта, 12-17 вересня 2001р.).

Публікації. Основні положення дисертації опубліковані в 230 роботах, серед яких - 3 монографії, 9 брошур, 25 авторських свідоцтв СРСР на винаходи, 26 патентів України, 2 патенти Росії, 2 державних стандарти України. Без співавторства опубліковані 22 роботи й одержаний один патент України.

Державні премії України в області науки і техніки. Дві технології, розроблені при виконанні даної дисертаційної роботи: обробка твердих сплавів алмазно-абразивним інструментом з переривчастою робочою поверхнею та обробка інструментальних сталей кругами з кубічного нітриду бора, представлені в складі робіт Одеським політехнічним університетом Міністерства освіти і науки України та Інститутом надтвердих матеріалів ім. В.Н. Бакуля НАН України, відповідно в 1986 і 1996 р.р. одержали Державні премії України в області науки і техніки.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, шести розділів, висновків, чотирьох додатків. Повний обсяг дисертації складає 524 сторінки; з них 35 ілюстрацій по тексту, 96 ілюстрацій на 110 сторінках; 54 таблиці по тексту, 59 таблиць на 113 сторінках; 4 додатка на 73 сторінках; 280 найменувань використаних літературних джерел на 31 сторінці.

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтовується актуальність теми дисертаційної роботи, наведені мета і задачі дослідження, викладаються наукові положення, що виносяться на захист, наукова та прикладна новизна одержаних результатів, місце і практичне значення створених розробок, дана загальна характеристика дисертації.

В першому розділі розглядається концепція можливого прогнозу розвитку технологій алмазно-абразивної обробки, аналізується проблема інтенсифікації процесів шліфування інструментальних матеріалів кругами з СА і КНБ. Подано структуру застосовуваних інструментальних матеріалів на світовому ринку. Розглянуті тенденції сучасного матеріалознавства в машинобудуванні на основі аналізу застосованих конструкційних матеріалів, що характеризуються унікальними фізико-механічними й експлуатаційними властивостями. Застосування НТМ, як особливо ефективної інструментальної продукції, є пріоритетним напрямком у механообробці, що обумовлює ефективність технологічних шліфувальних систем.

Констатується, що для інтенсифікації процесів обробки переважно застосовують додаткову електричну енергію. Для середнього рівня продуктивності шліфування 1000-3000 мм 3/хв. це дає значний ефект, але при переході до якісно нового рівня продуктивності обробки 3000-5000 мм 3/хв. ці рішення певною мірою не спрацьовують, оскільки дія електрохімічних процесів не встигає за швидкістю механічного руйнування та видалення матеріалу, а дія електроерозійних призводить до прискорення і катастрофічного зносу шліфувальних кругів з НТМ.

Найбільш розповсюдженою є модель абразивного різання, що базується на врахуванні фізико-механічних процесів у поверхневому шарі оброблюваних матеріалів у взаємозв'язку з кінематичними, динамічними, теплофізичними та іншими факторами, у т.ч. з накладенням коливань, і визначає характер контактної взаємодії НТМ та оброблюваних матеріалів, а також формування ріжучої поверхні шліфувальних кругів. Введення в зону різання коливань з амплітудою до 20 мкм збільшує продуктивність шліфування. Механічні періодичні зміщення, що визначаються як вібрація, з одного боку, є негативним елементом довговічності технологічної системи, а з іншого боку - ефективним засобом інтенсифікації процесу обробки, якщо вібрація реалізується як вібротехнологія.

Проведені патентно-інформаційні дослідження дозволили визначити напрямки досліджень і показано, що основним їх напрямом може бути розробка концептуальної моделі інтенсифікації процесів шліфування на основі вирізнення основного фактора впливу - кінематики абразивного різання інструментом з НТМ на базі ефектів вібрації і прецесії шліфувальної системи, що дозволяє, з урахуванням інтегральної взаємодії функціональних елементів технологічної системи, забезпечити істотне збільшення продуктивності абразивної обробки без введення в зону обробки додаткової енергії.

В другому розділі аналізуються експериментальні дані і технологічні основи інтенсифікації процесів шліфування твердих сплавів і твердих сплавів спільно зі сталлю кругами з функціонально-орієнтованим робочим шаром з НТМ. Подані закономірності роботи і зносу синтетичних алмазів, що визначають ріжучу здатність, продуктивність і зносостійкість кругів, силові і температурні характеристики процесів шліфування. Вивчено експериментальну залежність граничної товщини шару матеріалу, що знімається окремим алмазним зерном, від основних факторів впливу. Показано, що знос інструментальних композитів (зв'язок) кругів і марок алмазів при шліфуванні твердих сплавів і твердих сплавів спільно зі сталлю впливає на процес шліфування. Так, марки алмазів характеризуються оптимальною величиною шару, що піддається зрізанню, при якій одиничне зерно максимально використовується. Збільшення міцності алмазних зерен підвищує припустиму товщину зрізу, що приходиться на зерно. При цьому переважним видом руйнування як твердих сплавів, так і сталі 45 є зріз.

Встановлено залежність показників працездатності алмазних кругів на металевих (М 2-01, М 1-04, М 3-16, М 1-05, М 2-09, М 1-01, М 1-02, М 5-22) і полімерних (В 2-01, В 1-11П, В 2-07, В 2-08, В 1-13) зв'язках при багатопрохідному і глибинному шліфуванні від різних видів покриття (М, С, А 1, А 2, КЭП) і характеристики (марка і зернистість) алмазів, особливостей конструкції робочого шару кругів з одно-, двох-, тришаровим, переривчастим і ексцентричним робочими шарами.

Алмазні зерна шліфпорошків марок: а - RWG-W-D126 (Де Бірс, Англія), б --АС 6 125/100-Н 1Д-127 (ІНМ, Україна)

Вплив вибору марок алмазів на tф/tз при різанні: в - твердого сплаву ВК 6 і г - сталі 45 (Vкр=15 м/с, Sпод=2 м/хв). Характер слідів-подряпин при різанні твердого сплаву ВК 6 синтетичними алмазами шліфпорошків марок АС 100 (д) і АС 6 (е)

Виявлено, що зносостійкість кругів з металізованими алмазами у порівнянні з кругами з неметалізованих та зі склопокриттям алмазів на 20-40% вище. Склопокриття алмазів забезпечує більш високу ріжучу здатність і продуктивність кругів, зниження температурно-силового впливу на процес абразивної обробки. Працездатність кругів на металевих і полімерних зв'язках з алмазів з електрохімічним покриттям на основі сплаву Со-Ni із включенням карбідів тугоплавких металів рівнозначна кругам з металевим покриттям алмазів.

Характеристики алмазних кругів впливають на динаміку і теплові явища при шліфуванні і визначають режим різання. Так, оптимальна швидкість різання залежить від площі контакту круга з оброблюваною поверхнею, концентрації та зернистості алмазів. Менша витрата алмазів характерна для меншої теплонапруженості процесу шліфування, залежить від розміру і міцності зерен НТМ.

Оброблюваність твердих сплавів різних марок визначається їхніми фізико-механічними властивостями, що характеризують тріщиностійкість. При спільній обробці твердого сплаву і сталі оброблюваність сталі обумовлює ефективність алмазного шліфування за рахунок виділення і відводу тепла.

В процесах багатопрохідного і глибинного шліфування на робочому шарі шліфувального круга формується ріжуча функціональна поверхня. Її форма і геометричні параметри залежать від режимів обробки і ширини робочого шару кругів. Характерне утворення трьох ріжучих поверхонь, та відповідні їхні ролі в процесі шліфування: головної (вгл), допоміжної (вдоп) і додаткової (вдод). Установлено, що знімання припуску визначається головною і додатковою ріжучими поверхнями, якість обробленої поверхні і, насамперед її шорсткість, визначається допоміжною ріжучою поверхнею.

Параметри ріжучої поверхні кругів знаходяться в пропорційній залежності від подовжньої і поперечної подач, що є передумовою для аналітичних розрахунків оптимальних режимів обробки. Встановлено, що оптимальне співвідношення подовжньої і поперечної подач для розглянутих процесів шліфування складає SподхSпопЈ0,2.

Досліджено закономірності формування поверхневого шару робочих поверхонь і мікрогеометрії ріжучої кромки інструментів і показано, що фактори, які впливають на параметри одиничних зрізів, обумовлюють різні умови формування поверхонь і ріжучої кромки, зміну фізичного стану поверхневого шару. При глибинному алмазному шліфуванні найбільший вплив на знос і міцність ріжучої кромки твердосплавного інструмента чинять характеристики шліфувального кругу; при зміні режимів шліфування міцність ріжучої кромки міняється незначно, у т.ч. при глибинах шліфування порядку 0,5-1 мм.

Дослідження технологічних умов інтенсифікації процесів шліфування кругами з функціонально-орієнтованим робочим шаром з НТМ показало, що можливості оптимізації характеристик шліфувальних кругів з існуючих НТМ, режимів шліфування, ефективних МОР і ряду інших технологічних факторів при обробці інструментальних матеріалів дозволяють досягти рівня продуктивності шліфування 1000-3000 мм ³/хв. Для подальшого її збільшення необхідно використовувати нові технологічні рішення.

Третій розділ містить теоретичні положення і результати експериментальних досліджень розробленого автором вперше процесу вібраційно-прецесійного шліфування. Реалізовано теоретичне положення, що полягає в тому, що процес шліфування переважно є вібраційним і, як метод абразивної обробки, базується на використанні імпульсних сил різання. Керування вібраційно-прецесійним рухом шліфувального круга у напрямку різання-шліфування приводить до істотної інтенсифікації продуктивності обробки і підвищенню якості оброблених поверхонь.

У загальному балансі показників точності руху елементів технологічної шліфувальної системи домінує точність руху (траєкторія руху) шпиндельного вузла, що створює пружне силове поле, яке визначає силові і кінематичні параметри контактної взаємодії шліфувального круга і поверхні оброблювальної деталі. Вивчено динамічну модель шпиндельного вузла як консольного ротора і методом кінетостатики встановлені просторові траєкторії руху ротора з урахуванням змін сили різання.

Розроблено кінематичну схему, технологічні шліфувальні системи і виконано її аналіз для вібраційно-прецесійного шліфування. Вирізнено передню опору шпиндельного вузла у вигляді квазішарнірного карданного механізму, який забезпечує обертальний рух, і задню опору, що знаходиться в пружному силовому полі. За програмно-виконавчий механізм прецесійного руху, тобто засіб створення коливань, застосований кінематичний механізм, який забезпечує керування настроюванням обертального руху шпинделя.

На підставі досліджень кінематики руху шпиндельного вузла на основі складеної ангулярної кінематичної схеми одержана розрахункова математична модель. Визначені розрахунково-експериментальні кінематичні поверхні руху шліфувального круга при вібраційно-прецесійному шліфуванні. Аналіз комп'ютерних версій на моделі показує, що в результаті прецесійного ефекту обертова навколо осі YY робоча поверхня шліфувального круга робить у тривимірному просторі рухи, кінематичні характеристики яких визначаються величиною амплітуди і положенням геометричної осі шпинделя. Був визначений вид кінематичної поверхні прецесійного руху шліфувального круга в 3-D просторі і її проекції на площини XZ, YZ і XY.

На робочій поверхні шліфувального круга були виділені її складові елементи. Елементи I, II, III, IV робочої поверхні шліфувального круга при обертанні утворюють локальні кінематичні поверхні, форма і геометричні параметри яких визначаються їх розташуванням щодо геометричної осі шпинделя. Збільшення амплітуди прецесійного руху шпинделя забезпечує характерне формоутворення робочої поверхні круга, що включає сполучення еліптичних поверхонь у площині ХZ з поверхнями інших форм у площинах ХY і ZY.

Кінематична схема вібропрецесійного шліфування, що була розроблена, дозволяє виділити синусоїдальні коливання шліфувального круга в напрямку різання-шліфування з частотою й амплітудою, для яких виконуються граничні умови по швидкості різання. При цьому забезпечуються статична і динамічна урівноваженість ротора (Аа=min), а також узгодження векторного напрямку амплітуди коливань щодо векторів подовжньої і поперечної подач.

Експериментально визначені кінематичні характеристики, критерії яких введені в залежності Аа=f(Аi), що характеризують передаточні відношення шпиндельного вузла як багатоланкового механізму. Показано, що вибраний шпиндельний вузол, представлений циклічним багатоланковим механізмом, забезпечує певний заданий аксоїд інтегрального руху шліфувального круга.

На основі імітаційного моделювання вивчений вплив окремих параметрів процесу вібраційно-прецесійного шліфування на кінематичні характеристики шліфувальної системи. Показано, що кінематичні поверхні різання, що сформувалися в результаті вібропрецесійного процесу обробки, складні за формою і складаються з декількох окремих поверхонь, що утворюються внаслідок інтегрального руху. На формування профілю кінематичних поверхонь різання впливає сила різання, що свідчить про прецесійне переміщення осі шпиндельного вузла під впливом зовнішнього навантаження. При цьому вектор переміщення осі шпинделя орієнтований у напрямку подовжньої подачі, що для процесу шліфування особливо важливо та ефективно.

Вивчено закономірності утворення мікрорельєфів поверхонь різання і встановлений їх квазірегулярний характер, що дозволяє використовувати регуляризацію для інтенсифікації процесу обробки за рахунок таких параметрів мікрорельєфу, як форма, висота і взаєморозташування нерівностей. Закономірності формування кінематичних поверхонь із квазірегулярним мікрорельєфом підтверджують дослідження показників орієнтації, анізотропії і шорсткості оброблюваних поверхонь. Параметри опорних кривих t20 і t50 при збільшенні Аа від 4 до 16 мкм складають відповідно 1,27 і 17,97% і 22,46 і 66,02%, для еталонного зразка 24,72 і 65,25%, тобто структура нерівностей кінематичних поверхонь істотно відрізняється та у кількісному вираженні не перевищує структуру еталонного зразка (Rа 0,63 мкм).

Вивчена 2D і 3D - топографія кінематичних поверхонь сформованих при Аа=5 і 50 мкм, і встановлено, що вони характеризуються високим ступенем розвиненості мікронерівностей, характерних як для інтегральної, так і локальної поверхонь. При цьому спостерігається розвиток мікронерівностей профілю локальної поверхні. Збільшення Аа змінює структуру шорсткості поверхонь, що обумовлено вібраційно-прецесійним характером їхнього формування.

Досліджено кінематичні моделі функціональних ріжучих поверхонь шліфувальних кругів із НТМ, що визначаються шириною робочого шару, режимами шліфування і характеристиками технологічної шліфувальної системи, яка характеризує кінематику процесу вібраційно-прецесійного шліфування і дозволяє реалізувати адаптивну систему керування при глибинах шліфування до 5 мм.

Четвертий розділ присвячений розробці і дослідженню шліфувальних кругів із НТМ, що використовуються при вібропрецесійному шліфуванні твердих сплавів; обґрунтовані оцінки конкурентноздатності інструментів із закордонними зразками та їх технічним рівнем. Розглянуто зміст комп'ютерної бази даних про шліфувальні круги різних виробників.

При шліфуванні твердих сплавів з SподхSпопЈ1 найбільша працездатність встановлена для кругів на металевій зв'язці марки М 1-04 з одно- і тришаровими робочими шарами; при SподхSпопЈ0,5 - кругів на металокерамічній зв'язці марки КМ 1; при SподхSпопЈ0,3 - кругів на полімерних і металополімерних зв'язках марок МО 2, В 2-01-1 і ін. Новий процес характеризується значно меншою потужністю шліфування, значення якої при SподхSпопЈ1 складають 1,5 кВт, що багаторазово менше, ніж для відомих процесів алмазно-абразивної обробки.

Найбільша зносостійкість кругів досягається при величині Da=±100 мкм, що характеризує відхилення геометричної осі шпиндельного вузла щодо вектора подовжньої подачі, тобто геометрична вісь у площині ХY повинна розташовуватися під кутом до вектора подовжньої подачі і тим самим визначати умови формування оптимальної ріжучої поверхні шліфувальних кругів. Значимими параметрами даного процесу шліфування є також величина Аа, що характеризує амплітуду шпиндельного вузла (шліфувального круга), і величина Dз, що характеризує жорсткість пружної опори. Оптимальне значення величини Аа знаходиться в діапазоні 2-5 мкм. Зі збільшенням величини Dз, від 10 до 20 мкм зносостійкість кругів і шорсткість поверхні знижуються, а ефективна потужність зростає.

Установлені залежності впливу режимів шліфування при вібраційно-прецесійному шліфуванні аналогічні для багатопрохідного і глибинного процесів обробки. Зі збільшенням швидкості кругу зносостійкість кругів і ефективна потужність шліфування зростають, а шорсткість обробленої поверхні знижується.

Вперше одержані функціональні залежності показників працездатності кругів

qp=f(SподхSпоп), Рэф=f(SподхSпоп), Rа=f(SподхSпоп),

а вплив Sпод і Sпоп пояснюється забезпеченням кінематичних умов рівноваги числа алмазних зерен на одиниці ріжучої поверхні шліфувального круга за рахунок прецесійного ефекту при шліфуванні.

Розроблено шліфувальні круги з алмазо- і кубонітовміщуючих металополімерних композитів за технологією програмувального спікання, що реалізує технологічну умову "температура керує тиском". Оптимізовано характеристики багатокомпонентних полімерних і металополімерних композитів і розроблено композити (зв'язка марки В 2-01-1) на основі системи "СТМ-полімер-метал-наповнювач", які характеризуються інтегральною структурою ріжучої поверхні кругів із НТМ. Для кругів із КНБ на зв'язці марки В 2-01-1 у залежності від її модифікації (вмісту і виду наповнювача) визначена модифікація, що забезпечує анізотропію 1,1-1,8%, що є дуже високим ступенем однорідності структури шліфувальних кругів із НТМ. Параметр орієнтації ріжучої поверхні кругів складає 53-119 град, у т.ч. для оптимальної модифікації - 75-98 град, показники орієнтації залежать від Vкр і Аа.

Досліджено показники зносостійкості кругів на зв'язці марки В 2-01-1 у порівнянні з кругами на зв'язках марок 826N (фірма "Риггер", Німеччина) і МО 2 (ІНМ НАНУ, Україна) і показано, що при вібраційно-прецесійному шліфуванні ними досягається зниження ефективної потужності шліфування у 2-4 рази, підвищення зносостійкості кругів у 1,4-1,8 рази і збільшення шорсткості обробленої поверхні.

Розроблено шліфувальні круги з алмазовміщуючих металокерамічних композитів (зв'язка марки КМ 1), що забезпечують високопродуктивне шліфування твердих сплавів спільно зі сталлю (матеріал корпусів інструментів). За рахунок керування кількісним і якісним вмістом інгредієнтів композитів досягається підвищення продуктивності і зносостійкості кругів у 2-3 рази в порівнянні з кругами на відомій керамічній зв'язці марки К 1-01.

Визначено показники конкурентноздатності та технічного рівня розроблених шліфувальних кругів із НТМ і показана їхня відповідність світовому рівню. Розроблено комп'ютерну базу основних характеристик шліфувальних кругів із НТМ, яка включає бази даних: технологічні процеси шліфування; шліфувальні круги із НТМ вітчизняного і закордонного виробництва; винаходи і патенти по напрямку "Надтверді матеріали".

В п'ятому розділі розглядаються технології високопродуктивного алмазного шліфування різальних інструментів із твердих сплавів, інструментальних сталей і керамік, розроблені на основі аналізу кінематичних характеристик процесів шліфування та реалізованих у технологічних пристроях і спеціалізованих верстатах з використанням шліфувальних кругів з функціонально-орієнтованим робочим шаром зі НТМ: різців, ножівкових полотен, дискових пилок, фасонних інструментів, у т.ч. виробів типу "куля", що дозволяють підвищити продуктивність обробки цих інструментів у 2-5 разів.

Технологія автоматизованого заточення твердосплавних різців загального призначення в умовах їхнього масового виробництва, реалізована шляхом застосування створеного спеціалізованого верстата-автомата мод. М 3-54, що базується на новій кінематичній схемі, забезпечує збільшення продуктивності обробки в 3 рази, зниження витрат алмазних кругів на 30-50% і виключення на ряді операцій заточення застосування кругів з карбіду кремнію і електрокорунду.

Технологія автоматизованого заточення ножівкових полотен з інструментальних сталей заснована на застосуванні спеціалізованого верстата-напівавтомата і забезпечує підвищення продуктивності в 5 разів і зниження вартості обробки на 50%. Вперше показано, що при шліфуванні інструментальних сталей при швидкості круга порядку 80 м/с працездатність алмазних кругів і кругів з кубоніту рівнозначні.

Технологія заточення дискових дереворіжучих пил із пластинками з твердого сплаву базується на технологічній схемі глибинного шліфування і застосуванні спеціальних пристроїв для використання МОР. Реалізовані алмазні круги з одно- і двошаровим робочими шарами, що дозволяє провадити обробку при глибинах шліфування 0,5-1,0 мм, досягти шорсткість обробленої поверхні Rа=0,20 мкм і підвищити термін служби інструмента в 1,2-1,8 рази.