Select of abrasive wheels while pendular grinding of parts from titanium alloy VT22 by high roughness parameters

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

At the present time, grinding of the titanium alloys parts is performed much less than other constructional materials that don’t meet the demands of branches of engineering industries: aircraft, rocket, energy and others. This is due to the sticking of chips on the working surface of the abrasive tools from silicon carbide and electrocorundum because of the high adhesion activity between the titanium and the traditional abrasives at cutting working temperatures. To solve this problem, the high porous wheels (HPW) made of cubic boron nitride CBN30 with 100% concentration on a bond V (K27), a pore-forming KF40, varied grains: B76, B126, B151 (GOST R 53922 - 2010) - and hardness: M and O (GOST R 52587 - 2006) were used to grind titanium workpieces. Additionally the Norton wheels from green silicon carbide with a normal porosity 39C (46; 60) K8 VK and with different grain size were tested. With account for the instability of the grinding process and the random nature of roughness formation, the observation analysis was led using the statistical approaches. It allowed considering the random variables (RV), the characteristics of the one-dimensional frequency distribution which are measures of position (mean, median) and measures of scattering (standard deviation, range and quartile latitudes (QL)). In the technical applications parametric and nonparametric statistical methods were used. The first direction requires that the RV have homoscedasticity and normal distribution that is not fully secured in this study. For this reason, the nonparametric method was selected priority. Its characteristics are medians and QL. It is established that varying the process variables for each group of instruments is insignificant by measures of position. Norton wheels provide reduction of roughness height 1.6 - 1.7 times in comparison with boron nitride HPW. These are recommended for the finishing grinding stage and HPW CBN30 - the preliminary to reduce the thermal effects on workpieces. By processing stability, the Norton wheels with grain 46 rank the first, and among boron nitride HPW - CBN30 B76 100 OV K27-KF40.

About the authors

Ya. I Soler

National Research Irkutsk State Technical University

Email: solera@istu.irk.ru
83, Lermontova st., Irkutsk, 664074, Russian Federation

Dinh Si Mai

National Research Irkutsk State Technical University

Email: mdsmm07@gmail.com
83, Lermontova st., Irkutsk, 664074, Russian Federation

References

  1. Фрезы и фрезерование / О.М. Балла и др. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006. - 172 с. - ISBN 5803803774.
  2. Титановые сплавы в машиностроении / Б.Б. Чечулин и др. - Л.: Машиностроение, 1977. - 248 с.
  3. Носенко В.А., Носенко С.В. Технология шлифования металлов: монография. - Старый Оскол: ТНТ, 2013. - 616 с. - (Тонкие наукоемкие технологии). - ISBN 978-5-94178-373-1.
  4. Titanium and titanium alloys: fundamentals and applications / ed. by C. Leyens, M. Peters. - Weinheim: Wiley-VCH Verlag, 2003. - 532 p. - ISBN 978-3-527-30534-6.
  5. Кремень З.И., Юрьев В.Г. Шлифование суперабразивами высокопластичных сплавов. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2013. - 167 с. - ISBN 978-5-7422-1034-1.
  6. 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. Крутинова, Л.Л. Кременецкий // СТИН. - 2015. - № 1. - С. 26-29.
  7. Применение высокопористых кругов из синтеркорунда при профильном шлифовании фасонного режущего инструмента / Е.Г. Полканов, О.С. Кискин, С. Големи, С.Л. Рябцев // Справочник. Инженерный журнал. - 2008. - № 11. - С. 30-32.
  8. Wójcik R. The grinding of titanium alloys // Archives of Mechanical Technology and Automation. - 2013. - Vol. 33, N 4. - P. 49-60.
  9. Саютин Г.И., Богуцкий А.Д., Мельников Г.А. Применение кругов из эльбора для шлифования титановых и жаропрочных сплавов // Станки и инструмент. - 1975. - № 2. - С. 30-31.
  10. Саютин Г.И. Выбор шлифовальных кругов (для обработки жаропрочных сплавов и инструментальных сталей). - М.: Машиностроение, 1976. - 64 с.
  11. Саютин Г.И., Татаринов И.П. Выбор материала круга при шлифовании титановых сплавов // Станки и инструмент. - 1985. - № 7. - С. 21-22.
  12. Grinding titanium alloy with brazed monolayer CBN wheels / Ch.Y. Yang, J.H. Xu, W.F. Ding, S.T. Tong // Key Engineering Materials. - 2007. - Vol. 359/360. - P. 33-37. - doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/KEM.359-360.33' target='_blank'>www.scientific.net/KEM.359-360.33.
  13. Xu X., Yu Y., Huang H. Mechanisms of abrasive wear in the grinding of titanium (TC4) and nickel (K417) alloys // Wear. - 2003. - Vol. 255, iss. 7-12. - P. 1421-1426. - doi: 10.1016/S0043-1648(03)00163-7.
  14. Кремень З.И., Юрьев В.Г., Бабошкин А.Ф. Технология шлифования в машиностроении / под ред. З.И. Кремня. - СПб: Политехника, 2007. - 425 с. - ISBN 978-5-7325-0517-7.
  15. Кремень З.И. Высокопористые круги - эффективное средство повышения производительности шлифования и качества деталей из различных материалов // Инструмент и технологии. - 2001. - № 5/6. - С. 34-37.
  16. Кремень З.И., Поповский Д.А., Юрьев В.Г. Шлифование титановых сплавов шлифовальными кругами на основе эльбора и алмаза // Вестник машиностроения. - 2013. - № 5. - С. 66-69.
  17. Макаров В.Ф. Современные методы высокоэффективной абразивной обработки жаропрочных сталей и сплавов. - СПб: Лань, 2013. - 320 с. - ISBN 978-5-8114-1481-9.
  18. Turley D.M. Factors affecting surface finish when grinding titanium and a titanium alloy (Ti-6Al-4V) // Wear. - 1985. - Vol. 104, iss. 4. - P. 323-335. - doi: 10.1016/0043-1648(85)90040-7.
  19. Experimental investigation on conventional grinding of Ti-6Al-4V using SiC abrasive / G. Guoqiang, L. Zhiqiang, A. Qinglong, Ch. Ming // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2011. - Vol. 57, iss. 1. - P. 135-142. - doi: 10.1007/s00170-011-3272-z.
  20. Инженерия поверхности деталей / А.Г. Суслов, В.Ф. Безъязычный, Ю.В. Панфилов, С.Г. Бишутин, И.В. Говоров, А.О. Горленко, Д.И. Петрешин, В.И. Сакало, С.Ю. Съянов, В.П. Тихомиров, О.Н. Федонин, В.П. Федоров, Д.Н. Финатов, А.Н. Щербаков; под ред. А.Г. Суслова. - М.: Машиностроение, 2008. - 318 с. - ISBN 978-5-217-03427-7.
  21. Унянин А.Н. Научное и технологическое обеспечение шлифования заготовок из пластичных сталей и сплавов с предотвращением засаливания абразивных кругов: дис..д-ра техн. наук: 05.03.01 / Ульяновский государственный технический университет. - Ульяновск, 2006. - 537 с.
  22. Королев А.В., Решетникова О.П., Носков А.С. Геометрические параметры режущей части абразивных зерен // СТИН. - 2015. - № 5. - С. 2-7.
  23. ГОСТ 53923-2010. Круги алмазные и из кубического нитрида бора (эльбора) шлифовальные. Технические условия. ISO 22917:2004. Superabrasives - Limit deviations and run-out tolerances for grinding wheels with diamond or cubic boron nitride (MOD) - Введ. 2012-01-01. - М.: Стандартинформ, 2010. - 32 с.
  24. Шлифкруги. NORTON [Electronic resource]. - URL: http://www.tehnotools.com/upload/iblock/9be/9be7e214f25e68c5398c87614355aa31.pdf (дата обращения: 02.11.2015).
  25. ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры, характеристики и обозначения. - Взамен ГОСТ 2789-1959; введ. 1975-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1973. - 10 с.
  26. ГОСТ 53922-2010. Порошки алмазные и из кубического нитрида бора (эльбора). Зернистость и зерновой состав шлифпорошков. Контроль зернового состава. ISO 6106:2005. Abrasive products - Checking the grit size of superabrasives (MOD). - Введ. 2012-01-01. - М.: Стандартинформ, 2011. - 11 с.
  27. ГОСТ 25142-82. Шероховатость поверхности. Термины и определения. - Введ. 1983-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1982. - 20 с.
  28. Уилер Д., Чамберс Д. Статистическое управление процессами: оптимизация бизнеса с использованием контрольных карт Шухарта: пер. с англ. - М.: Альпина Бизнес Букс, 2009. - 409 с. - ISBN 978-5-9614-0832-4.
  29. Hollander M., Wolfe D.A. Nonparametric statistical methods. - 2nd ed. - New York: Wiley-Interscience, 1999. - 816 p. - ISBN-10 0471190454. - ISBN-13 978-0471190455.
  30. ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Ч. 1. Основные положения и определения. - Введ. 2002-11-01. - М.: Изд-во стандартов, 2002. - 24 с.
  31. Экспериментальный и статистический методы исследования шлифуемости высокопрочных титановых сплавов эльборовыми кругами высокой пористости по критерию шероховатости / Я.И. Солер, И.А. Гуцол, В.Л. Нгуен и др. // Жизненный цикл конструкционных материалов (от получения до утилизации): материалы III Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2013. - С. 46-53.
  32. Soler Ya.I., Kazimirov D.Yu. Selecting abrasive wheels for the plane grinding of airplane parts of the basis surface roughness // Russian engineering research. - 2010. - Vol. 30, iss. 3. - P. 251-261. - doi: 10.3103/S1068798X10030111.
  33. Солер Я.И., Михайлюк Э.А. Динамика и точность фрезерования высокопрочных материалов // Механика деформируемых сред в технологических процессах: межвузовский сборник научных трудов. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2000. - С. 106-111.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».