При механической обработке деталь, как правило, надо зафиксировать в определенном положении и закрепить. Среди различных способов крепления наиболее распространены механические. Но вот, когда надо закрепить, например, при шлифовании, сразу много мелких и притом еще хрупких деталей, этот метод мало пригоден. В таких случаях детали часто приклеивают, используя для этого главным образом канифоль, шеллак. Но это связано с расходом дорогих клеящих веществ и растворителей (для последующей очистки деталей от клея). Нагревание клеящих веществ, применение растворителей (ацетон, бензин и др.) сопровождаются образованием токсичных газообразных продуктов. Значит, надо рабочие места оборудовать специальной вентиляцией. Ухудшаются условия и противопожарной безопасности. В таком случае необходимо рабочее место оборудовать средствами противопожарной безопасности (песок, огнетушители), и, кроме того, проводить аттестацию рабочего места и оформлять необходимые документы, такие, как например, журнал инструктажа по пожарной безопасности.
Кроме того, клеящие вещества в виде пыли загрязняют помещение и изделия и, соединяясь с абразивными частицами, повышают износ оборудования.
Ученые разработали свободный от всех этих недостатков оригинальный способ закрепления деталей примораживанием. Смоченные детали примораживаются к постоянно охлаждаемой опорной плоскости стола или плиты, которая в процессе резания обеспечивает достаточно интенсивный отвод тепла от деталей.
Наиболее подходящая жидкость для примораживания — вода. Она замерзает при сравнительно умеренном охлаждении и без усадки, следовательно, в крепящей прослойке льда не возникает усадочных напряжений.
Охлаждающие устройства могут применяться различные, в том числе и холодильные компрессоры. Охлаждается не только стол, но и смазочная жидкость, чтобы не происходило вытаивания деталей.
Также ученые предложили применять примораживание и при механической обработке турбинной лопатки — в процессе резания. Известно, что сложная конфигурация лопатки при относительно малой ее жесткости служит причиной больших трудностей в получении точных размеров, формы и правильного взаимного положения ее поверхностей.
Применяющиеся для механической обработки лопаток подводные опоры в специальных приспособлениях оказались малоэффективным средством. Суть нового технологического приема заключается в том, что под лопаткой на время ее обработки в специальном приспособлении создается опора из льда.
Для сохранения созданной опоры приспособление в процессе обработки лопатки охлаждается циркулирующим в его каналах хладоносителем, который отводит тепло, получаемое лопаткой при резании.
Одна из технологических операций при изготовлении турбинной лопатки — фрезерование ее концевой части. Чтобы осуществить эту операцию, перо лопатки помещали в специальную кассету и заливали туда сплав Вуда. Так создавали фиксирующий зажим, не повреждая саму лопатку. Но сплав Вуда дорог. Решили и здесь крепление поручить льду.
На опытном заводе турбинных лопаток была изготовлена и испытана кассета, состоящая из двух разъемных профилированных половинок, между которыми закладывается лопатка. В герметизированный зазор запивается вода. При охлаждении она замерзает, и лед надежно держит перо лопатки при фрезеровании ее концевой части.
