ОЦЕНКА ФОРМЫ ШЛИФОВАЛЬНЫХ ЗЕРЕН Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

ИНСТРУМЕНТ

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Литература

1. Сборный твердосплавный инструмент /Г.Л. Хает, В.М. Гах, К.Г. Громаков и др.; Под общ. ред. Г.Л. Хаета. - М.: Машиностроение, 1989. - 256 с.

2. Инструмент для станков с ЧПУ, многоцелевых станков и ГПС /И.Л. Фадюшин, Я.А. Музькант, А.И. Мещеряков и др. -М.: Машиностроение, 1990. - 272 с.

3. Кузнецов Ю.И., Маслов А.Р., Байков А.Н. Оснастка для станков с ЧПУ: Справочник. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1990 - 512 с.

4. Инструментальные системы автоматизированного производства: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов (Р.И. Гжиров, В.А. Гречишников, В.Г. Лога-шев и др. СПб: Политехника, 1993 - 399 с.

Оценка формы шлифовальных зерен

А. И. КОРОТКОВ, профессор, доктор техн. наук, Г. М. ДУБОВ, аспирант, Д. Б. ШАТЬКО, аспирант, КузГТУ, г. Кемерово

При значительном количестве исследований в области процессов шлифования, выполненных у нас и за рубежом, лишь огдельные работы рассматривают влияние формы и геометрии зерня на эксплуатационные характеристики шлифовального инструмента.

Как известно, при изготовлении шлифовальных зерен по технологии, предусматривающей дробление слитков абразивного материала на различном оборудовании с последующим рассевом на ситах, абразивные зерна приобретают произвольную форму. Форма может варьироваться в достаточно широком диапазоне: от пластинчатых (иглообразных) до изо-метричэских разновидностей (сферообразных) [1]. Применительно к абразивным материалам установлено, что ферма зерня, приобретаемая им в процессе изготовления во многом зависит от химсостава выглавляемого слитка, его размеров, режима охлаждения, способа дробления и.т.д. Влияние этих параметров предопределяет форму и геометрию зерна в ходе измельчения абразивного слитка.

Для изучения влияния формы и геометрии зерна на эксплуатационные характеристики абразивного инструмента в лаборатории «Резание металлов», КузГТУ был произведен рассев нескольких партий абразивных материалов по признаку формы. Сортировка зерна по форме выполнялась на модернизированном вибрационном сепараторе [2].

В качестве абразивных материалов были взяты зерна нормального электрокорунда различных зернистостей и разных фирм - производителей. Так, абразивы марок 13А40, 13А63 и 13А80 - были взяты на Юргинском абразивном заводе, а абразивы NK-F30 (аналог 13А63) и NK-F24 (аналог 13А80) были предоставлены немецкой фирмой по производству срезных шлифовальных кругов «Rottluff».

В настоящее время, существует ряд методов по оценке формы зерна. В их числе визуальное наблюдение через микроскоп, лупу Бринеля, зарисовка контуров зёрен на рисовальном аппарате РА-4, проецированием теневых контуров зерен на экран с последующим обводом последних на бумаге. Данные методы оценки формы зерна весьма трудоемки и занимают достаточно много времени, поскольку для получения достоверной картины распределения по форме количество обследованных зерен рассматриваемой марки и зернистости должно составлять не менее ста штук. Для облегчения и /прощения этой операции на кафедре «Металлорежущие с~анки и инструменты» КузГТУ разработан новый метод оценки форм зёрен. Он основан на использовании сканера, а также теле- или видеокамеры с переносом изображении зерен на экран монитора и обработкой полученных изображений зёрен с помощью компьютера и специальных прогэамм [1].

В частности, для этой цели была разработана программа «Zerno» [3]. Данная программа позволяет оценить форму и геоме-рические параметры алмазно-абразивных зерен различных марок и зернистостей.

Изображения предварительно отсканированных на план-

шетном сканере шлифовальных зерен, в количестве не менее ста штук, заносятся в программу, которая далее обеспечивает выполнение следующих функций:

- определяет коэффициент формы (Кф) зерен, как отношение диаметроЕ описанных Don в проекции рассматриваемых зерен окружностей (рис. 1) к диаметоам вписанных окружностей Den;

Den

Don

Кф = Don / Den

Рис. 1. Коэффициент формы зерна

- определяет коэффициент развитости поверхности зерен (KL), как отношение длин периметров мриекций зерен (рис. 2) к длине вписанных в них окружностей;

Ln3 Lbii

Кь = Ьпз / Ьвп

Рис. 2. Коэффициент развитости поверхности зерна

- строит график текущих значений коэффициентов формы (Кф) для взятого числа зерен. Строит линию усредненно-ю значения (Кф), для абразива рассматриваемой марки и зернистости;

- строит график текущих значений коэффициентов развитости поверхности (К1_) абразивных зерен и строит линию усредненных значений (К1_).

При помощи данного программного обеспечения была проведена оценка формы абразивных зерен. Результаты представлены в виде графиков на рис. 3.

Из приведенных графиков видно, что сравнительно не-

№ 2 (23) 2004

43

«

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

ИНСТРУМЕНТ

13А40 13А63 13А80 NK - F24 NK-F30

Рис. 3. Распределение зёрен нормального электрокорунда тости и разных производителей по форме

большое количество шлифовальных зерен как отечественных, так и зарубежных производителей имеет изометрическую Кф= 1,0-1,4 и пластинчатую (игольчатую) форму Кф(1,8, а основная же масса зёрен укладывается в диапазоне с Кф= 1,4-1,8. Причём наблюдается тенденция того, что с увеличением номера зернистости как у отечественных, так и у зарубежных производителей количество шлифовальных зёрен имеющих изометрическую и промежуточную форму возрастает. Из графиков также зидно, что процентное содержание шлифовальных зёрен имеющих изометрическую и промежуточную форму у зарубежных производителей выше по сравнению с зёрнами отечественного производителя, что, очевидно, объясняется различной технологией их изготовления.

Таким образом, учитывая большое влияние формы абразива на эксплуатационные характеристики инструмента (в частности прочность, износсстойкость, режущую способность и пр.), неоспорима важность оценки формы зерна. При правильном подборе наиболее подходящей для данных условий работы и типа инструмента формы зерна, можно добиться значительного повышения конечного результата. Так, для обдирочных и черновых работ, где имеет место большой съем материала в единицу времени, целесообразно рекомендовать применение зерен игольчатой и пластинчатой формы. Что же касается чистовых работ, где предъявляются высокие требования к качеству обрабатываемой поверхности, а также операций шлифования, где предъявляются высокие требо-разной зернис- пяимя к прочности и износостойкости инструмента, то здесь предпочтительны зёрна изометрической формы.

Литература

1. Корогков А.Н. Эксплуатационные свойства абразивных материалов. -Изд-во Красноярского ун-та, 1992. - 122 с.

2. Короткое А.Н., Баштанов В.Г., Дубов Г.М., Павловец К.А. Шатько Д.Б. Модернизированный вибрационный сепаратор для сортировки абразива по форме // Ресурсосберегающие технологии в машиностроении: Тез. докл. конф. Бийск, 26-27 сентября, 2002 г. - Бийск, 2002.

3. Программа «Zerno». Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2003611938 от 22.08.2003".

ОТКРОЙ СВОЙ НИР ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ!

Адрес редакции.-630024, г. Новосибирск, ул. Мира, 39 тел. (3832) 15-14-34 e-mail: ¡urnal@ngs.ru http://sibhit.by.ru

44 № 2 (23) 2004