Создание алмазных шлифовальных кругов на основе выбора алмазного порошка оптимальной прочности Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 621.396.2

А.В. Попов (Венев, ОАО «Веал» - Турнов, Чешская республика,

«VID Bohemia»)

СОЗДАНИЕ АЛМАЗНЫХ ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГОВ

НА ОСНОВЕ ВЫБОРА АЛМАЗНОГО ПОРОШКА ОПТИМАЛЬНОЙ

ПРОЧНОСТИ

Предложена и обоснована последовательность создания новых алмазных шлифовальных кругов с повышенным сроком службы на основе использования алмазных порошков повышенной прочности.

Алмазные шлифовальные круги нашли широкое применение в различных областях промышленности. Однако отсутствуют опубликованные данные о последовательности создания новых алмазных кругов с повышенным сроком службы. В связи с этим провели исследования для определения последовательности создания новых алмазных шлифовальных кругов.

Определяли оптимальную прочность алмазного порошка при минимальном влиянии связки. Для этого исследовали работоспособность однослойных кругов на никелевой гальванической связке [1] до потери режущей способности при торцевом шлифовании материалов различных групп. Использовали круги для торцевого шлифования диаметром 75 мм с шириной слоя В = 5ммиВ = 2мм (рис. 1). При изготовлении данных кругов половину алмазных зерен покрывали никелевым гальваническим покрытием и тем самым закрепляли зерна на корпусе круга. Работоспособность круга оценивали массой снятого материала до потери режущей способности, которая происходила при износе алмазных зерен до уровня связки. Износ зерен контролировали микрометром при измерении размера h. При уменьшении размера h на 0,5d (половину размера зерна) шлифование прекращали. Данный критерий контроля являлся дополнительным к визуальному контролю, который заключался в определении момента, при котором начинался контакт связки с обрабатываемым материалом в результате износа алмазных зерен до уровня связки. Точность установки алмазного круга на станке контролировали индикатором с ценой деления 0,001 мм по радиусной и торцевой сторонам корпуса круга, изготовленных для увеличения точности измерений одновременно с торцом круга, на котором закреплялись алмазные зерна. Предельное радиальное биение круга на станке составляло 0,025 мм, предельное торцевое биение круга на станке - 0,02 мм. Величина покрытия алмазных зерен 0,5d контролировали с помощью микроскопа по специально разработанной методике. Микроскопом последовательно фиксировали уровень связки и уровень вершин алмазных зерен. Разницу уровней определяли индикатором с ценой деления 0,001 мм. Количество алмазных зерен на единице площади рабочей поверхности однослойного круга на гальванической связке контролировали с помощью микроскопа с тарированным окуляром.

I

Рис. 1. Однослойный алмазный круг на никелевой гальванической связке для торцевого шлифования: 1 - алмазные зерна; 2 - никелевая связка;

3 - корпус круга; 4 -места проверки торцевого и радиального биений

алмазного круга

Прочность алмазных порошков определяли в соответствии с ГОСТ 9206—80 на приборе ДА-2М, разработанном в ИСМ АН Украины. Алмазное зерно помещали между двумя параллельными корундовыми пластинами и подвергали одноосному сжатию при плавно возрастающей силе. Фиксировали силу, при которой происходило разрушение. Для определения среднего значения разрушению подвергали 100 зерен.

При шлифовании твердого сплава ВК8 (рис.2), керамики 81зМ4 (рис.З), стекла (рис.4) и гранита (рис.5) установлено, что при увеличении прочности используемых алмазных зерен масса удаленного материала до износа круга увеличивается. Например, при шлифовании твердого сплава ВК8 (рис.2) использование алмазного порошка марки АС6 по сравнению с алмазным порошком марки АС4 позволило увеличить массу удаленного твердого сплава до износа круга в 2 раза. Использование алмазного порошка марки АС20 по сравнению с алмазным порошком марки АС6 позволило увеличить массу удаленного твердого сплава до износа круга в 3,3 раза. Использование алмазного порошка марки АС32 по сравнению с алмазным порошком марки АС20 позволило увеличить массу удаленного твердого сплава до износа круга в 1,5 раза. Использование алмазного порошка марки АС50 по сравнению с алмазным порошком марки АС32 позволило увеличить массу удаленного твердого сплава до износа круга в 2 раза.

Рис. 2. Зависимость массы удаленного материала до потери режущей способности т от прочности алмазных зерен Р при торцевом шлифовании твердого сплава ВК8 однослойным кругом В=5 мм с зерном 212/180 на гальванической связке при У=35 м/с, 5=0,9 мм/об, 1=0,05мм/дв. ход, с СОЖ: О -АС4; Л - АС6; X -ЛС20; Ф -АС32;

П-АС50

Рис. 3. Зависимость массы удаленного материала до потери режущей способности т от прочности алмазных зерен порошков Р при торцевом шлифовании керамики однослойным кругом В=2 мм с

алмазным зерном 106/90 на гальванической связке при У=35 м/с, 8=0,45мм/об, 1=0,03мм/дв. ход, с СОЖ: 0-АС4; А-АС6; Х-АС20;

9 -АС32

Полученные результаты показали, что алмазные порошки с низкой прочностью АС4 - АС6, которые используют в кругах на органических связках для шлифования твердых сплавов и керамики, не обладают повышенной абразивной способностью по сравнению с более прочными алмазными порошками. Из этого следует, что органические связки не позволяют использовать потенциально более высокие абразивные свойства порошков высокой прочности. Алмазные порошки средней прочности АС 15 —

АС20, которые обычно используют в кругах на металлических связках для шлифования стекла, не обладают повышенной абразивной способностью по сравнению с более прочными алмазными порошками.

0 5 10 15 Р, Н

Рис. 4. Зависимость массы удаленного материала до потери режущей способности т от прочности алмазных зерен порошков Р при торцевом шлифовании стекла однослойным кругом В-2 мм с алмазным зерном 106/90 на гальванической связке при У=35 м/с, 5=0,45 мм/об, £=0,03 мм/дв. ход, с СОЖ: О -ЛС4; А -ЛС6; X -ЛС20;

Ф -АС32

Рис. 5. Зависимость массы удаленного материала до потери режущей способности т от прочности алмазных зерен Р при торцевом шлифовании отделочного гранита однослойным кругом В=5 мм с зернистостью 106/90 на гальванической связке при У=25 м/с,

S=0,9 мм/об, t=0,03 мм/дв. ход, без СОЖ: О — АС4; А —АС6;

Х — АС20; Ф — АС32; П—АС50

В результате проведенных исследований установлено, что для повышения работоспособности алмазных шлифовальных кругов необходимо использовать порошки повышенной прочности и создавать новые связки позволяющие использовать потенциальные свойства этих порошков.

Библиографический список

1. Chattopadhyay А. К. On performance of brazed bonded monolayer diamond grinding wheel / A.K. Chattopadhyay, L. Chollet, H. E. Hintermann // Annals CIRP, 1991, 40/1: 347-350.

Получено 23.04.08

УДК 621.914:621.833

B.B. Поляков (Тула, ТулГУ)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИБЛИЖЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ РАДИУСОВ РЕЗЦОВЫХ ГОЛОВОК ДЛЯ ОБРАБОТКИ КРУГОВЫХ ЗУБЬЕВ ШЕСТЕРНИ ПОЛУОБКАТНОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ

Описан порядок расчета приближенных значений радиусов торцовых зуборезных головок для формообразования круговых зубьев шестерни полуобкатной цилиндрической передачи.

Одним из способов улучшения эксплуатационных характеристик цилиндрических зубчатых передач является применение колёс с круговыми