Традиционно используемое понятие удельного расхода алмазов связано с общим объемом алмазных зерен, затраченных на съем определенного объема обрабатываемого материала, т. е. он учитывает суммарный объем изношенных зерен и выпавших из связки. Такой показатель не дает ответа на вопрос, насколько эффективно используются потенциальные режущие свойства алмазных зерен, т. е. какая их часть изнашивается, а какая выпадает из связки. В. С. Пташников [150] предложил разделить этот удельный расход на
две части — удельный износ чи (фактическое соотношение объемов диспергированных зерен и СТМ) и неэффективный расход qв (отношение объемов выпавших из связки круга зерен и снятого СТМ).
ч = Чи + Чв (2Л)
Отношение объемов диспергированных зерен Уд к объему всех израсходованных зерен ¥з принято называть коэффициентом использования потенциальных режущих свойств алмазных зерен Ки:
K = V (2.2)
"з
Этот коэффициент является одним из главных показателей эффективности процесса алмазного шлифования. По данным Т. Н. Лоладзе и Г. В. Бо-
кучавы [101] при традиционных способах шлифования Ки не превышает 5-10 %. Исходя из вышесказанного, следует определение коэффициента использования потенциальных режущих свойств алмазных зерен и поиск путей его увеличения считать чрезвычайно важной задачей. Особенно это важно для процессов алмазного шлифования сверхтвердых материалов, когда контактируют практически равнотвердые алмазные зерна и СТМ. Для определения наиболее эффективных пар «марка зерна — марка СТМ» определяющим показателям является величина удельного износа, т. к. величина удельного расхода в большой степени определяется свойствами связки. При обработке этих материалов удельный расход достигает значительной величины. Например, при шлифовании АСПК зернами марки АС6 кругами на различных органических и металлических связках q может достигать соответственно 50-30 кар/карат, т. е. чтобы снять 1 карат АСПК необходимо затратить 50-30 карат алмазных зерен. Очевидно, что себестоимость обработки в этом случае будет очень высока.
Поскольку производительное шлифование СТМ — это в основном процесс взаимного хрупкого микроразрушения элементов системы «СТМ-
зерно», то удельный износ qи определяется отношением объема разрушенных алмазных зерен Vi к объему снятого обрабатываемого материала V2.
Методика определения Ки основана на особенностях шлифования СТМ кругами на металлических связках. Эта особенность заключается в том, что отсутствует внедрение алмазных зерен в обрабатываемый материал, износ рабочей поверхности вскрытого круга (например, электрохимическим способом) осуществляется в пределах одной высоты выступания зерен и при этом связка не изнашивается, т. к. до определенного периода не контактирует с обрабатываемым СТМ. Методика защищена а. с. 1404892.
Применение предложенной методики (см. гл. 6) позволило провести сравнительный анализ соотношений удельного расхода q и удельного износа
q^ определить оптимальное сочетание пары «марка СТМ-марка алмазного зерна» и коэффициент использования режущих свойств алмазных зерен.
Для проверки достоверности результатов применения описанной методики использовалась разработанная В. Л. Доброскоком [54] система 3D моделирования рабочей поверхности круга, а также методика экспериментального определения коэффициента использования потенциальных режущих свойств алмазных зерен. Для такой оценки изучался шлам, извлекаемый из СОЖ, содержащей остатки выпавших из связки зерен [153]. Для отделения их от «стружек» обрабатываемого СТМ использовали металлизированные зерна, отходы которых извлекали из СОЖ с помощью магнита. Зная
расход алмазов Pi (по весу за исследуемый период шлифования) и сравнивая
его с весом шлама P2, можно определить коэффициент эффективности использования зерен. Вес шлама — неэффективно использованная часть зерен
P 2.
*и = ^ (2.3)
Pi
В гл. 6 разработана и применена методика теоретического определения объемов разрушенных и выпавших из связки зерен, а также объемов разрушенного СТМ. На основании этого стало возможным теоретически оценить величину удельного расхода и удельного износа алмазных зерен.