Разработка методики оценки степени приспосабливаемости при шлифовании

Методика основана на использовании склонности алмаза к электриза­ции его поверхности при трении пары «алмаз-алмаз» [43, 88, 183].

Как известно [88], распиливание кристаллов алмаза сопровождается интенсивной статической электризацией. На этом принципе основано опре­деление эффективности разрезки природных алмазов [61]. Величина тока электризации достигает нескольких сот наноамперов и выбор его в качестве управляющего сигнала для включения цепи управления РПК обусловлен тем, что его проще регистрировать, чем, например, электронную или фото­эмиссию. Известно, что по мере износа алмазного круга на зернах образуют­ся площадки износа, и процесс трансформируется в трение износостойкой пары «алмаз-алмаз» или «алмаз-связка» [34]. По мере увеличения площадок износа растет и ток электризации. На использовании эффекта электризации трущихся алмазных поверхностей разработана оригинальная методика опре­деления степени топографической приспосабливаемости взаимодействую­щих поверхностей алмазного круга и обрабатываемого СТМ (рис. 2.11). График зависимости тока электризации от величины фактической площади контакта в системе «РПК-СТМ» представлен на рис. 2.11 б.

Поскольку величина тока электризации мала, а наличие электролита вносит дополнительные сложности при регистрации сигнала, предложена специальная электрическая схема (см. рис. 2.11 а). Для снятия с площадок износа электрического тока малой величины используется электродинамиче­ский съемник 5 с вибропребразователем 6, модуляция емкости которого осуществляется за счет изменения величины промежутка между площадками износа на алмазных зернах и пластиной конденсатора. Снятый сигнал малой величины усиливается электрометрическим усилителем 3 и синхронизирует­ся с работой генератора 7 синхронным резистором 9. Усиленный сигнал по­дается на микроконтроллер 10, запрограммированный на включение через схему управления 11 любых параметров комбинированного управления РПК, т. е. может изменяться величина тока в цепи управления, скважность, частота и энергия импульсов, амплитуда и частота ультразвукового воздей­ствия на зерна круга и т. д.

Величина снимаемого по разработанной схеме электрического потен­циала зависит от количества и величины площадок износа на алмазных зер­нах и, как следствие, от величины фактической площади контакта в системе «РПК-СТМ». Таким образом, по величине снимаемого электрического сиг­нала делается заключение об уровне топографической приспосабливаемости поверхностей РПК и СТМ.

Этот подход использован и при разработке адаптивной системы ком­бинированного управления режущим рельефом круга (см. гл. 7).

00 00

б

а

Рис. 2.11. Методика оценки уровня приспосабливаемости при шлифовании СТМ: а — схема приспосабливаемости; б — зависимость тока электризации от фактической площади контакта в системе «РПК — СТМ». 1 — алмазный круг; 2 — шлифуемый образец; 3 — усилитель сигнала; 4 — микровольтамперметр; 5 — съемник; 6 — вибропреобразователь; 7 — генератор; 8 — усилитель; 9 — синхронный резистор; 10 — микро- контроллер; 11 — схема управления; 12 — исполнительный меха- низм. /- частота ультразвуковых колебаний; а — амплитуда; Рн — нор- мальное давление; К — концентрация; VKp — скорость круга

9 Л Г f а Рн К Уф

в