СТАБИЛИЗАЦИЯ РЕЖУЩЕГО РЕЛЬЕФА И ТЕХНОЛОШЧЕСКИЕ. ВОЗМОЖНОСТИ. АЛМАЗНОГО ШЛИФОВАНИЯ Шлифование

З. І. Исходное распределение зерен и связки на рабочей поверхности круга

Установление закономерностей изменения режущего рельефа алмаз­ных кругов в различных условиях эксплуатации выявило предпосылки для более полного и углубленного рассмотрения его а качестве важ­ного фактора, определяющего ту или иную степень реализации режу­щих свойств алмазов, потенциальных ресурсов алмазных кругов. Уп­равляя режущим рельефом и стабилизируя его оптимальные параметры соответственно предъявляемым требованиям, можно расширить диапа­зон характеристик алмазных кругов и повысить уровни выходных по­казателей для "запрещенного спектра" обрабатываемых материалов.

Исходное состояние режущего рельефа алмазных кругов после вскрытия отвечает их номинальным характеристикам. Наиболее полно это соответствие достигается при вскрытии кругов бесконтактными способами, например электрохимическим. Оценка исходного состояния рельефа режущей поверхности кругов имеет принципиальное значение для определения его изменений в любой момент шлифования, что поз­воляет выявить степень устойчивости рельефа в различных условиях эксплуатации кругов.

Важным является изучение особенностей строения поверхности связки круга, так как при шлифовании с одновременным автономным воздействием но круг она перестает быть неизменной, поскольку в каждый последующий момент ее образуют новые, болез глубоко ле­жавшие слои. Такая изменчивость поверхности связки как физичес­кого, объекта требует изучения взаимосвязи параметров процесса непрерывного удаления связки с геометрическими и физическими характеристиками его поверхности. Так как удаление связки направ­лено на дозируемое обнажение из глубины рабочего слоя круга но­вых зерен, они также подлежат рассмотрению.

Для создания модели рабочей поверхности круга, вскрытого бео — контактным способом, которая учитывала бы особенности геометри­ческих характеристик поверхности связки и распределения алмазных зерен по всей глубине режущего рельефа, целесообразно восполь­зоваться приемом разделения абразивного пространства на две части относительно некоторой плоскости [ 6 ], Примем ряд допуще­ний. Закон распределения центров абразивных зерен но объему прос-

транства будем считать статистически равномерным, а форму абра­зивных зерен ~ эллипсоидом вращения с осями X • оОС, oLX, где 0 < <А,<. Ї, Изменение размеров зерен подчиняется нормальному, закону:

image27/3.V

где f (2) — плотность вероятности распределения размеров зерен;

X — средний размер зерен; ё> — среднеквадратичное отклоне­ние размеров частиц.

Ориентация зерен в пространстве предполагается случайной. Аб­разивное пространство обладает свойством изотропности, т. е. зер­на, центры которых находятся в плоскости раздела, распределяются между двумя полупространствами поровну [б] .

Если задать пространственную ориентацию зерна "широтой" ‘f и "долготой" , то, как показано в работах [іОї, ізо] ,

распределение ориентации определится выражением

количество зерен, выступающих из связки,

Здесь Па> — количество зерен в единице объема. Распределение плотности вершин зерен

после интегрирования

Вычисление правой части выражения /3.6/ позволило получить функцию распределения плотности вероятности вершин зерен / / Л до высоте профиля h. в виде графика, являющегося сочетанием монотонно возрастающих кривой и прямой линий [іЗО] , Коэффициент изометричности зерен об =_0,6, среднеквадратичное отклонение размеров зерен б = 0,12 X, относительная критическая задел­ка зерен £кр «= 0,5 приняты из условий разделения пространству и по результатам статистической оценки параметров алмазных зоре;: [їОЇ, Ї30] . При этих условиях наибольшая высота выступания зеро.:, над уровнем связки

Точке сопряжения монотонно возрастающей кривой с прямолиней­ным участком функции распределения плотности вероянссти вершин зерен находится на высоте И., над уровнем связки:

Значения h-max, h, определяются половиной большой и малой осей эллипсоида вращения, моделирующего соответственно наиболее крупное и наиболее мелкое из алмазных зерен круга. Точно такими же параметрами характеризуется распределение зерен на отделенное абразивном полупространстве.

На поверхности оставшегося после раздела полупространства об­разуются лунки от отошедших зерен. Закон распределения их глуби:-: представляет собой зеркальное отражение распределения вылетов зерен относительно плоскости раздела /рис. 3.1/, а площади сече­ния этой плоскостью выступающих зерен лунок равны. Остальная часть площади является поверхностью уровня связки, и ее размер сохраняется таким же, как и до разделения пространства на две

Рис. З. ї. Модель рабочей поверхности вскрытого ал­мазного круга — распределе­ние плотностей вероятности вершин SepSH /І/ и глубин лунок по высоте профиля /2/

Подпись:одинаковые части. Поэтому площадь поверхности на уровне связки может быть определена из известного стереометрического соотноше­ния между объемами случайно распределенных фаз композиционного материала и площадями, отсекаемыми этими фазами в произвольно проведенной секущей плоскости. Алмазоносный слой — это двухфаз­ный композиционный материал по случайным распределением по объему фаз /алмаза и металла/, объемное соотношение которых зависит от концентрации алмазов в круге. С учетом равенства отношений объе­мов фае и отсекаемых ими площадей в произвольном сечении получе­но следующее выражение для расчета площади поверхности связки круга

Fc£ = /у < К/Уоо), /3.9/

где F* — площадь номинальной рабочей поверхности круга, мм;

К — условная концентрация алмазов, %.

Из идентичности законов распределения вершин выступающих зе­рен и глубин лунок в связке следует, что максимальная высота не­ровностей рельефа Rma.* , определяемая суммой наибольших высот выступания зерен и глубин лунок, равна длине большой оси самого крупного зерна:

Подпись: /ЗЛО/Rmax = X + .

Рассмотренная ранее рабочая поверхность круга была образована при одинаковых условиях внешнего воздействия на оставшуюся и от­деленную части абразивного пространства. При непрерывном удале­нии связки круга каким-либо из электрофизико-химических методов

относительная критическая заделка зерен будет отличной от значе­ния 0,5. Естественно, самая глубокая. лунка образуется после выпа­дения самого крупного зерна и его вершина в момент, предшествую­щий выпадению,- наиболее выступающая над связкой, поэтому при любом значении относительной критической заделки зерен максималь­ная неровность Rmax определяется наибольшим размером самого крупного из зерен круга и является величиной постоянной. Следо­вательно, придание связке свойств Солее прочного удержания алмаз­ных зерен позволит существенно уменьшить глубину заделки и тем самым увеличить часть зерна, способную осуществлять резание.

Установленные взаимосвязи изменений высоты наиболее выступаю­щих зерен с параметрами поверхности связки открывают возможность дозирования процесса ее удаления в целях управления режущим релье­фом.

Оценим влияние высоты наиболее выступающих зерен на суммарное их количество над связкой и на площадь поверхности на уровне связки. Очевидно, чем больше значение hmat, тем длиннее путь интегрирования функции распределения плотности вероятности вершин зерен f / h. /по высоте профиля h. и, следо­вательно, получается большее суммарное количество зерен на рабо­чей поверхности круга. Количество зерен будет максимальным при длине пути интегрирования, равной наибольшему размеру самого іфупного зерна. Достичь такого количества зерен на рабочей по­верхности можно при их заделке, равной нулю. Из этого следует, что прочное удержание алмазов является также существенным факто­ром увеличения количества зерен на рабочей поверхности.

Таким образом, при анализе рельефа рабочей поверхности вскры­того бесконтактным способом круга установлено, что площадь по­верхности на уровне связки не связана с изменением высоты наиболее выступающих зерен. Положение о постоянстве площади поверхности связки послужило основанием для разработки способа и устройств автономного воздействия на круг. Учет структуры поверхности связ­ки позволил существенно повысить точность определения параметров режущего рельефа круга и стал одной из предпосылок установления особой роли связки в управляемом процессе шлифования.

СТАБИЛИЗАЦИЯ РЕЖУЩЕГО РЕЛЬЕФА И ТЕХНОЛОШЧЕСКИЕ. ВОЗМОЖНОСТИ. АЛМАЗНОГО ШЛИФОВАНИЯ
0 votes, 0.00 avg. rating (0% score)

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *