Геометрична форма алмазного зерна на робочій поверхні круга

Дослідження геометричної форми частини алмазних зерен, які виступа­ють над зв’язкою на робочій поверхні круга, сформованій в процесі електроеро — зійної правки і алмазно-іскрового шліфування, здійснювали методом профіло — графування.

Для урахування похибки, обумовленої радіусом округлення щупальної голки, була застосована спеціальна методика обробки експериментальних да­них, сутність якої полягає в наступному. Спочатку на отриманих профілоіра — мах вимірюється ширина зерен Ь у виборці на різних відстанях від вершини А (рис. 2.4, а). Потім з використанням середніх значень напівширини зерен Ь/2 на різних відстанях від вершини робиться підбір рівняння регресії, яке описує профілограму зерна (рис. 2.4, б)

де X- відстань від вершини зерна, мкм;

Y — напівширина зерна, мкм; а і сі — коефіцієнт і показник ступеня.

Після цього розраховуються координати точок дійсного профілю зерна за приведеними нижче формулами, які отримані із рис. 2.5:

де г — радіус округлення щупальної голки, мкм (в умовах експерименту 10

Далі за координатами дійсного профілю зерна підбирається рівняння ре­гресії і тим самим враховується похибка, яка обумовлена радіусом округлення щупальної голки.

За описаною методикою були оброблені експериментальні дані про гео­метричну форму зерен круга 1А1 250x75x15x5 АС6 100/80-4-М2-01 на рельєфі, сформованому після електроерозійної правки і алмазно-іскрового шліфування штампової сталі Х12Ф4М.

Рис. 2.4. Обробка профілограми зерна а — вимірювання координат профілограми;

б — заміна профілограми геометричною кривою симетричної форми

Рис. 2.5. Зв’язок координат профілограми та дійсного профілю зерна

Правку та АІШ здійснювали на модернізованому верстаті моделі ЗГ71. Джерело технологічного струму — генератор імпульсів моделі ШП-125-100М.

Правку круга на чавунному електроді і АІШ сталі Х12Ф4М виконували на режимах, приведених у табл. 2.3.

У обох випадках анодом був круг, катодом — правлячий електрод або об­роблюваний зразок. Охолодження — 0,3%-ний водяний розчин кальцинованої соди.

Проведений статистичний аналіз експериментальних даних показав, що профіль зерен на рельєфі, сформованому після електроерозійної правки на ча­вунному електроді, відрізняється від профілю зерен після 15-45 хв АІШ сталі Х12Ф4М. Однак, у період 15-45 хв шліфування профіль зерна є практично од­наковим, що підтверджується критерієм Кохрана на рівні значущості 0,01.

Таблиця 2.3. Механічні і електричні режими правки і АІШ Вид роботи Механічні режими Електричні режими Шви­ дкість круга, VK, м/с Швид­кість де­талі (ЕІ), Уд, м/хв Гли­ бина різан ня, t, мм Попе­ речна подача, s„, мм/ход Час­ тота імпу­ льсів, /, кГц Сква- жність імпу­ льсів Я Кіль кість вклю­ чених силових блоків Енергія імпульсу, fVi, ДжхІО’3 Правка 10,5 3 0,020 1,5 22 1,5 4 9,54 АІШ 35 7 0,020 1,5 44 1,5 4 8,35

Рівняння регресії, якео описує стабільний профіль алмазного зерна при АПІІ стали Х12Ф4М, має вигляд

Yd=11,729 V’549. (2.17)

Оскільки в рівнянні (2.17) Yd є напівшириною зерна на відстані Хй, то по­вна ширина зерна буде дорівнювати Ъ = 2Yd, тобто

b = 23,458 И0*9, (2.18)

де h — відстань від вершини зерна, мкм.

За допомогою рівняння (2.18) проаналізуємо [45] можливість викорис­тання відомих моделей зерен у вигляді конуса з округленою вершиною [32], еліпсоїда обертання [2], кулі [49] для опису форми алмазних зерен при алмазно — ісіфовому шліфуванні. З цією метою порівняємо ширину зерна на різній від­стані від вершини, розраховану на основі перелічених моделей та рівняння (2.18) (табл. 2.4).

Як випливає з приведених даних, розбіжність геометричних розмірів зе­рен, розрахованих із використанням моделі у вигляді еліпсоїда обертання, із даними, отриманими за даними експерименту, залежить від рекомендацій із розрахунку розмірів еліпсоїда, а також його орієнтації відносно оброблюваної поверхні.

Модель зерна у формі кулі нівелює розходження в просторовій орієнтації зерна і забезпечує найменшу розбіжність із результатами експерименту. На від­стані від вершини в 15 мкм, що відповідає оптимальній глибині шліфування при АІШ, відмінність ширини моделі зерна від експериментальної не переви­щує 20%, що цілком прийнятно для інженерних розрахунків.

Від­стань від ве­ршини зерна А, мкм	Ширина зерна Ь, мкм
Конус 3 округ­леною верши­ною	Еліпсоїд обертання	Куля [49]	Експе­ римен­ тальні дані
розміри за реко­мендаціями [2]	розміри за реко­мендаціями [50]
більша вісь пе­рпенди­кулярна РПК	мала вісь пе­рпенди­кулярна РПК	більша вісь пе­рпенди­кулярна РПК	мала вісь перпен­дикуля­рна РПК
1	2	3	4	5	6	7	8
1	7,04	12,94	22,04	18,31	28,72	22,80	23,46
2	9,54	18,19	30,90	25,81	40,44	32,20	34,32
3	11,58	22,14	37,52	31,50	49,30	39,30	42,88
4	13,61	25,42	42,94	36,26	56,67	45,25	50,21
5	15,65	28,24	47,59	40,40	63,07	50,39	55,76
10	25,82	38,70	64,19	56,18	87,13	69,85	83,04
15	36,00	45,82	74,63	67,60	104,11	83,78	103,75
20	46,18	51,02	81,30	76,64	117,15	94,65	121,49
25	56,35	54,85	85,09	84,07	127,44	103,44	137,33
зо	66,53	57,59	86,40	90,29	135,63	110,63	151,79
35	76,70	59,38	—	95,50	142,07	116,53	165,19
40	86,88	60,31	—	99,27	146,99	121,32	177,76
45	97,06	—	—	101,50	150,55	125,14	189,63
50	107,23	—	—	106,76	152,83	128,06	200,92

Таблиця 2.4. Геометричні розміри алмазних зерен АС6 100/80,