Довжина площадок контакту на задній поверхні алмазних зерен

2.5.1 Довжина площадок контакіу, сформованих при шліфуванні
за жорсткою схемою

Формування контактних площадок на задній поверхні зерен у процесі плоского шліфування за жорсткою схемою сталей Р6М5ФЗ і Х12Ф4М на верс­таті моделі ЗГ71 досліджували оптичним методом за допомогою мікроскопа МИР-2 на спеціальній установці (рис. 2.6). Оброблення зразків проводили кру­гами 1А1 250x15x76 із алмазів АС6 зернистістю 100/80, 160/125, 250/200 на зв’язці М2-01 із наступними режимами: швидкість круга VK = 35 м/с, швидкість деталі V6 ~ 6 м/хв, поперечна подача Sn = 1,5 мм/хід, глибина різання t = 0,015 мм. У якості охолоджувальної рідини застосовували 0,3%-ний водяний розчин кальцинованої соди.

Правку круга здійснювали електроерозійним способом на мідному елект­роді з підведенням технологічного струму в зону різання від джерела моделі ДГС-35. Режими правки: швидкість круга VK — 35 м/с, глибина різання t = 0,005 мм, поперечна подача S„ = 0,72 м/хв, швидкість поздовжнього переміщення столу Vcm = 0 м/хв (стіл нерухомий), напруга холостого ходу U„ = 60 В, серед­ній струм Іср — 8-Ю А.

Вимір розмірів контактних площадок на зернах проводили при збільшен­ні в 110 разів через 10, 20, ЗО, 50, 70, 90 хвилин шліфування. Розмір контактної площадки оцінювали її розміром у напрямку вектору швидкості різання, тобто довжиною. Об’єм досліджуваної вибірки — 200 зерен.

Як показав аналіз, виконаний із застосуванням критеріїв Кохрана і Фіше — ра, вибіркова середня та вибіркова дисперсія не залежать від місця, на якому були здійснені виміри контактних площадок, що свідчить про приналежність виборок одній генеральній сукупності.

Полігони розподілу довжин контактних площадок (рис. 2.7) мають пра­вобічну асиметрію і зміщені щодо початку координат вправо. Зміщення і аси­метрія розподілів, на нашу думку, пояснюються умовами формування площа­док контакту, при яких вони утворюються в результаті випадкової орієнтації зерна плоскою ділянкою паралельно РПК, або внаслідок заповнення мікрорель­єфу поверхні зерна оброблюваним матеріалом, або є результатом зносу. Крім того, виміру піддавалися лише зерна активної частини РПК, у зв’язку з чим площадки на зернах, які не працювали і які були розташовані недалеко від рів­ня зв’язки, не вимірювалися.

Емпіричні розподіли довжин контактних площадок можуть бути описані теоретичним розподілом Вейбулла, що підтверджується в більшості випадків критеріями Колмогорова і Пірсона (табл. 2.7). Функція розподілу Вейбулла має вигляд:

F(/3) = l-e x°,l37>О,

де т і х„ — параметри закону розподілу.

Параметри закону Вейбулла дозволяють розрахувати максимальну дов­жину площадки контакту

hmax — 1п20 + /0,

де /о — величина горизонтального зміщення системи координат, в якій розподіл довжин описаний законом Вейбулла, відносно початку системи координат, в якій представлені дані експериментальних вимірів.

При обробленні сталей Р6М5ФЗ і Х12Ф4М середні розміри контактних площадок і вибіркові дисперсії відрізняються незначуще, що підтверджується критеріями Кохрана і Фішера. Це дозволяє поширити отримані результати на всю групу ванадієвмісних швидкорізальних і штампових сталей.

Вплив часу оброблення на середню довжину контактних площадок мож­на описати залежністю вигляду (рис. 2.8)

/ = Сі тч, при т>0. (2.24)

Значення коефіцієнта Сі і показника ступеня q при шліфуванні досліджу­ваних матеріалів приведені в роботі [55].

Час шліфу вання, г, хв	Змі­ щення сис­ теми коор­ динат /о, мкм	Параметри розподілу Вейбулла	Критерії узгодженості
Емпі	ричні	Табличні
Кол­ мого­ рова, X	Пір- сона, *	Колмогорова	Пірсона
т	*0	X	Pi вень зна­ чущо­ сті	X*	Рі вень значу щості
10	20	2,00	957,1	0,14	2,4			11,1	0,05
20	20	1,62	316,7	0,49	20,9			18,9	0,02
ЗО	20	1,64	321,2	0,49	6,8	1,07	0,2	11,1	0,05
50	20	1,72	440,7	0,14	7,2	11,1	0,05
70	20	2,04	1935,0	0,85	16,8			18,9	0,02
90	20	1,80	675,2	0,64	9,3			11,1	0,05

Таблиця 2.7. Опис експериментальних розподілів розмірів контактних

площадок за допомогою закону Вейбулла (шліфувальний круг АС6 100/125-4-М1, оброблюваний матеріал Р6М5ФЗ)________

Час шліфування т, хв

Щоб поширити результати досліджень на шліфувальні круги інших зер­нистостей, зручно скористатися безрозмірною величиною площадки контакту. У цьому випадку узагальнена залежність L3 =J(t) має вигляд

Х3 = 0,22 7е’047, (2.25)

де L3 — безрозмірна довжина площадки контакту; т — час шліфування, хв.

Перехід до розмірних значень довжини площадок контакту здійснюється за формулою

l3 = L3d, (2.26)

де d — розрахунковий діаметр еквівалентної кулі, яка заміняє реальне зерно, мкм.

Розрахунок за формулою (2.25) дає результати, які добре узгоджуються з даними експерименту, поданими в безрозмірних величинах для всіх досліджу­ваних зернистостей. При цьому максимальна похибка, що спостерігається при зернистості 100/80, не перевищує 22%, що цілком прийнятно для інженерних розрахунків.