Параметри різновисотності алмазних зерен на РПК після алмазного. та алмазно-іскрового шліфування

2.7.1 Параметри різновисотності алмазних зерен на РПК
після алмазного та алмазно-іскрового шліфування за жорсткою схемою

Різновисотність зерен, під якою розуміється різноманіття положень вер­шин зерен відносно найбільше виступаючого із зв’язки зерна в перерізі робочої поверхні круга площиною, перпендикулярною осі, досліджували на кругах АС6 100/80-4-М2-01, АС6 160/125-4-М2-01, АС6 250/200-4-М2-01. Правку круга, алмазне та алмазно-іскрове шліфування штампової сталі Х12Ф4М виконували на модернізованому для алмазно-іскрового шліфування плоскошліфувальному верстаті моделі ЗГ71. Струм імпульсами прямокутної форми вводили в зону рі­зання від широкодіапазонного генератора імпульсів ШГІ125-100М.

Час шліфування, хв

Круг правили електроерозійним способом. Круг був анодом, а катодом служив чавунний електрод. Охолодження при правці і шліфуванні вели 0,3%- ним водним розчином кальцинованої соди. Механічні і електричні режими пра­вки були такими: швидкість круга 10,5 м/с; швидкість електрода Ve = 3 м/хв; поперечна подача SK = 1,5 мм/хід, вертикальна подача Se = 0,020 мм; частота ім­пульсів /= 22 кГц; скважність q ~ 1,5; сила струму Іср = 10 А; напруга Ucp — 20- 25 В.

Плоске алмазно-іскрове шліфування сталі Х12Ф4М (круг — анод, зразок катод) вели на наступних режимах: VK — 35 м/с; Vd = 7 м/хв, S„ = 1,5мм/хід, S„ — 0,020мм;/= 44 кГц, q — 1,5. Алмазне шліфування вели на аналогічних механіч­них режимах із відключеним джерелом струму.

Різновисотність алмазних зерен на робочій поверхні в напрямку вектора швидкості різання досліджували візуальним методом, застосовуючи спеціальну установку, створену на базі установки В. Ф. Козакова [60] і удосконалену з ме­тою підвищення точності вимірів (рис. 2.12). Об’єм вибірки — 200 зерен.

Як показало порівняння за допомогою критеріїв Кохрана і Фішера вибір­кових середніх різновисотності і вибіркових дисперсій, знайдених за результа­тами обробки вибірок із чотирьох різних перерізів РПК площиною, а також ви­бірок після повторних правок, статистичні характеристики вибірок відрізня­ються незначуще, а вибіркова дисперсія і середня різновисотність із достат­ньою повнотою відображають усю генеральну сукупність, якою є різновисот­ність зерен на РПК в цілому.

Для визначення впливу зернистості алмазів, часу і виду оброблення на закон розподілу різновисотності побудовані полігони розподілів. Всі вони да­ють однакову картину (рис. 2.13): після елекгроерозійної правки, 15, 30 і 45 хвилин шліфування для них характерна правобічна асиметрія. У зоні великих різновисотностей на полігонах спостерігається різке зменшення частостей. Це обумовлене різним рівнем зв’язки, через який зерна закриваються зв’язкою не на одному рівні.

На всіх досліджуваних кругах після 15, 30 і 45 хвилин оброблення тенде­нція зміни параметрів рельєфу однакова: середня різновисотність AR і вибірко­ва дисперсія 5а зменшуються (рис. 2.14).

Статистична перевірка показала, що після 15 хвилин алмазно-іскрового шліфування рельєф стабілізується і при подальшому збільшенні часу оброб­лення в досліджуваному діапазоні зміни вибіркових дисперсій та середньої різ­новисотності незначущі.

При алмазному шліфуванні параметри рельєфу змінюються протягом всього експерименту, хоча після 30 хвилин шліфування ці зміни незначущі. Кі­лькісні характеристики різновисотності при алмазному та алмазно-іскровому шліфуванні сталі Х12Ф4М різні: дисперсія різновисотності при АЛЛ більше на 58-114%, а середня різновисотність — на 15-57%. Більші значення вибіркових дисперсій і середньої різновисотності при алмазно-іскровому шліфуванні пояс­нюються формуванням більш розвиненого рельєфу РПК за рахунок значного

Рис. 2.13. Полігони розподілу різновисотності зерен круга АС6 160/125-4-М1 після правки (*—*) і алмазного шліфування сталі Х12Ф4М протягом 15 (-•-•-), ЗО (- 0 — ° -), 45 (- А — Д -) хвилин

S2, мкм 2 AR, мкм т, хв Рис. 2.14. Вплив часу обробки на середню різновисотність та вибіркову дисперсію рельєфу круга АС6 160/125-4-М1 при алмазному (1) і алмазно-іскровому шліфуванні (2) штампової сталі Х12Ф4М

виступу зерен із зв’язки. При цьому в результаті електроерозійної руйнації зв’я­зки висота профілю робочої поверхні підтримується практично постійною протягом всього експерименту.

При описі експериментальних розподілів різновисотності за допомогою — розглянутих теоретичних розподілів (нормальне, рівномірне, Вейбулла, Релея, гама-розподіл, логарифмічно-нормальний) універсальним виявився розподіл Вейбулла, яким можна описати всі досліджені рельєфи, сформовані після елек­троерозійної правки, під час алмазного та алмазно-іскрового шліфування. Це підтверджується як критерієм Колмогорова, так і критерієм Пірсона.

Функція розподілу Вейбулла для різновисотності має вигляд

ARm

F(M) = l-e *° ,ARZ0. (2.30)

Параметри розподілу Вейбулла, що описують різновисотність зерен на робочій поверхні кругів досліджуваних характеристик після правки та 15, ЗО, 45 хвилин алмазного шліфування сталі Х12Ф4М, приведені в табл. 2.15.

Таблиця 2.15. Параметри розподілу різновисотності після правки, 15, ЗО, 45 хвилин алмазного шліфування сталі Х12Ф4М Шліфу­ вальний круг Час шлі­фування, хв Параметри розподілу Вейбулла Емпіричні критерії уз­годженості Табличні критерії узго­дженості на рівні значу­щості Р т *0 X Колмогорова Пірсона X Р Р АС6 100/80- 4-М2-01 Після правки 2,23 2946 2,76 0,71 1,07 0,2 9,5 0,05 15 1,65 204 3,07 0?35 9,5 0,05 • зо 1,45 81,2 23,1 0,75 23,2 0,01 45 1,42 67 13,1 0,71 13,8 0,001 АС6 160/125- 4-М2-01 Після правки 2,03 2820 4,38 0,35 14,1 0,05 15 1,85 862 4,97 0,42 14,1 0,05 ЗО 1,55 154,8 14,9 0,72 15,1 0,01 45 1,43 83 6,86 0,49 9,5 0,05 АС6 250/200- 4-М2-01 Після правки 1,70 710 18,02 0,57 18,3 0,05 15 1,17 49 8,14 0,71 15,5 0,05 зо 1,15 34,9 7,11 0,83 11,1 0,05 45 1,29 57 11,2 0,71 13,4 0,02

Вплив часу шліфування на значення функції розподілу різновисотності зерен зручно представити за допомогою рівняння

Р(.*Ф, т) = Р(іф, т = ї)Кт, (2.31)

де Р{гф, т = 1) — значення функції розподілу Вейбулла при AR = іф {іф — глибина різання) із параметрами розподілу, що відповідають стану РПК після правки; Кт — коефіцієнт, який враховує зміну функції Вейбулла зі збільшенням часу оброблення.

Коефіцієнт Кт представимо у такому вигляді

Кт—А% 7е2, т> 0, (2.32)

де Л2, q2 — емпіричні коефіцієнти (табл. 2.16).

Шліфувальний круг	Глибина шліфування fy, мкм	Аг	92
АС6100/80	5	0,94	0,665
10	0,96	0,484
15	1,05	0,336
20	0,98	0,287
АС6 160/125	5	0,80	0,647
10	0,84	0,517
15	0,87	0,432
20	0,89	0,364
АС6 250/100	5	1,04	0,554
10	1,02	0,432
15	1,01	0,354
20	1,00	0,296

Таблиця 2.16. Значення коефіцієнта.^ і показника ступеня д2 у рівнянні, що

враховує вплив часу оброблення на значення функції Вейбулла

Параметри розподілу Вейбулла, який описує різновисотність зерен після ЗО хвилин алмазно-іскрового шліфування, приведені в табл. 2.17.

Характеристика шліфувального круга	Параметри расподілу Вейбулла
m	х0
АС6 100/80-4-М2-01	1,51	198,4
АС6 160/125-4-М2-01	1,86	1105,3
АС6 250/200-4-М2-01	1,05	24,8

Таблиця 2.17. Параметри расподілу різновисотності при

алмазно-іскровому шліфуванні сталі Х12Ф4М

Параметри різновисотності дозволяють розрахувати кількість зерен в ак­тивній частині РПК та ймовірне значення відстані між ними.

Кількість активних зерен на 1 мм2 РПК

2>зп

де F{t$) — ймовірність знаходження вершин зерен в інтервалі, який дорівнює фактичній глибині шліфування; а ймовірне значення відстані між активними зернами

с М

Положимо, що =Кс~ коефіцієнт, який враховує вплив різнови­

сотності на відстань між зернами в активній частині РПК.

Тоді формула для розрахунку відстані між активними зернами на неру­хомому крузі буде мати вигляд

Sx=S3pK, Kc. (2.33)