ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ АЛМАЗНОГО КРУГА ПРИ ПРОФИЛОГРАФИРОВАНИИ

Гусев В.В., Рожков Д.Б.(ДонГТУ, г. Донецк, Украина)

This work consists in consideration questions of definition parameters of the diamond circles surface by means of profilographing.

При любых условиях шлифования часть режущих кромок всегда срезает стружку, а другая часть – только упруго и пластически деформирует металл. Об этом свидетельствует наличие шлифовальных искр при самых легких режимах обработки и мельчайших (меньше микрометра) стружек при самых тяжелых, черновых режимах работы. При этом возможность снятия стружки определяется не только толщиной среза и свойствами металла при данной скорости деформации, но и геометрическими параметрами вершин режущих кромок круга. Влияние этих факторов на выходные параметры процесса шлифования можно рассматривать, если известны закономерности микрорезания единичными абразивными зернами и вероятностно-статистические характеристики круга. Основными характеристиками рельефа рабочей поверхности круга можно считать законы разновысотности режущих кромок и радиусов округления их вершин.

Профиль алмазного круга на металлической связке был записан с помощью специального устройства [1], изображенного на рисунке:

Рис. 1. Установка для записи профиля алмазного круга:
1- алмазный круг; 2- приспособление; 3- электронный блок;
4- профилограф-пофилометр; 5- лента самопишущего прибора

Среди методов получения первичной информации о рельефе рабочей поверхности шлифовального круга наибольшее распространение получили профилографирование [2] и царапанье наклонной полированной пластинки [3]. Профилографирование отличается от метода царапанья своей простотой и большим объемом получаемой информации, но имеет систематическую погрешность, вызванную тем, что ощупывающий наконечник при своем прямолинейном перемещении не попадает на вершины большинства режущих кромок, а проходит по их боковым сторонам. Вследствие этого для определения радиусов вершин режущих кромок лучше пользоваться профилографированием с помощью лопаточки.

Датчик профилограф-профилометра, регистрирующий колебания коромысла с лопаточкой при изменении профиля круга, располагается на приспособлении 2. Для придания кругу вращения используется привод, состоящий из малооборотного двигателя, блока редукции и приводного капролонового ролика. При помощи пониженной редукции достигается очень малая частота вращения алмазного круга – 1 оборот за 10 часов (для круга диаметром 200 мм), соответствующая линейной скорости перемещения, равной 0,17 мм/мин [1].

С помощью самопишущего прибора была записана профилограмма режущей поверхности алмазного круга. Используя профилограмму, могут быть получены значения разновысотности зерен режущей поверхности алмазного круга.

Профилограммы поверхности записывались после правки круга и после шлифования им. Обработка профилограмм производилась следующим образом. Для определения разновысотности режущих кромок на профилограмме выбиралась наиболее выступающая вершина, по ней проводилась линия нулевого уровня и измерялось расстояние от нее до каждой режущей кромки. По полученным данным строили гистограммы распределения и в среде Mathcad рассчитывали статистические характеристики.

Описание распределения разновысотности зерен режущей поверхности алмазного круга производилось с помощью следующих законов распределения: нормального, гамма-распределения, распределения Вейбулла, бета-распределения [4]. По полученным данным можно сделать вывод, что для описания распределения разновысотности зерен алмазного круга можно использовать нормальный закон и бета-распределение (оно применяется для описания величин, ограниченных с двух сторон).

Сравнение и анализ характеристик профилограмм разной длины и полученных с различных участков поверхности круга свидетельствует, что поверхность круга является стационарным полем, и при достаточно длинной профилограмме можно определить статистические характеристики рельефа, справедливые для всей поверхности [2].

При определении разновысотности режущих кромок на круге следует учитывать не только равномерное расположение зерен в объеме круга, но и влияние правки круга и характера его износа в процессе шлифования, когда на ряде зерен образуется несколько режущих кромок. Это обстоятельство существенно влияет на характер кривой плотности распределения. Кроме того, следует учитывать и роль связки, которая в одних случаях допускает расщепление зерна и удерживает его на поверхности, а в других – не удерживает.

Для большинства операций в работе участвует лишь верхняя часть рельефа круга, и правка круга действует также в основном на наружную часть профиля. Следовательно, расщепление зерен при износе и правке происходит преимущественно в наружной части профиля, что увеличивает в ней количество режущих кромок и позволяет предположить асимметричную форму кривой плотности распределения разновысотности режущих кромок. Асимметричность распределения разновысотности будет зависеть от прочности удержания зерен связкой, размеров зерен и их хрупкости, условий правки и шлифования – то есть от факторов, определяющих возможность образования нескольких режущих кромок на вершинах абразивных зерен.

Действительно, анализ профилограмм рельефов кругов показывает, что на поверхностях твердых кругов хорошо видны вершины зерен с несколькими режущими кромками, а на поверхностях мягких кругов такие расщепленные вершины почти отсутствуют.

Список литературы: 1. Молчанов А.Д. Формирование поверхностного слоя изделий из керамики. Атореф. диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.03.01. Донецк, 2001. 2. Попов С.А., Малевский Н.П., Терещенко Л.М. Алмазно-абразивная обработка металлов и твердых сплавов. М.: Машиностроение, 1977. 263 с. 3. Филимонов Л.Н. Высокоскоростное шлифование. Л.: Машиностроение, Ленинградское отд-ние, 1979, 248 с. 4. Хан Г., Шапиро С. Статистические модели в инженерных задачах. Перевод с англ. Е.Г. Коваленко. Под ред. В.В. Налимова. М.: Мир, 1969, 395 с.

Гусев В.В., Рожков Д.Б. Определение параметров рабочей поверхности алмазного круга при профилографировании// Современные металлорежущие системы машиностроения. Материалы 2-й Всеукраинской студенческой конференции. - Донецк 2-5 апреля 2001 г. Донецк: ДонГТУ, 2001. - с. 31-34