Разработка конструкции устройства для ориентирования абразивных зёрен
(Швырёв Д.А.; Ищенко А.Л., к.т.н. доц. Донецкий национальный технический университет)

http://masters.donntu.ru/2002/mech/svyrev/diss/stat3.htm

Значительное повышение режущих свойств и износостойкости шлифовального круга может быть достигнуто путём правильного ориентирования классифицированных по форме алмазных зёрен. Однако на данном этапе развития производства этот вопрос рассмотрен очень слабо, т.е. почти полностью отсутствуют технология покрытия абразивных зёрен ферромагнитным материалом, технология ориентирования абразивных зёрен и приспособления для ориентирования. Таким образом, конечной целью развития исследований в этой области является повышение качества обрабатываемой поверхности, повышение стойкости инструмента и производительности обработки за счёт ориентирования абразивных зёрен.

Специально для ориентирования зёрен в брусках, составляющих алмазный круг, была разработана установка. Она решает одновременно две задачи: ориентирование алмазных зёрен и прессование брусков.

Установка спроектирована таким образом, что линии магнитного поля направлены перпендикулярно рабочей поверхности изготавливаемых брусков. Рассмотрим частицу (алмазное зерно), находящуюся во внешнем постоянном магнитном поле. В сильном магнитном поле частица стремится занять такое положение, чтобы вектор его намагниченности совпал по направлению с вектором напряжённости магнитного поля. Этому препятствует механический момент, обусловленный внутренним трением немагнитной среды (связки), в которую помещена частица. Под воздействием сцепления связки частица установится под некоторым малым углом к направлению действия магнитного поля. При этом наступит равенство моментов механического и магнитного полей.

На рисунке 1а изображена магнито-электрическая схема установки. Здесь У - сама установка, на которой, собственно, и идет ориентирование зерен и прессование брусков; ПФ - пресс-форма; УИП-1 - универсальный источ-ник питания. В универсальный источник питания входит выпрямитель, реостат R для изменения напряжения на электромагните установки, а также амперметр А и вольтметр V для контроля за подаваемым напряжением.

Схема установки изображена на рисунке 1б. На основании 1крепится опора 2, на которой смонтирована магнитная катушка 3. При помощи стоек 8 к основанию прикреплен портал 7. Через портал проходит винт 6, который держит прижим 5. Пресс-форма 4 располагается между опорой 2 и прижимом 5.

Работает установка следующим образом. При подключении магнитной катушки к источнику питания образуется постоянное магнитное поле, которое проходит через опору 2, основание 1, стойки 8, портал 7, винт 6, прижим 5 и замыкается через зазор в пресс-форме. Следует заметить, что пресс-форма состоит из двух крышек и кор-пуса. Крышки изготавливаются из ферромагнитного материала (сталь 45), а корпус изготавливается из диамагнитного (дюралюминий Д16). Это позволяет приблизить полюса электромагнита и обеспечить требуемую величину магнитной индукции. Для сокращения потерь магнитного поля предусмотрено соединение основания с прижимом специальными магнитоводами. Это позволяет уменьшить напряжение, подаваемое на магнитную катушку, а, следовательно, уменьшить ее нагрев.

Отпрессованные абразивные бруски подвергались вскрытию абразивного слоя методом шлифования. Обработка профилограмм рельефа поверхности абразивных брусков показала, что опытные данные близко подходят к кривой нормального распределения, т.е. начальные теоретические предположения подтвердились. Таким образом, было доказано, что конструкция устройства для ориентирования абразивных зёрен удовлетворяет всем возложенным на него функциям и требованиям.