Спосіб визначення оптимального режиму обробки для алмазного шліфування полікристалів алмаза

Реферат: Спосіб визначення оптимального режиму алмазного шліфування полікристалів алмаза в умовах електроіскрової правки різальної поверхні круга на металевій зв'язці, у якому як критерій використовують потрібну шорсткість оброблювальної поверхні полікристалу алмаза, здійснюють разовий контакт круга відомої характеристики з поверхнею полікристалу алмаза, вимірюють шорсткість сформованого на ньому профілю, встановлюють потрібне число контактів круга з алмазом, яке може бути отримане при різних поєднаннях числа обертів круга і поздовжньої подачі і на його основі знаходять оптимальне значення вказаних параметрів. Потрібне число контактів круга з деталлю розраховують за залежністю: n  0,105 0,701  Ra np , Ra де n - потрібне число контактів круга з алмазом; Ra np - шорсткість сформованого профілю на алмазі, мкм; Ra - потрібна шорсткість оброблювальної поверхні алмаза, мкм, а співвідношення числа обертів круга і поздовжньої подачі приймають таким, щоб було справедливо рівняння:  n  , Sподов b де  - число обертів круга, об./хв.; Sподов - поздовжня подача, мм/хв.; b - ширина алмазоносного шару круга, мм;  - коефіцієнт запасу, рівний 1,05-1,1. UA 117758 U (54) СПОСІБ ВИЗНАЧЕННЯ ОПТИМАЛЬНОГО РЕЖИМУ ОБРОБКИ ДЛЯ АЛМАЗНОГО ШЛІФУВАННЯ ПОЛІКРИСТАЛІВ АЛМАЗА UA 117758 U UA 117758 U 5 10 15 20 25 Корисна модель належить до машинобудування, стосується технології обробки різанням і може бути використана стосовно процесів шліфування полікристалічних алмазів в умовах електроіскрової правки різальної поверхні кругів на металевих зв'язках. Відомий спосіб обробки природних алмазів, згідно з яким використовують чавунний диск, шаржують його алмазним порошком, надають диску обертовий рух і оброблюють алмаз [1]. Недоліком відомого способу є те, що він має високу трудомісткість, а тому не може бути рекомендованим для обробки промислових об'ємів алмазів. Відомий спосіб визначення оптимального режиму алмазного шліфування полікристалів алмаза в умовах електроіскрової правки різальної поверхні круга на металевій зв'язці згідно з яким як критерій використовують шорсткість оброблювальної поверхні виробу, здійснюють разовий контакт круга відомої характеристики з поверхнею полікристалу алмазу (без застосування подовжньої подачі), вимірюють шорсткість сформованого на ньому профілю, встановлюють значення потрібного числа контактів круга з деталлю (сукупний фактор), яке може бути отримане при різних поєднаннях числа обертів алмазного шліфувального круга і поздовжньої подачі і на його основі з використанням спеціально розроблених номограм знаходять оптимальне співвідношення цих параметрів [2]. Даний спосіб є найбільш близьким аналогом за технічною суттю і результатом, який досягається. Недоліком відомого способу є його значна трудомісткість і невисока точність. Це пов'язано з тим, що він оснований на використанні номограм, які відображають залежність між шорсткістю поверхні і числом зустрічей круга з деталлю (сукупним фактором n), тобто являють собою лінії рівної шорсткості. В основу корисної моделі поставлено задачу, що полягає у підвищенні точності та зниження трудомісткості визначення оптимального режиму алмазного шліфування полікристалів алмазу. Поставлена задача вирішується тим, що потрібне число контактів круга з деталлю розраховують за залежністю: n  0,105 0,701  Ra np , Ra де n - потрібне число контактів круга з алмазом; Ra np - шорсткість сформованого профілю 30 35 40 45 50 55 на алмазі, мкм; Ra - потрібна шорсткість оброблювальної поверхні алмаза, мкм, а співвідношення числа обертів круга і поздовжньої подачі приймають таким, щоб було справедливо рівняння:  n  , Sподов b де  - число обертів круга, об./хв.; Sподов - поздовжня подача, мм/хв.; b - ширина алмазоносного шару круга, мм;  - коефіцієнт запасу, рівний 1,05-1,1. Зернистість круга приймається в діапазоні Z=50/40-160/125 мкм, концентрація К=50-150 %, поперечна подача Snon=0,005-0,011 мм/подв. хід. Коефіцієнт запасу Κ сприяє гарантованому забезпеченню потрібного значення шорсткості Ra поверхні полікристалу алмаза. Технічний результат досягається наступним чином: в умовах електроіскрової правки, коли різальна поверхня алмазного круга на металевій зв'язці знаходиться у розвиненому стані, одне і теж значення шорсткості поверхні полікристалу алмаза можна отримати одним і тим же кругом, але за рахунок реалізації різного числа його контактів з поверхнею алмаза. Існують фізичний та технологічний підходи до визначення сукупного фактора n. Перший оснований на врахуванні шорсткості оброблювальної поверхні Ra (залежить в основному від значення сукупного фактору n), та шорсткості сформованого профілю (значення якої залежить від характеристики алмазного круга (зернистість і концентрація, а також такого режимного параметра, як поперечна подача Snon). Другий підхід враховує вплив режимних факторів на число зустрічей круга з деталлю і свідчить про те, що сукупний фактор n може бути реалізований на практиці шляхом різних поєднань таких параметрів режиму обробки, як число обертів алмазного шліфувального круга і поздовжня подача, причому при різних значеннях характеристики алмазного круга (зернистості та концентрації) і поперечної подачі. Поєднання залежностей (1) та (2) дає можливість з високою точністю і при мінімальних витратах часу знайти оптимальне співвідношення параметрів ω та Sподов., при яких буде стабільно забезпечуватися необхідна шорсткість (Ra) поверхні синтетичного алмаза. Маючи потрібне значення n, приймають число обертів ω з наявного діапазону, який забезпечує шліфувальний верстат, і розраховують значення подовжньої подачі Sподов. або навпаки. Приклад використання способу. 1 UA 117758 U 5 10 15 Були проведені експериментальні дослідження на базі універсально-заточувального верстата мод. 3622Э, модернізованого для реалізації процесу алмазного електроіскрового шліфування. Оброблялися двошарові пластини АТПМ з робочим шаром з синтетичного алмазу кругом 12А2-45 15010332 АС6 на металевій зв'язці МІ-01. Технологічна рідина-технічна вода. Для вимірювання реальних значень параметрів Raреал. та Ranp. використовувався профілометр-профілограф SURTRONIC 3+ фірми TAYLOR HOBSON. Порівнювали два способи - згідно найближчого аналогу і запропонований спосіб. Для цього здійснюють разовий контакт круга відомої характеристики з поверхнею полікристалу алмазу, вимірюють шорсткість сформованого на ньому профілю, встановлюють потрібне число контактів круга з алмазом, яке може бути отримане при різних поєднаннях числа обертів круга і поздовжньої подачі і на його основі знаходять оптимальне значення вказаних параметрів. У пропонованому способі значення сукупного фактору п розраховують за залежністю (1), а співвідношення числа обертів алмазного шліфувального круга і поздовжньої подачі приймають таким, щоб було справедливо рівняння (2). Реалізовували дві серії дослідів: 1 – Z=160/125, Κ =50 %, Snon=0,011мм/подв. хід.; = 2-Z=50/40, Κ=150 %, Snon 0,005 мм/подв. хід. Ширина алмазоносного шару круга b=10 мм. Результати експериментів наведені у таблиці. Таблиця Порівняльні дані способів визначення оптимального режиму шліфування Спосіб визначення Згідно з аналогом Запропонований спосіб 20 25 Ra мкм Ranp, мкм n ω, об/хв… 1,25 0,08 1,25 0,08 3,20 0,16 3,20 0,16 250 20 262 25 3000 1500 3000 1500 Sподов м/хв. 0,12 0,75 0,105 0,545 Raреал, мкм 1,27 0,10 1,24 0,07 Як видно з даних таблиці, на відміну від найближчого аналога запропонований спосіб забезпечує потрібне значення шорсткості. При цьому значно знижуються витрати часу на реалізацію способу. Джерела інформації: 1. Епифанов В. И. Технология обработки алмазов в бриллианты / В.И.Епифанов, А.Я.Песина, Л.В.Зыков. - М.: Высш. шк., 1982. - с. 201. 2. Узунян М.Д., Глухов А.Б. Управление качеством и его моделирование в технологиях шлифования / Резание и инструмент в технологических системах: Междунар. науч.-техн. сб. Харьков: 2012. - Вып. 82.-С. 91-98. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Спосіб визначення оптимального режиму алмазного шліфування полікристалів алмаза в умовах електроіскрової правки різальної поверхні круга на металевій зв'язці, у якому як критерій використовують потрібну шорсткість оброблювальної поверхні полікристалу алмаза, здійснюють разовий контакт круга відомої характеристики з поверхнею полікристалу алмаза, вимірюють шорсткість сформованого на ньому профілю, встановлюють потрібне число контактів круга з алмазом, яке може бути отримане при різних поєднаннях числа обертів круга і поздовжньої подачі і на його основі знаходять оптимальне значення вказаних параметрів, який відрізняється тим, що потрібне число контактів круга з деталлю розраховують за залежністю: n  0,105 40 0,701  Ra np , Ra де n - потрібне число контактів круга з алмазом; Ra np - шорсткість сформованого профілю на алмазі, мкм; Ra - потрібна шорсткість оброблювальної поверхні алмаза, мкм, а співвідношення числа обертів круга і поздовжньої подачі приймають таким, щоб було справедливе рівняння:  n  , Sподов b 45 де  - число обертів круга, об./хв.; Sподов - поздовжня подача, мм/хв.; b - ширина алмазоносного шару круга, мм;  - коефіцієнт запасу, рівний 1,05-1,1. 2 UA 117758 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3