Спосіб оцінки однорідності абразивного порошку

Спосіб оцінки однорідності абразивного порошку, який передбачає визначення його статичної міцності, за якою оцінюють однорідність, який відрізняється тим, що додатково визначають довжину, ширину і висоту зерен порошку, а показник однорідності визначають з урахуванням системи наступних критеріїв: 1 ( к1s ) ; 1 ka 2 Винахід належить до абразивного виробництва, а саме до вивчення властивостей та контролю якості абразивних порошків шляхом більш достовірної і комплексної оцінки їх однорідності, і може бути використаний при визначення областей і розробленні методів найбільш раціонального їх вико ристання, при вирішенні питань ціноутворення як на абразивні порошки, так і на виготовленні із них інструменти. Відомий найбільш близький за технічною суттю до винаходу спосіб оцінки однорідності абразивного порошку [див. СТП 090.042-00 "Методика 3 53964 4 определения коэффициента однородности шлифвизначення його статичної міцності, по якій оцінюпорошков из синтетических алмазов по показатеють однорідність, згідно винаходу, додатково вилю статической прочности"], який передбачає визначають довжину, ширину і висоту зерен, оцінку значення його статичної міцність згідно ДСТУ однорідності порошку найкраще здійснювати ме3292-95 (додаток Г), по якій оцінюють однорідність тодом знаходження середньогармонійного, а покашляхом визначення коефіцієнту однорідності по зник однорідністі визначають з урахуванням сисвідношенню кількості зерен номінальної марки і теми наступних критеріїв: 1 двох суміжних з нею марок до загальної кількості ( к1s) (1) 1 | ka | зерен, що випробовувались. По завершенні випробування проби порошку на статичну міцність xca M к( s) (2) обчислюють середній показник міцності порошку, 2 хca M | xca M | встановлюють номінальну його марку, а також суміжні із нею попередню і наступну марки, більш і к( s) fm (3) 3 менш міцні марки. Кількісна оцінка кожної із груп 1 марок здійснюється по долі зерен тієї чи іншої грук(s) (4) 4 1 V пи в загальній сукупності (пробі) зерен. Коефіцієнт однорідності по статичній міцності в процентах 1 к( s) (5) 5 обчислюють по формулі: 1 VR Κонд.пр.= n+ n+1+ n-1, xсг де Кодн.пр. - коефіцієнт однорідності по статик( s) (6) 6 хса чній міцності (в процентах); βn - вміст зерен в номінальній марці; 6 К( s ) уо βn+1 - вміст зерен в суміжній наступній марці; 6 (7) к( s) βn-1 - вміст зерен в суміжній попередні марці. i i 1 Недоліком цього способу є те, що він не дає повноцінної інформації про однорідність порошка 7 K уз в цілому, тобто неможлива комплексна оцінка од7 (8) K(s) норідності абразивних порошків. Крім міцності абуо s 1 разивні порошки відзначаються ще цілим рядом ( характеристик, які мають великий вплив на ексде: к1s), к( s), к( s), к( s), к( s), к( s), - первинні 4 5 2 3 6 плуатаційні можливості виготовленого із них інпоказники однорідності (нижній індекс вказує на струменту, показники і ефективність процесу обномер критерію, верхній (s) - на базову характериробки, якість одержаної після обробки поверхні. стику, до якої відноситься показник); Це стосується в першу чергу розмірних характериK ( s) - показники однорідності по базових харастик зерен (їх довжини, ширини, висоти, співвідуо ношень між ними), які безпосередньо впливають ктеристиках порошка; на параметри шорсткості обробленої поверхні (Ra, К уз - узагальнений показник однорідності поRz і інші). Навіть у каменеобробці, де визначальрошку в цілому по сукупності базових характерисним чинником є міцність зерен, інформація про тик; розмірну однорідність не є зайвою, а навпаки, хса - середнє арифметичне вимірюваних знаприносить користь і є бажаним фактором. чень характеристики; Іншим не менш суттєвим недоліком відомого Vσ - квадратичний коефіцієнт вариації; способу є інформаційна обмеженість критерію ka - коефіцієнт асиметрії; однорідності, який лежить в його основі. Цей криМ, fm - мода і її частотна характеристика, відтерій ґрунтується лише на модальній і двох суміжповідно; них з нею частотах гістограми розподілу руйнівноV=R/xca - коефіцієнт осциляції; го навантаження на зерна по розмірних інтервалах R - варіаційний розмах; його значень При цьому поза увагою залишаються xcг - середнє гармонійне, яке визначається як такі важливі статистичні аспекти розподілу як варічисло, обернена величина якого є середнім арифаційний розмах (інтервал значень), варіація, асиметичним обернених величин даних чисел. метрія. Цілком зрозуміло, що без врахування заПричинно-наслідковий зв'язок між сукупністю значених аспектів, характеристика однорідності не ознак, що заявляються, і технічними результатаможе бути об'єктивною і адекватною. ми, які досягаються при її реалізації, полягає у В основу винаходу покладено завдання такого наступному. удосконалення способу оцінки однорідності абраСуть способу, що пропонується, зводиться до зивного порошку, при якому за рахунок визначення таких дій. Обумовлюють сукупність базових харакцілого ряду додаткових характеристик забезпечутеристик порошку, включаючи до неї статичну міцється підвищення точності (достовірності) визнаності порошку або його абразивну здатність, довчення однорідності, можливість комплексної оцінки жину, ширину і висоту зерен, а також відношення однорідності абразивних порошків, що дасть можїх довжини до ширини, яке прийнято називати коливість виявляти більш якісні абразивні порошки ефіцієнтом форми зерен, довжини до висоти і шидля виготовлення із них абразивного інструменту і, рини до висоти. Щодо назви двох останніх віднояк наслідок, підвищити якість і ефективність прошень, то в науково-методичній літературі по цесу обробки. абразивних порошках поки що не має усталеної Для вирішення цієї задачі у способі оцінки одтермінології. Тому в подальшому для зручності норідності абразивного порошку, який передбачає 5 53964 6 подачі матеріалу будемо іменувати їх коефіцієнстатистичну обробку по тій же схемі, що і в розглятами форми відповідно другого і третього виду, а нутому вище випадку статичної міцності. По кризагально прийнятий коефіцієнт форми - коефіцієнтеріях (1)-(6) проводять розрахунок первинних том форми першого виду. Відбирають дві проби показників однорідності, а по критерію (7) - уособпорошку в кількості не менш як по 50 зерен кожна, лених показника однорідності по вказаних вище забезпечуючи принцип характерності проби. Викохарактеристиках. ристовуючи одну із цих проб, для кожного її зерна На основі знайдених уособлених показників визначають значення статичного навантаження, однорідності по кожній із характеристик базової їх що руйнує зерна порошку, розміщувані між двома сукупності, користуючись критерієм (8), знаходять пластинами. При цьому керуються відповідними значення узагальненого показника однорідності нормативними документами на методику подібних порошка в цілому. Як первинні і уособлені показвипробовувань. Наприклад, у випадку шліфпорошники, цей показник однорідності також є нормоваків із синтетичних алмазів (СА) або кубічного нітною величиною і приймає значення із фіксованого риду бору (КНБ) - це додаток Г до ДСТУ 3292-95 інтервалу (0 1). Таким чином, завдяки запропоно("Метод визначення статичної міцності алмазних ваній сукупності ознак забезпечується підвищення шліфпорошків"), де обумовлюється порядок, техточності визначення однорідності і можливість нічне і методичне забезпечення для проведення комплексної її оцінки. таких випробовувань. По закінченню цієї процедуПриклад конкретної реалізації способу оцінки ри одержують масив значень руйнівного навантаоднорідності абразивного порошку ження для кожного із зерен проби. Встановлюють Нехай оцінці однорідності підлягає, наприклад, межі інтервалів значень руйнівного навантаження, шліфпорошок АС50 200/160 із синтетичних алмапідраховують кількість зерен в кожному із них і їх зів, нормативним документом на який є стандарт долю - відносну частоту в процентах від загальної ДСТУ 3292-95 "Порошки алмазні синтетичні. Загакількості зерен, що підлягали випробовуванню. льні технічні умови. Введ. 01.01.96. Київ, ДержстаЗнаходять інтервал руйнівного навантаження із ндарт України, 1995". Від цього порошку були відімаксимальною відносною частотою, який іменубрані точковим методом дві проби зерен в ється модальним інтервалом, а його середина кількості 50шт. перша і 100шт. друга. модою. Потім проводять статистичну обробку маНа зернах першої проби проводили випробосиву значень руйнівного навантаження, визначаювування порошку на статичну міцність, керуючись чи середнє значення, середньоквадратичне відхидодатком Г до ДСТУ 3292-95 ("Метод визначення лення, квадратичний коефіцієнт варіації, статичної міцності алмазних шліфпорошків"). По коефіцієнт асиметрії, варіаційний розмах, коефіцізакінченню цієї процедури були знайдені руйнівні єнт осциляції і середнє гармонійне, що визначанавантаження на кожне із зерен проби і середнє ється як число, обернена величина якого є середарифметичне його значення Рса, значення яких нім арифметичним обернених величин даних приведені в таблиці 1. Подальша обробка одержачисел. По критеріях (1)-(6) проводять розрахунок них значень руйнівних навантажень здійснювалась первинних показників однорідності. На основі цих в такому порядку: показників по критерію (7) знаходять значення 1) встановлювали межі інтервалів значень бауособленого показника однорідності по статичній зової характеристики, однорідність якої оцінюєтьміцності. В запропонованій формі критеріїв показся, в даному випадку - руйнівного навантаження ники однорідності приймають значення із фіксова(табл. 2), В якості таких, враховуючи зернистість ного інтервалу (0 1), тобто є нормованими велипорошку, приймали межі інтервалів статичної міцчинами, що істотньо при проведені порівняльної ності, передбачених стандартом ДСТУ 3292-95 оцінки. (с.1 5, табл. 9); Проводять вимірювання довжини, ширини і 2) встановлювали максимальне (Рmax) і мінівисоти кожного із зерен іншої проби. Вимірювання мальне (Pmin) значення руйнівного навантаження, розмірів частинок проби дрібнозернистого матері3) встановлювали на основі даних таблиці 2 алу нескладне і може бути здійснено будь-яким із інтервал руйнівного навантаження із максимальвідомих способів, але, враховуючи дрібні розміри, ною відносною частотою fm - модальний інтервал, найкраще здійснювати цю операцію шляхом міксередина якого - мода М; роскопічного аналізу. При цьому слід керуватись 4) обчислювали середнє гармонійне значення відповідними нормативними документами на досруйнівного навантаження (Рсг) в ньютонах по форліджуваний матеріал. Наприклад, у випадку шліфмулі: порошків із СА чи КНБ - це додаток К до ДСТУ N Pcг , 3292-95 ("Метод визначення коефіцієнта форми N 1 (9) алмазних шліфпорошків"), де обумовлюється поPi i 1 рядок, і технічне забезпечення подібних випрободе Ν- число зерен, руйнівне навантаження на вувань. По закінченню цієї процедури одержують які визначалось (в розглядуваному випадку N=50); масив значень довжини, ширини і висоти кожного 5) обчислювали середньоквадратичне відхиіз зерен проби. Для кожної тріади значень довжилення ( ) в ньютонах по формулі: ни, ширини і висоти знаходять коефіцієнти форми першого, другого і третього виду шляхом складан1 N (Pi Pca ); ня і обчислення відповідних співвідношень. Для (10) N 1 i 1 кожної із цих шести характеристик (довжини, ширини і висоти зерен і їх коефіцієнтів форми) вста6) обчислювали коефіцієнт вариації (Υσ) по новлюють межі інтервали її значень і проводять формулі: 7 53964 8 3292-95, встановлювали інтервали значень коефіV (11) цієнтів форми (табл.6). Потім проводили операції Pca згідно п.п.2-11 як і у випадку статичної міцності. 7) обчислювали коефіцієнт асиметрії (ka ) по Результати розрахунку розподілення значень коформулі: ефіцієнтів форми зерен по прийнятих розмірних Pca M інтервалах приведені в табл.5 (колонки a/b, a/h, ka (12) b/h відповідно). Результати обчислення первинних Коефіцієнт асиметрії може бути вирахуваний і уособленого показників однорідності по коефіцієбезпосередньо як відношення центрального монтах форми зерен приведені в табл.3 (колонки a/b, менту третього порядку до кубу середньоквадраa/h, b/h відповідно). тичного відхилення. Але в даній конкретній ситуаОбчислювали узагальнений показник однорідції формула (12) більш зручна для практичного ності по формулі (8) як середньогармонійне уосовикористання; блених показників по базових характеристиках. У 8) обчислювали варіаційний размах (R) в ньювипадку, що розглядався, він виявився рівним 0, тонах по формулі: 6378. Зауважимо, що одержання такого комплексноR Pmax Pmin; (13) го показника однорідності порошку в цілому відо9) обчислювали коефіцієнт осциляції (V ) по мим способом взагалі неможливе. Показник же формулі: однорідності по статичній міцності, вирахуваний R відомим способом, як видно із таблиці 2, дорівнює (14) VR Pса 0,58 і є завищеним. Таким чином, використання способу дає можливість одержати більш повну і 10) обчислювали значення первинних показточну інформацію про якість порошку. (P ) ників однорідності Кi , (і=1,2,...,6) по формулах (1-6); 11) користуючись формулою (7), обчислювали значення уособленого показника однорідності по статичній міцності K(Р) в залежності від одержауо них первинних показників однорідності. Результати обчислення первинних і уособленого показників однорідності по статичній міцності приведені в табл.3 (колонка Р) Проводили вимірювання довжини, ширини і висоти кожного із зерен другої проби. Вимірювання розмірів частинок проби дрібнозернистого матеріалу нескладне і може бути здійснено будьяким із відомих способів, але, враховуючи дрібні розміри, найкраще здійснювати цю операцію шляхом мікроскопічного аналізу. При цьому слід керуватись відповідними нормативними документами на досліджуваний матеріал. Наприклад, у випадку шліфпорошків із СА чи КНБ - це додаток К до ДСТУ 3292-95 ("Метод визначення коефіцієнта форми алмазних шліфпорошків"), де обумовлюється порядок і технічне забезпечення подібних випробовувань. По закінченню цієї процедури одержали масив значень довжини, ширини і висоти кожного із зерен проби (табл.4). Для кожної тріади значень довжини, ширини і висоти знаходили коефіцієнти форми першого, другого і третього виду шляхом складання і обчислення відповідних співвідношень. Потім встановлювали межі інтервалів значень довжини, ширини і висоти зерен табл.5). В якості таких приймались інтервали, межами яких є розміри стандартних по ДСТУ 3292 сит (с.8, табл.3, вузький діапазон зернистостей). Потім проводили операції згідно п.п.2-11, як і у випадку статичної міцності. Результати розрахунку розподілення значень довжини, ширини і висоти зерен по прийнятих розмірних інтервалах приведені в табл. 5 (колонки a, b, h відповідно). Результати обчислення первинних і уособленого показників однорідності по цих розмірних параметрах приведені в табл.3 (колонки a, b, h відповідно). Приймаючи до уваги норми стандарту ДСТУ 9 53964 10 11 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 53964 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601