Obrabotka Metallov 2014 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (63) 2014 63 ОБОРУДОВАНИЕ очередь, задаются химическим составом и гео- метрией зерен. Химический состав абразивного материала формируется в соответствии со сло- жившейся практикой применения абразивов раз- личных марок для обработки тех или иных мате- риалов. Геометрия зерен зависит от их формы, пространственной ориентации в теле инстру- ментов, а также от характера износа и оказыва- ет непосредственное влияние на передние углы зерен и их прочность. При изготовлении шлифовальных зерен по наиболее распространенной технологии, состоя- щей в дроблении слитков абразивного материала с последующим рассевом на ситах, зерна полу- чают произвольную форму. Для идентификации формы зерен используют качественную и коли- чественную классификацию. Качественная клас- сификация основана на описании формы зерен следующими общепринятыми терминами: зер- на изометрические, осколочные, промежуточ- ные, пластинчатые, мечевидные, иглообразные, игольчато-пластинчатые [1–4]. Количественная оценка формы зерен основана на сравнении их проекций с плоскими либо объемными фигура- ми. Так, например, для оценки формы абразив- ных зерен может быть использовано соотноше- ние сторон параллелепипеда, описанного вокруг объемной проекции зерна [1, 2], а для алмазных зерен – соотношение осей описанного эллипса [5]. Также форма абразивных зерен может быть количественно оценена коэффициентом фор- мы ( K ф ), равным отношению диаметров опи- санных D оп к диаметрам вписанных окружно- стей D вп в плоскую проекцию зерен [4]. Форма алмазных зерен, согласно ГОСТ 9206–80, оцени- вается с помощью коэффициента формы K ф , рав- ного отношению длины плоской проекции зер- на l к ее ширине b , при этом изометрическими считаются зерна, коэффициент формы которых K ф ≤ 1,3. Коэффициент формы зерен во фракции определяется как среднее арифметическое по результатам оценки формы не менее 50 зерен. Форма абразивных зерен непосредственно влияет на их геометрию, в частности, на вели- чины их передних углов [4, 6, 7] и на эксплуата- ционные показатели шлифовальных инструмен- тов [8, 9, 10]. Шлифовальные зерна требуемой формы могут быть получены путем применения специальных технологий их изготовления (регу- лированием скорости кристаллизации расплава абразива, различными способами дробления, применением технологий изготовления фор- мокорундов и сферокорундов и др.) [11], а так- же посредством сепарации из исходной массы обычного абразива [9, 10, 12]. Пространственная ориентация абразивных зерен в теле инструментов также существенно влияет на геометрию зерен и эффективность про- цесса шлифования [10, 13]. Ориентация зерен при изготовлении шлифовальных инструментов может быть реализована различными способа- ми. Например, известен способ изготовления твердотельных шлифовальных инструментов, при котором металлизированные шлифоваль- ные зерна ориентируют воздействием электро- магнитного поля в сочетании с ультразвуковы- ми колебаниями [14]. Известен также способ изготовления шлифовальных инструментов, при котором обычные неметаллизированные шлифовальные зерна, предварительно покры- тые пленкой клея, помещают в ферромагнитную жидкость и ориентируют электромагнитным по- лем, клеевое покрытие полимеризуется, после чего ферромагнитную жидкость удаляют [15]. Известен и широко распространен способ изго- товления шлифовальных шкурок и лент, при ко- тором абразивные зерна ориентируют электро- статическим полем [16]. Разработан и опробован на практике способ изготовления твердотельных шлифовальных ин- струментов на основных типах связующих (ба- келитовой, керамической, вулканитовой и дру- гих связках), при котором зерна ориентируют воздействием электростатического поля [10, 17]. Таким образом, существует широкий набор способов целенаправленного регулирования геометрии режущих микроклиньев шлифоваль- ных инструментов. Вместе с тем имеющиеся возможности по обеспечению рациональной геометрии зерен используются лишь частично. Одна из основных причин этого состоит в том, что практически во всех предшествующих ис- следованиях факторы формы и ориентации зе- рен рассматривались и подбирались отдельно, без учета друг друга. В частности, рациональная форма зерен подбиралась под конкретные усло- вия обработки для повышения определенных эксплуатационных показателей шлифовальных инструментов, например, режущей способно- сти, качества обработанных поверхностей, сни-