В.Г. Баштанов Оценка разновидностей формы абразивных зерен

1

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью данной работы является освоение студентами методики определения формы единичного зерна качественным и количественным способами, а также методики интегральной оценки совокупности форм зерен для абразивных материалов.

2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ФОРМЕ ЗЕРЕН АБРАЗИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ

2.1. Форма зерен стандартных фракций абразивов.

На эксплуатационные показатели шлифовального инструмента определяющее влияние оказывают характеристики входящих в него зерен абразивного материала (их размер, форма, вид материала и т.д.), так как зерна являются рабочими (режущими) элементами в шлифовальном инструменте. Существующие в настоящее время технологии производства абразивных материалов таковы, что формы отдельных зерен в пределах стандартной фракции абразивного материала весьма различаются друг от друга.

Такая неоднородность форм зерен внутри стандартных фракций абразивов в целом оказывает сильное влияние на работоспособность шлифовального инструмента. Это обусловливает необходимость контроля разновидностей форм зерен внутри данных фракций и, в первую очередь, однородности форм. В настоящее время такой контроль установлен в технических требованиях на шлифовальные материалы из алмаза и эльбора (ГОСТ 9206-80).

2.2. Методика оценки формы единичного абразивного зерна. Существует две разновидности оценки формы зерна - качествен-

ная и количественная. Качественная оценка, менее точная, но и менее трудоемкая, применяется для первичной идентификации совокупности форм зерен. Количественная оценка применяется для более точной оценки совокупности форм зерен, но является значительно более трудоемкой. Как качественная, так и количественная оценки производятся на основе изучения проекции абразивного зерна, полученной в отраженном или проходящем свете при помещении зерна на гладкую горизонтальную поверхность. При качественной оценке оператор визуально оценивает форму проекции и относит зерно к одной из трех групп: к зернам изометрической, промежуточной или пластинчатой формы.

2

При этом оператор может пользоваться эталонами форм проекций. Количественная оценка формы зерна заключается в расчете для

него числового параметра - коэффициента формы Кф. Согласно нормативным документам рекомендуется рассчитывать коэффициент формы зерна:

Где l - длина проекции зерна; b - ширина проекции.

Совокупность форм единичных зерен определит разброс форм зерен данной фракции абразивного материала. При оценке этого показателя важным является нахождение относительного количества зерен той или иной разновидности.

3.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

3.1.Получить у преподавателя навеску абразива и лупу Бринеля.

Определить число рассматриваемых зерен (объем выборки) n. Рекомендуется объем выборки 100-300 штук.

3.2.Подготовить таблицу для записи результатов измерений (в качестве примера см. прил., табл. 1).

3.3.Для каждого из n зерен произвести измерение посредством

лупы Бринеля (прил., рис. 1) наибольшей длины l и ширины b проекции зерна, значения которых занести в таблицу. Сравнивая проекцию зерна с эталонами форм проекций (прил., рис. 2-4), качественно определить форму зерна, сделав пометку в соответствующей графе таблицы.

3.4. Рассчитать по формуле (1) значения коэффициентов формы

зерен Кф, а также величины Кф2. Значения занести в таблицу.

3.5. Подготовить таблицу качественной оценки совокупности форм исследуемой фракции (прил., табл. 2). Подсчитать по выборке

отдельно количества n1, n2, n3 соответственно зерен изометрической, промежуточной и пластинчатой формы.

Определить относительное содержание различных форм зерен:

3.7. Подготовить таблицу количественной оценки совокупности форм исследуемой фракции (см. прил., табл. 3). Очевидно, что наименьшим возможным значением коэффициента формы будет единица (для идеальной сферы). Путем анализа данных найти наибольшее значение коэффициента формы в данной выборке. Принять такое значе-

ние величины интервала ∆, чтобы весь диапазон коэффициентов форм в данной выборке укладывался в 10-12 интервалов (в табл. 3 показано 2

интервала при ∆=0,1). Рассчитать границы интервалов и занести их в

таблицу. По данным выборки найти количества зерен ni, попавших в каждый из интервалов по коэффициенту формы. Для удобства пометку о принадлежности зерна определенному интервалу можно делать в графе “подсчет” таблицы. Определить относительное содержание зерен по интервалам по формуле (3), полученные данные занести в таблицу.

3.8.На основании полученных данных построить график (гистограмму) количественного анализа совокупности форм зерен данной выборки (прил., рис. 5).

3.9.Проанализировать полученные результаты и сделать выводы об однородности формы зерен исследованной фракции абразива.

4.ОБОРУДОВАНИЕ

1.Навески абразивных материалов различных видов и зернистос-

тей по 15-20 г (12-15 шт.).

2.Лупа Бринеля (3-4 шт.).

4

5. ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ

Все измерения и расчеты производятся в соответствии с вышеприведенной методикой. Отчет выполняется на отдельных листах формата А4. Проверяется и подписывается преподавателем.

6.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Почему важен контроль формы зерен абразивных материалов?

2.Для каких видов шлифматериалов установлен контроль формы

зерен?

3.Вследствие чего появляется различие форм зерен?

4.Что такое коэффициент формы и как он рассчитывается?

5.Разновидности методики определения формы зерна и их отли-

чия.

7.СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Абразивная и алмазная обработка материалов: Справочник / Под ред. А.Н. Резникова.- М.: Машиностроение, 1977. - 304с.

2.Коротков А.Н. Эксплуатационные свойства абразивных материалов.- Красноярск: Изд-во Красноярского университета, 1992. - 122с.

3.Маслов Е.Н. Теория шлифования материалов. - М.: Машино-

строение, 1974. - 320с.

Рисунок 1. Схема измерения размеров проекции зерна

Рисунок 2. Проекции зерен изометрической формы

Рисунок 3. Проекции зерен промежуточной формы

6

Продолжение прил.

Рисунок 4. Проекции зерен пластинчатой формы

Таблица 2

Качественная оценка спектра форм зерен

Форма зерна Изометрическая Промежуточная Пластинчатая

Число зерен ni, штук

Содержание,

%

Составитель Вячеслав Геннадьевич Баштанов

ОЦЕНКА РАЗНОВИДНОСТЕЙ ФОРМЫ АБРАЗИВНЫХ ЗЕРЕН

Методические указания к лабораторным занятиям по курсу “Алмазно-абразивный инструмент” для студентов направления 552900 “Технология,

оборудование и автоматизация машиностроительных производств”

Редактор З.М. Савина

ЛР №06536 от 16.01.02.

Подписано в печать 23.10.01. Формат 60х84/16.

Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд. л. 0,50. Тираж 100 экз. Заказ ГУ Кузбасский государственный технический университет.

650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.

Типография ГУ Кузбасский государственный технический университет. 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4а.