Značení diamantových brusných kotoučů: Diamantový brusný kotouč: typy, značení, velikost zrna.

Abstrakt vědeckého článku o mechanice a strojírenství, autor vědecké práce — Zakhezin Albert Michajlovič, Malyševa Taťána Vasiljevna

Je zvažován problém posouzení a predikce parametrů kvality brusného kotouče za provozních podmínek. Hodnota proměnné složky řezné síly během broušení se mění v důsledku souboru procesů, plastické deformace tření a destrukce brusného kotouče a ovlivňuje vibrační parametry stroje. Výpočet deterministických parametrů náhodného vibračního procesu umožňuje identifikovat opotřebení nástroje.

Podobná témata vědeckých prací v mechanice a strojírenství, autor vědecké práce — Zakhezin Albert Michajlovič, Malyševa Taťána Vasiljevna

Výzkum a vizualizace amplitudově-frekvenčních charakteristik obráběcích center

Řízení řezné síly při broušení obtížně obrobitelných materiálů pomocí speciálních brusných kotoučů

Kinetická interpretace trvanlivosti brusného zrna
Matematický model dynamiky vřetenové jednotky pro proces broušení ploch
Analýza informačního obsahu vibroakustických parametrů při monitorování dynamického stavu obráběcích strojů
i Nemůžete najít, co potřebujete? Vyzkoušejte službu výběru literatury.

Text vědecké práce na téma „Stanovení opotřebení brusného kotouče parametry vibrací stroje“

Kontrola a testování

MDT 629.734.4(62.13) + 681.518.54

STANOVENÍ OPOTŘEBENÍ BRUSNÉHO KOTOUČE PARAMETRY VIBRACÍ STROJE

A.M. Zachezin, T.V. Malyševa

Je zvažován problém posouzení a predikce parametrů kvality brusného kotouče za provozních podmínek. Hodnota proměnné složky řezné síly během broušení se mění v důsledku souboru procesů, plastické deformace tření a destrukce brusného kotouče a ovlivňuje vibrační parametry stroje. Výpočet deterministických parametrů náhodného vibračního procesu umožňuje identifikovat opotřebení nástroje.

Přítomnost úzké korelace mezi vibračními parametry a podmínkami zpracování nám umožňuje předpokládat, že vibrační procesy mají nejen jednoznačný informační obsah při studiu procesu zpracování, ale také aktivně ovlivňují povahu procesu broušení, což nám umožňuje tyto procesy optimalizovat. Kromě toho existuje reálná perspektiva pro spolehlivé posouzení a predikci parametrů kvality brusného kotouče přímo za provozních podmínek.

Řezná síla při broušení má nestacionární oscilační charakter (obr. 1).

Obr. 1. Změna řezné síly v radiálním směru během opotřebení brusného kotouče

Vibrační signál za provozních podmínek se skládá z proměnné a kvazikonstantní složky. Kvazikonstantní hodnota řezné síly získaná během studií se pohybuje v mezích až 100 N ve frekvenčním rozsahu od 1,5 do 3 kHz. Kvazikonstantní složka nese informaci o souboru procesů destrukce, plastické deformace a tření, které doprovázejí technologický proces broušení. Proměnná složka zohledňuje vliv opotřebení v důsledku zvětšení plochy kontaktních ploch. Díky volbě metody zpracování vibračního signálu a stanovení různých deterministických parametrů náhodného vibračního procesu, a to i v různých frekvenčních rozsazích, se tak vytvářejí fyzikální předpoklady pro identifikaci opotřebení nástroje izolací proměnné složky vibrací a stanovením poměru proměnné složky ke konstantní. Například změna efektivní hodnoty (RMS) vibračního zrychlení během opotřebení brusného kotouče ve svislém a radiálním směru je uvedena v tabulce.

RMS vibrační zrychlení ve vertikálním a radiálním směru

Doba provozu stroje, min 2 3 4 5 6

RMS ve vertikálním směru, mm/s2 1,9 1,9 1,8 2,6 3,6

RMS v radiálním směru, mm/s2 3,9 4,8 5,1 5,6 7,7

Snímač vibrační akcelerace byl instalován na stole rovinné brusky. Signál byl zaznamenáván ve dvou směrech nepřetržitě, současně s opotřebením brusného kotouče (ve 2., 3., 4., 5. a 6. minutě provozu stroje), poté byl stroj zastaven a brusný kotouč byl seřízen. Signály vibrací stolu stroje ve svislém a vodorovném směru jsou znázorněny na obr. 2 a 3. Čísla označují dobu provozu stroje: 2., 3., 4., 5. nebo 6. minuta od zahájení procesu broušení.

[.-i* 1″ GG ‚■ —-Ch;-:—: L-G. -Ch- — — .Tsu —1D: Zh»-*‘- — ■»G g; — ‚Chg—|g»G» s t * —

0 0,1 0,2 •¿.o-hiimito-i.- . 1 0.3 0.4 0,5 0,6 – 0,7 0,8 0,9 /. min

Obr. 2. Opotřebení brusného kotouče ve svislém směru (signál vibračního zrychlení, mm/s) Série „Strojní inženýrství“, číslo 9

0,1 OD 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0.8 0.9 /, min

0 0,1 0,2 0.3 0.4 0,5 0.6 0.7 0,8 0,9 i. min

D A i nL ~M ~ L L i sh l

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0.9 g, min

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0.6 0,7 0.8 0,9 a min.

Obr. 3. Opotřebení brusného kotouče v radiálním směru (signál vibračního zrychlení, mm/s2)

Významné zvýšení celkové úrovně vibrací nebo jednotlivých spektrálních složek zpravidla indikuje pouze závažné poškození diagnostikovaného nástroje. Lokalizace vyvíjející se vady, stanovení stupně vývoje vady a její predikce je možná pouze na základě studia jemné struktury vibroakustického signálu a jeho souvislosti s kinematikou a dynamikou stroje. Studium vlastností procesu vibračního zpracování ukázalo, že při opotřebení brusného kotouče se mění struktura signálu, dochází k přerozdělení poměrů mezi jeho spektrálními složkami a objevují se nové spektrální složky. Spektrum vibračních zrychlení ve vertikálním a radiálním směru je znázorněno na obr. 4 a 5. Analýza vibračních parametrů ukazuje, že ve 2. minutě provozu stroje dochází k záběhu nástroje, což se projevuje velkým počtem harmonických vibračních zrychlení v širokém frekvenčním rozsahu. Statistické zpracování signálu však ukazuje, že hodnota efektivní hodnoty vibračních zrychlení ve 2., 3. a 4. minutě provozu zůstává na stejné úrovni (ve vertikálním směru) nebo se v radiálním směru mírně zvyšuje (viz tabulka).

Přibližně 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 / Hz

О 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800

200 400 600 80010001200140016001800 2000 2200 2400

Přibližně 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 /, Hz

Obr. 4. Spektra vibračního zrychlení (mm/s2) během opotřebení brusného kotouče ve svislém směru

Povaha změny dynamických vibračních procesů při změně stavu kontaktních ploch má řadu společných rysů. To určuje algoritmus pro diagnostiku defektů kontaktních ploch, jako je abrazivní opotřebení a odštípnutí. Abrazivní opotřebení

Svařování kontaktních ploch způsobuje vznik mikrodrsnosti v kontaktní zóně, narušení mikro a makrogeometrie součásti, což má za následek zvýšení šumové složky (viz obr. 4, 5), zvýšení amplitud harmonické řady na zpětné budicí frekvenci a přerozdělení amplitud mezi harmonickými této řady.

G| І І., і’ї 1-«, іьт. II.G.p.»1І i. ; — і і-і 11/- ІАІ іЧ . .. já,

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 / Hz

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 / Hz

200 400 600 80010001200140016001800 2000 2200 2400

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 / Hz

Obr. 5. Spektra vibračního zrychlení (mm/s2) během opotřebení brusného kotouče v radiálním směru

Odštípnutí povrchu nástroje se projevuje vývojem dutin v kontaktní zóně, což způsobuje výskyt periodických záblesků vibračního signálu, modulujících hlavní budicí proces (viz obr. 4, 5). Periodický výskyt dutin v kontaktní zóně vede k výskytu kombinačních frekvencí ve spektru signálu v blízkosti hlavních budicích frekvencí, což je způsobeno amplitudovou modulací. Růst počtu emisí se zvyšující se amplitudou, způsobený vývojem této vady, vede ke zvýšení hloubky amplitudové modulace, zvýšení počtu kombinačních frekvencí a přerozdělení energie mezi nimi s invariancí amplitud hlavních budicích frekvencí.

Kromě toho odštípnutí povrchu brusného kotouče vede ke vzniku nových vibračních harmonických. Například se zvyšujícím se opotřebením brusného kotouče se nové harmonické objevují v oblasti dvojnásobné frekvence otáčení (v rozsahu 2000. 2200 Hz, viz obr. 4, 5).

Aby bylo možné vyřešit problém diagnostiky na základě souboru vibračních charakteristik systému, je nutné vybrat diagnostické znaky nejcitlivější na změny technického stavu strojů. Většina metod pro diagnostiku počínajících vad mechanismů je založena na stejném diagnostickém modelu: rozvoj vady způsobuje zvýšení amplitud a počtu krátkodobých pulzů ve vibračním signálu. Úkolem je použít optimální metodu zpracování signálu, která minimalizuje vliv rušení a umožňuje jednoznačnou korelaci získané charakteristiky signálu s typem vady. Opotřebení brusného nástroje lze tedy určit na základě statistických parametrů signálu (například efektivní hodnoty vibračního zrychlení), ale v prvních minutách provozu stroje se tento parametr zvyšuje nevýznamně.

Spektra vibračního zrychlení signálu odhalila výskyt nových vibračních složek v rozsahu 2000–2200 Hz a získání harmonických vibračního zrychlení ve dvou směrech umožňuje eliminovat šumové složky v signálu a vyřešit problém diagnostiky opotřebení nástroje v jakékoli fázi provozu. Získání harmonických vibračního zrychlení v oblasti dvojnásobné frekvence otáčení, jejich počet a amplituda se proto mohou stát diagnostickými znaky opotřebení brusného kotouče.

Diamantové kotouče se vyznačují velikostí zrna, koncentrací diamantových krystalů v diamantové vrstvě, pojivem, tvrdostí, provedením a typem kotouče.
Obilí. Pro výrobu diamantových kotoučů se používají diamantové prášky, regulované normou GOST 9206-59. Zrnitost prášků a jejich označení jsou uvedeny v tabulce 33.

Velikost zrna diamantových prášků se označuje stejným způsobem jako u běžných abraziv, pouze u přírodních diamantů se před číslicí umisťuje písmeno A a u syntetických diamantů AC. Volba velikosti zrna je dána požadavky na čistotu povrchu. Čím jemnější zrno, tím hladší je broušený povrch. Kruhy na organickém pojivu s velikostí zrna A6 — A5 dosahují čistoty 8–10. třídy, s velikostí zrna AM40 — AM14 — čistoty 10–11. třídy.
Chomáč. Pro diamantové kotouče pro domácnosti se používají organická (hlavně bakelitová) a kovová pojiva. Bakelitová pojiva se používají v kotoučích, která slouží k dosažení vysoké čistoty povrchu při vysokých řezných rychlostech. Tato kotouče mají samoostřicí vlastnosti a používají se při dokončovacích operacích. Kovová pojiva zajišťují silnější přilnavost diamantových zrn k podkladu a delší životnost kotoučů. Proto se kotouče s kovovou pojivou používají při práci v náročných podmínkách a pro předběžné ostření. Kovová pojiva mohou mít železo-niklovou, měděno-cínovou a další podklady. Nevýhodou diamantových kotoučů na kovové pojivo je jejich tendence k zanášení a relativně nízká čistota broušeného povrchu (ne vyšší než 7-8 tříd). Diamantové kotouče na bakelitové pojivo mají tvrdost CM – C2, na kovové – C2 – T1:
Koncentrace. Při výběru a použití diamantových kotoučů je nutné zohlednit koncentraci diamantu, která je určena obsahem diamantu v 1 mm3 diamantového kroužku. Diamantové kotouče se vyrábějí ve čtyřech koncentracích: 50; 100; 150 a 200 %. Za 100% koncentraci se považuje obsah 1 mg neboli 3 karátů diamantů v 0,878 mm0,00439 diamantového prstenu. To odpovídá 1/4 objemu diamantového prstenu. Při koncentraci 50 % je obsah diamantů v kruhu dvakrát menší než v kruzích se 2% koncentrací. Nejhospodárnější je použít kruhy se 100% koncentrací pro předběžné ostření nástrojů na řezání dřeva a s 100% koncentrací pro konečnou úpravu.
Stavba Diamantový kotouč se skládá z tělesa, které je vyrobeno z oceli, hliníku nebo plastu, a diamantového kroužku získaného lisováním práškové směsi karbidů boru, diamantového prachu a pojiva (vazebné látky) v určité koncentraci. Diamantový kroužek může být vyroben odděleně od tělesa nebo společně s ním. V prvním případě je k tělesu přilepen speciálním lepidlem, ve druhém případě je lisován současně s tělesem. Tělesa kotoučů na kovovém pojivu jsou obvykle vyrobena z oceli kvůli vysoké teplotě jejich slinování. NIIAlmaz vyvinul GOST 9770-61 pro diamantové kotouče na organických a kovových pojivech, která standardizuje 86 standardních velikostí diamantových kotoučů. Tvar, rozměry a vlastnosti diamantových kotoučů pro ostření a dokončování nástrojů na řezání dřeva vybavených deskami z tvrdých slitin jsou uvedeny v tabulce 34 (podle GOST 9770-61).
Kotouč by měl být zvolen tak, aby šířka b diamantové vrstvy nepřesáhla výšku destičky připájené k zubu nástroje, jinak by se na pracovní ploše kotouče mohla vytvořit drážka, která by vedla ke zhroucení břitu ostřicí frézy. Diamantové kotouče jsou označeny; například označení kotouče A18T-75 GOST 9770-61 znamená: diamant, zkosení 18°, destička, vnější průměr 75 mm.

Brusné kotouče z CBN a diamantu s keramickým pojivem

Společnost Mole Abrasive Ermoli Srl, která působí na trhu s brusnými materiály již více než 125 let, vyrábí brusné kotouče z CBN a diamantové brusné kotouče s keramickým pojivem.

CBN BRUSNÉ KOTOUČE

CBN (kubický nitrid boru) se vyrábí syntézou s využitím technologie podobné diamantu.
Méně tvrdý, ale odolnější vůči teplotám než diamant a neobsahuje uhlík.
Keramické pojivo, které je považováno za nejlepší brusivo pro obrábění tvrdých ocelí a litiny, umožňuje nejlepší využití jeho vlastností. Tyto brusné kameny, na rozdíl od pryskyřice, kovu nebo elektrolytu, lze během obrábění snadno obnovit nebo profilovat, což umožňuje nepřetržité cykly, které by jinak nebyly možné.

Struktura je poměrně otevřená, s řízenou pórovitostí a v důsledku toho lepším chlazením, což vede ke zvýšené produktivitě odebírání a sníženým nákladům na broušení.
Tyto vlastnosti spolu s vlastnostmi abraziva CBN umožňují dosáhnout velmi vysokého výkonu s úsporou času zpracování, což do značné míry kompenzuje vyšší cenu produktu.

Optimální použití: vnitřní broušení ocelí s tvrdostí vyšší než 58-60 HRC.
V tomto případě se dosahuje vynikajícího úběru materiálu, který je mnohem lepší než u konvenčních abraziv, stejně jako u kotoučů z CBN pryskyřice a kovových pojiv.

DIAMANTOVÉ BRUSNÉ KOTOUČE

Dokonce i diamant je vhodný pro některé procesy aglomerace s keramickými pojivy.
Výsledná porézní struktura také umožňuje optimalizované chlazení, což je u těchto brusných kotoučů velmi důležité, protože diamant se při teplotách nad 700 °C mění na grafit a zcela ztrácí své abrazivní vlastnosti.
Použití výhradních keramických pojiv neumožňuje získat velmi tvrdé kotouče vhodné například pro ostření nástrojů.
Místo toho společnost vyrábí velmi vhodná kola pro obrábění s velkou kontaktní plochou, například pro vertikální osu, plný ráfek nebo broušení, případně pro broušení s destičkami či segmenty. Vynikajících výsledků bylo dosaženo s kotouči na bázi destiček při broušení kulových ventilů s karbidovým povrchem používaných v ropném průmyslu.

ZNAČENÍ BRUSNÝCH KOTOUČŮ

Systém značení společnosti přesně klasifikuje všechny vlastnosti a specifikace jejich kol.
Například kód 100x20x25 — F20x5 — 1A1 — 2B 91 C100 N5 VB znamená:

100x20x25	vnější rozměry (průměr x tloušťka x otvor)
F20x5	okrajová část
1A1

APLIKAČNÍ PARAMETRY, CHLADICÍ KAPALINY PRO ROVNÁNÍ VLASŮ

Společnost Ermoli Srl může doporučit vhodné provozní parametry (jako je hloubka řezu na průchod, rotace obrobku, stoupání a obvodová rychlost brusného kotouče), které mohou ovlivnit výkon obrábění. S glazovanou vazbou lze kotouče opravovat nebo přeprofilovat přímo na stroji pomocí malých diamantových kotoučů otáčejících se vysokou rychlostí, diamantových válců nebo drtičů, orovnávacích strojů založených na destičkách nebo strojů s ovládáním brzdy.
Tyto typy operací obvykle vyžadují velké množství chladicí kapaliny, zejména po použití orovnávacích nástrojů ovládaných brzdou nebo strojně, aby se brusný kotouč s korundovým abrazivním kotoučem znovu nastavil a obnovila se plná brusná schopnost.
Společnost doporučuje používat lehký, nízkoviskózní lineární olej, který působí jako mazivo pro snížení tření, prodloužení životnosti brusného kotouče a zlepšení kvality povrchu. Lze použít různé typy emulgovatelných olejů, ale vždy v relativně vysokých koncentracích (alespoň 5-6 %). Je třeba se vyhnout suchému obrábění.

Úterý 14. března 2023

Ředění brusným kotoučem (broušení) | DISCO Technology Zdokonalujeme špičkovou technologii

Přehled ředění brusným kotoučem

Broušení je proces výroby tenkých (přibližně méně než 1 mm silných) a plochých polotovarů ve tvaru desky pomocí brusného kotouče.
Brusný kotouč je brusný materiál, který používá syntetický diamant. Segmenty kotouče (tloušťka: několik milimetrů, výška: 3–5 mm) jsou uspořádány podél základny kotouče ve tvaru prstence. Existují různé typy brusných kotoučů, které se liší velikostí brusiva, pojivovými materiály, tloušťkou segmentů atd.

Brusný kotouč je připevněn k ose obrábění tak, aby byl rovnoběžný s povrchem upínacího stolu. Při otáčení vysokou rychlostí je přitlačován k obrobku, aby byl obrobek tenký a plochý. Brusný kotouč má průměr rovný nebo větší než průměr obrobku a je umístěn tak, aby z poloviny překrýval obrobek. Během procesu (brušení s posuvem) se otáčejí jak brusný kotouč, tak upínací stůl.

Během procesu broušení je přiváděna voda (deionizovaná nebo voda z vodovodu) pro chlazení obráběného bodu a odstraňování třísek. Stůl sklíčidla je mírně kuželovitý, takže kontakt mezi obrobkem a brusným kotoučem je během celého procesu pouze v polovině kružnice. Na broušeném povrchu jsou viditelné stopy po pile a drsnost povrchu závisí na velikosti zrna brusného kotouče.

Destičky se brousí na zadní straně polovodičového obvodového obrazce, odtud název „zpětné broušení“ (BG) pro tento proces. Při zpracování na tloušťku několika stovek mikronů není riziko zlomení destičky tak vysoké pro tloušťky větší než 100 μm. U tloušťek menších než 100 μm je však riziko zlomení destičky vysoké, proto jsou pro ztenčování nutná řešení, jako je změna způsobu přenosu substrátu v procesním zařízení a pečlivý výběr typu brusného kotouče.

Použité technologické vybavení

Plně automatický brusný stroj

Automatický brusný stroj

Plně automatická bruska (plně automatické zařízení pro brusné kotouče)

Brusky dostupné dnes mají různé automatické funkce.