§ 41. Изнашивание рабочего инструмента при обработке камня

  Главная      Учебники - Производство     Шлифовально-полировочные и фрезерные работы по камню

 поиск по сайту     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  ..

 

 

§ 41. Изнашивание рабочего инструмента при обработке камня

Для механической обработки камня характерно постепенное разрушение рабочей поверхности инструмента, т. е. его изнашивание. В зависимости от режимов обработки и конструкции инструмента он может сохранять свою режущую (шлифующую) способность неизменной до полного износа, либо она может изменяться с течением времени.

При обработке камня процесс изнашивания инструмента обычно складывается из двух основных взаимосвязанных фаз: изнашивания зерен (алмазных и абразивных) и изнашивания связки; обе фазы протекают одновременно. Изнашивание зерен может иметь несколько характерных форм — затупление, скалывание, вырыв.

Изнашивание связки инструмента имеет обычно абразивный характер и протекает в результате ее истирания твердыми частицами диспертированного материала или выпавшими алмазными (абразивными) зернами, находящимися между связкой и камнем. Происходит также м ударное разрушение связки частицами камня, вылетающими с большом скоростью из-под инструмента в результате центробежных сил. Происходит и тепловой износ связки, когда она разрушается под воздействием высоких температур в рабочей зоне. Износ связки протекает неравномерно. Характерной особенностью износа металлических связок алмазного режущего и шлифующего инструмента является своеобразная форма их износа вокруг работающих зерен: перед передней поверхностью зерна в связке образуется лунка, приводящая в дальнейшем к выпадению зерна, в то же время за тыльной гранью зерна остается бугорок (целичек) конической формы из неизношенного участка связки, подвергающейся меньшему истиранию и удерживающий зерно от выпадения. В результате на рабочей поверхности инструмента, находившегося в эксплуатации, четко заметны крупные борозды на связке.
Исследованиями установлено, что алмазное зерно удерживается в связке камнеобрабатывающего инструмента на 0,6 величины своего диаметра, а работает только своей 0,1 частью диаметра. При равномерных нагрузках на инструмент изнашивание связки осуществляется синхронно с износом алмазных или абразивных зерен. Эффективность работы того или иного вида камнеобрабатывающего инструмента предопределяется соотношением фаз и форм изнашивания рабочих зерен. Так, при одновременном изнашивании связки и преобладающей форме изнашивания зерен скалыванием инструмент будет работать в режиме самообнажения, когда на смену изношенным нерпам, выпадающим из связки, будут вскрываться свежие зерна, вступающие в работу. Однако при слишком интенсивном истирании связки работа инструмента может оказаться неэффективной вследствие его низкой стойкости, при этом из связки будут выпадать не только изношенные, но и работоспособные зерна. И, наоборот, если связка обладает слишком высокой износостойкостью, а обрабатываемый материал недостаточно абразивен, может произойти потеря инструментом режущей (шлифующей) способности, когда па его рабочей поверхности останутся только затупившиеся либо изношенные зерна, а своевременного обнажения новых зерен не произойдет.

Выступающие из связки зерна различной изношенности вместе с поверхностью связки со следами ее износа формируют микропрофиль рабочей поверхности инструмента. Наряду с этим формируется и макропрофиль инструмента (т. е. общая форма или контур сечения рабочей поверхности), который обычно неодинаков у нового и эксплуатировавшегося инструмента.

В качестве примера рассмотрим процесс формирования макропрофиля торцевого шлифовального круга (рис.

81, а). В начальный период его эксплуатации происходит быстрый износ прямоугольной кромки круга вблизи его периферии, образуя конусную поверхность, высота которой соответствует наибольшей глубине снимаемого слоя камня, угол конусности равен 30—45°. Это объясняется тем, что периферийная зона рабочей поверхности инструмента работает в наиболее тяжелых условиях по сравнению с внутренней рабочей поверхностью (наибольшие окружные скорости шлифовки, воздействия на периферию усилия подачи от врезания круга в камень и т. п.), в результате чего эта зона рабочей поверхности подвержена максимальному износу. При дальнейшей эксплуатации круга происходит постепенное увеличение активной рабочей длины торца круга и изменение профиля образующей. После достижения активной частью профиля торца длины, кратной 6—8 глубинам профиля, форма рабочего макропрофиля стабилизируется. Далее изнашивание торца круга происходит постепенно на всей длине рабочего профиля. Макропрофиль рабочей поверхности периферийного инструмента (отрезных кругов и фрез) приведён на рис. 81,6.

 

Рис. 81. Схема формирования макропрофиля алмазного инструмента
а — торцевого; б — периферийного; 1 — алмазный элемент; 2 — корпус; 3— отверстие в корпусе; 4 — камень; 5 — первоначальный профиль; 6 — установившийся профиль