Изучение вопросов применения алмазного инструмента в машиностроении

Перечисленные преимущества алмаз­ного инструмента достигаются за счет качества алмаза как режу­щего материала, в то время как сама структура инструмента не претерпевает никаких изменений. Как в абразивных, так и в алмазных брусках режущие зерна расположены относительно плоскости резания хаотично.

Перечисленные выше преимущества алмазных зерен и недо­статки структуры инструмента привели к необходимости созда­ния качественно нового алмазного инструмента, у которого зерна ориентированы относительно плоскости резания. Это позволяет рассматривать процесс алмазной обработки как процесс резания большим количеством микрорезцов с определенными передними углами (рисунок 3.2).

Особое значение для алмазного инструмента с ориентирован­ными зернами приобретают геометрические параметры зерен, такие, как форма зерна, радиус округления вершины ρ, угол за­острения вершины β и их взаимосвязь.

На основании примерно 2000 замеров и результатов стати­стической обработки эмпирических данных было установлено:

1. Высокий процент зерен октаэдрического и кубического га­битуса преобладает в марках АСК и АСКС. Зерна марки АСВ, предназначенные для ориентации, необходимо сортировать по форме.

2 Распределение радиусов округления вершин подчиняется закону модуля разности. Марки алмазов, содержащие высокий процент зерен правильной геометрической формы, имеют преоб­ладание размеров ρ, близких к нулю. Алмазные зерна случайной формы имеют тенденцию к уменьшению абсолютных величин ρ с уменьшением зернистости. Средние значения радиусов округле­ния вершин зерен для исследованных зернистостей находятся в пределах 6 – 9 мкм.

3. Для инструмента с ориентированным расположением ал­мазных зерен абсолютная величина угла при вершине β влияет на выбор угла ориентации. Математическая обработка замеров углов при вершине показала, что опытные данные могут быть представлены в виде кривых распределения и соответствующих этим кривым суммарных характеристик m = f(β). Суммарные ха­рактеристики могут быть выражены функцией Розина-Рамлера

где Мi – суммарный выход углов β по плюсу;

β – угол заострения зерна;

βс, n – параметры формулы.

а – существующая схема расположения зёрен; б – схема упорядоченного расположения зёрен; 1 – алмазные зёрна; 2 – связка; 3 – державка;

Рисунок 3.2 – Принципиальная схема ориентации алмазных зёрен в связке инструмента

4. При замере радиусов округления и углов вершин было замечено, что между ними существует корреляционная зависи­мость со значениями коэффициентов корреляции для алмазов марок АСК

для алмазов марок АСВ

На основании полученных коэффициентов можно сделать до­стоверное заключение о тесноте связи между величинами радиуса округления и углов вершин алмазных зерен марки АСК, а также получить коэффициенты и уравнения регрессии. Общий вид урав­нения регрессий

где A = 0,00875;

 С = 0,0045.

Ориентация алмазных зерен в связке осуществляется в маг­нитном поле постоянного тока с напряженностью 2000 – 3000  эрстед. Алмаз диамагнитен, поэтому, применяя в качестве ориентатора магнитное поле