СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЖУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2005 года по МПК G01N3/58 

Изобретение относится к способам оценки параметров работоспособности абразивного инструмента на гибкой основе и может быть использовано для оценки режущей способности опытного инструмента относительно базового объекта для выбора инструмента с оптимальными характеристиками.

Известны способы определения режущей способности абразивных дисков на фибровой основе по ГОСТ 8692-88 (Москва) и шлифовальной бумажной шкурки по ГОСТ 6456-82 (Москва), которые основаны на определении количества сошлифованного эталонного материала. Способ заключается в том, что берут эталонный образец заготовки, взвешивают его и испытуемый инструмент, проводят шлифование заготовки в течение 1 минуты, повторно взвешивают образец заготовки и вычисляют режущую способность инструмента по формуле

Q=q/t,

где q - масса сошлифованного эталонного материала за цикл шлифования, г;

t - время шлифования, мин, t=1 мин.

Однако при этом не учитывается многообразие реальных условий эксплуатации абразивного инструмента, а также широкий диапазон обрабатываемых материалов. Поэтому существующие способы не позволяют объективно оценить инструмент и спрогнозировать его работу в реальных условиях. Кроме того, испытания абразивного инструмента в течение одной минуты не в полной мере характеризуют его режущую способность.

Технической задачей изобретения является получение характеристик режущей способности абразивного инструмента на гибкой основе.

Техническим результатом использования изобретения является повышение точности получаемой информации с целью определения работоспособности абразивного инструмента на гибкой основе в лабораторных условиях для объективной оценки параметров испытуемого инструмента относительно базового (серийного) инструмента. А также с целью прогнозирования работы инструмента в производственных условиях.

Указанная техническая задача решается при помощи предлагаемого способа относительной оценки абразивного инструмента, который включает в себя определение режущей способности и шероховатости обработанной им поверхности относительно выбранного эталона (базового инструмента). Режущая способность определяется весовым методом и выражается тремя показателями:

Q1, мг - количество материала, сошлифованного инструментом за первую минуту работы. Съем материала в первую минуту работы характеризует начальный износ инструмента;

ΣQ, мг - количество материала, сошлифованного за цикл испытаний. Съем материала за цикл испытаний характеризует нормальный (рабочий) износ инструмента;

q, мг - среднеарифметическое значение съема материала за цикл испытаний. Съем материала в единицу времени характеризует удельный износ материала.

Шероховатость обработанной поверхности определяется параметрами:

Rа - среднее арифметическое отклонение профиля;

Rz - высота неровностей профиля по десяти точкам;

Rmax - наибольшая высота профиля;

Sm - средний шаг неровностей профиля.

Оценка параметров работоспособности абразивного инструмента на гибкой основе осуществляется путем лабораторного моделирования процесса шлифования различных материалов: сталей, пластмасс, лакокрасочных покрытий и т.д.

В зависимости от типа инструмента и условий его эксплуатации в производстве методы испытаний варьируются.

Вариант 1. Испытания абразивного инструмента, имеющего форму диска.

Проводят подготовку обрабатываемого образца, для чего наносят на него маркировку и взвешивают с точностью до 0,001 мг. Фиксируют в журнале испытаний начальную массу обрабатываемого образца (МОн). Проводят подготовку образцов испытуемого и базового инструмента, для чего все образцы испытуемого и базового инструмента предварительно помещают в камеру кондиционирования на 24 часа. В камере устанавливают режимы кондиционирования, температура - +20°С, относительная влажность - 60%. Режимы кондиционирования выбирают на основании условий для хранения инструмента, установленных изготовителем инструмента. Маркируют и взвешивают образцы, фиксируют вес каждого образца инструмента.

Образец инструмента (абразивный диск) устанавливают на специальное оборудование (станок плоскошлифовальный, машинка шлифовальная) и начинают шлифование образца в течение одной минуты. Затем взвешивают обработанный образец с точностью до 0,001 г и фиксируют полученное значение массы образца (МО1). Выполняют замеры шероховатости по параметрам Ra, Rz, Rmax, Sm обработанного участка образца не менее чем в пяти точках.

Шлифование повторяют четыре раза, последовательно фиксируя в журнале значения массы обрабатываемого образца МО2, МО3, МО4, МО5.

Затем процедуру шлифования выполняют с использованием базового инструмента (абразивного диска), фиксируя значения массы обрабатываемого образца (МО1, МО2, МО3, МО4, МО5) с использованием правила рандомизации (случайный порядок выбора инструмента).

Проводят обработку полученных результатов в следующей последовательности:

вычисляют разницу масс обработанного образца до и после обработки за время, равное одной минуте,

Q1=МОн-MО1, г;

вычисляют суммарную массу сошлифованного материала

ΣQ=MО1-MО5, г;

вычисляют среднеарифметическое значение съема материала

q=ΣQ/t, г/мин,

где t - время полного цикла испытаний.

Вычисляют суммарное значение съема материала по базовому и опытному инструменту ΣQoп и ΣQб.

Вычисляют процентное соотношение суммарного съема

ΣQoп/ΣQб×100%.

Испытания проводят для трех образцов опытного и трех образцов базового инструмента.

Результат является положительным, если режущая способность опытного инструмента составляет не менее 90% базового и шероховатость поверхности, обработанной опытным инструментом, не превышает значений, полученных после обработки базовым инструментом (серийными дисками). В случае положительного результата проведенных испытаний опытный инструмент рекомендуют к внедрению в производство.

Вариант 2. Испытание абразивного инструмента в виде шкурки.

Подготавливают обрабатываемые образцы, для чего на стальные пластины наносят лакокрасочное покрытие (грунтовку, эмаль) толщиной 100 мкм, маркируют и взвешивают каждый образец и фиксируют в журнале начальную массу (Мон).

Подготавливают образцы инструмента, для чего из бумажной шкурки вырезают образцы размером 40×220 мм и маркируют опытные и базовые (серийные) варианты. Помещают образцы опытного и базового инструмента в камеру кондиционирования на 24 часа. Режимы кондиционирования: температура - +20°, относительная влажность - 60%. Маркируют и взвешивают каждый образец и фиксируют в журнале испытаний.

Обрабатываемую пластину устанавливают на столе, а образец инструмента закрепляют на стенде, имеющем бегунок с приводом продольных перемещений, и проводят обработку пластины со скоростью 70 двойных ходов в минуту в течение одной минуты. После обработки пластину моют, высушивают и взвешивают, фиксируют массу (МО1). Производят замеры шероховатости обработанной поверхности. Затем шлифование повторяют еще четыре раза, фиксируя массы (МО2, МО3, МО4, МО5) и производят подсчет съема материала за первую минуту работы (Q1), суммарный съем за пятиминутный цикл (ΣQ), среднеарифметическое значение съема (q) для опытного инструмента аналогично варианту 1.

Процедуру шлифования и обработки данных проводят также для базового (серийного) инструмента.

После этого вычисляют процентное соотношение суммарного съема базового (серийного) и опытного инструмента ΣQoп/ΣQб×100%.

Как и в варианте 1 результат является положительным, если режущая способность опытного инструмента составляет не менее 90% от базового (серийного) и значения шероховатости поверхности, обработанной опытным инструментом, по всем параметрам не превышает значений базового инструмента.

В случае получения положительных результатов опытный инструмент рекомендуется к внедрению в производство.

В таблице 1 приведен пример результатов испытания абразивных сетчатых дисков, в таблице 2 - пример результатов испытаний шкурки на бумажной основе.

Таблица 1№ п/пИнструмент, поставщикРежущая способностьШероховатость  Q1, мгΣQ, мгq, мг/минRz, мкм1Диск сетчатый Р1000 Франция Серийная поставка     1 образец0.9537.4431.6091.6-2.7 2 образец1.0266.3201.6541.5-2.7 3 образец0.8336.8221.4041.5-2.1В среднем по группе: 6.86-100%2Диск сетчатый Р 1000, партия №3 Россия Опытная поставка     1 образец2.0087.5821.6851.3-1.7 2 образец1.1637.4451.6541.5-2.2 3 образец1.0987.5141.6691.5-2.1В среднем по группе: 7.51-109.5% (+9.5%)

Вывод: опытные сетчатые диски зернистостью P1000 партия №3 российского производства по режущей способности и по качеству обработанной ими поверхности не уступают серийному инструменту и рекомендованы к производственным испытаниям.

Таблица 2№ п/пИнструмент, поставщикРежущая способностьШероховатость  Q1, мгΣQ, мгq, мг/минRz, мкмRmax, мкм1Шкурка Р 1200 Франция Серийная поставка      1 образец6112.21.2-1.91.4-3.3 2 образец5122.41.4-2.01.7-3.0 3 образец5132.61.4-1.81.8-2.4В среднем по группе: 12-100%2Шкурка Р 1200 Германия Опытная поставка      1 образец5122.41.7-1.91.8-2.3 2 образец6112.21.8-2.02.1-2.8 3 образец5132.61.5-1.91.9-2.9В среднем по группе: 12-100%

Вывод: шкурка на бумажной основе зернистостью Р1200 опытной поставки полностью соответствует базовому уровню, рекомендована к производственным испытаниям, после чего внедрена в действующем производстве. В настоящее время немецкая фирма-производитель инструмента является альтернативным поставщиком шкурки на бумажной основе зернистостью Р1200.

Изобретение относится к способам оценки параметров работоспособности абразивного инструмента на гибкой основе и может быть использовано для оценки режущей способности опытного инструмента относительно базового для выбора инструмента с оптимальными характеристиками. Способ заключается в том, что режущую способность инструмента определяют методом относительного сравнения испытуемого и базового инструмента. Для этого проводят подготовку обрабатываемых образцов и подготовку образцов опытного и базового инструмента. Инструмент перед этим помещают в камеру кондиционирования на 24 часа. Затем проводят шлифование образца опытным инструментом в течение одной минуты, взвешивают его и выполняют замеры шероховатости. Повторяют шлифование четыре раза, последовательно фиксируя значения массы обрабатываемого образца, затем эту же процедуру повторяют с использованием базового инструмента. Шлифование проводят тремя образцами опытного и тремя образцами базового инструмента. После этого проводят обработку полученных данных, как по опытному, так и по базовому инструменту и вычисляют процентное соотношение суммарного съема материала опытного инструмента относительно базового инструмента. Технический результат - повышение точности получаемой информации и прогнозирования работы инструмента в производственных условиях. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ определения режущей способности абразивного инструмента, в частности, в виде диска, по которому взвешивают образец заготовки и испытуемый инструмент, проводят шлифование заготовки, повторно взвешивают образец заготовки и вычисляют режущую способность инструмента путем определения количества сошлифованного материала за цикл шлифования, отличающийся тем, что режущую способность инструмента определяют методом относительного сравнения испытуемого и базового инструментов, для чего проводят подготовку обрабатываемых образцов путем маркировки и взвешивания и подготовку образцов опытного и базового инструментов, помещая их в камеру кондиционирования на 24 ч, маркируя и взвешивая, затем проводят шлифование образца опытным инструментом в течение одной минуты, взвешивают его и выполняют замеры шероховатости, повторяют шлифование четыре раза, последовательно фиксируя значения массы обрабатываемого образца, затем эту же процедуру повторяют с использованием базового инструмента и проводят обработку полученных данных, вычисляя как по опытному, так и по базовому инструменту разницу масс обработанного образца до и после обработки за время, равное одной минуте, суммарную массу сошлифованного материала за весь цикл обработки и среднеарифметическое значение съема материала, после чего вычисляют процентное соотношение суммарного съема опытного инструмента относительно базового инструмента.2. Способ определения режущей способности абразивного инструмента, в частности, в виде шлифовальной шкурки, по которому взвешивают образец заготовки и испытуемый инструмент, проводят шлифование заготовки, повторно взвешивают образец заготовки и вычисляют режущую способность инструмента путем определения количества сошлифованного материала за цикл шлифования, отличающийся тем, что режущую способность инструмента определяют методом относительного сравнения испытуемого и базового инструментов, для чего проводят подготовку обрабатываемых образцов путем маркировки и взвешивания и подготовку образцов опытного и базового инструментов, помещая их в камеру кондиционирования на 24 ч, маркируя и взвешивая, затем проводят шлифование образца опытным инструментом в течение одной минуты, моют, высушивают, взвешивают его и выполняют замеры шероховатости, повторяют шлифование четыре раза, последовательно фиксируя значения массы обрабатываемого образца, затем эту же процедуру повторяют с использованием базового инструмента и проводят обработку полученных данных, вычисляя как по опытному, так и по базовому инструменту разницу масс обработанного образца до и после обработки за время, равное одной минуте, суммарную массу сошлифованного материала за весь цикл обработки и среднеарифметическое значение съема материала, после чего вычисляют процентное соотношение суммарного съема опытного инструмента относительно базового инструмента.3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в камере кондиционирования выбирают режимы температуры и влажности на основании условий для хранения инструмента, установленных изготовителем инструмента.4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что шлифование проводят тремя образцами опытного и тремя образцами базового инструмента.5. Способ по п.2, отличающийся тем, что шлифование шкурки производят с помощью оборудования, имеющего бегунок с приводом продольных перемещений, со скоростью 70 двойных ходов в минуту.