Способ определения плотности распределения вершин абразивных зерен в объеме режущего слоя абразивного инструмента и щуп профилографа для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК G01B5/28 

Изобретение относится к технологии машиностроения, а именно к средствам и методам определения параметров абразивного инструмента.

Целью изобретения является увеличение объема получаемой информаци и повьШ1ение ее достоверности.

Трудности определения плотности распределения вершин абразивных зерен связаны с тем, что при профи- лографировании игольчатым щупом большая часть вершин не регистрируется, а при профилографировании ножевым щупом с профилем кромки, эквидистантным образующей абразивного инструмента, невозможно раздельно зарегистрировать вершины, лежащие рядом на параллельных трассах.

На фиг. 1 схемая-ически изображена установка для профилирования; на фиг. 2 - профилограмма, (резуль- тат профилографирования), на фиг. 3 схема взаимодействия вершин абразивного инструмента со щупом.

Способ определения плотности рас пределения вершин абразивных зерен заключается в том, что поверхность абразивного инструмента 1 (фиг. 1) профилографируют ножевым щупом 2 с дугообразной кромкой 3. Сигналы датчика 4 после усиления записывают на профилограмму (фиг. 2). При та-. ком профилографировании будут записаны не только вершины, лежащие на основной (средней) трассе, но и некоторые из вершин удаленные от этой трассы вбок.

Размах профилограммы, соответствующий максимальной зарегистрированной высоте выступа Н , разбивают на п уровней высоты (слоев) Д,.,. Л2; ,,, fl2-p, Каждому слою приписывают координату К; , соответствующую середине слоя. Затем посчитывают числа т; вершин зерен абразива в каждом из слоев и определяют относительную опорную длину

профиля {;

if

i- LT р.

г

j - номер выступа;

Е;; - ширина каждого из выступов

на уровне высоты Z;; - число выступов на уровне высоты-Z, на всей длине профилограммы ,

- зарегистрированная длина . профилогрпмпы.

При такой обработке часть верашн абразивных зерен не будет зафиксирована, поскольку выступы, расположенные на различных трассах, могут члстично перекрываться (см, выступ 5 - отмечен пунктиром - перекрытый выступом 6 - отмечен сплоипюй линией) . Кроме того, в один и тот же интервал могут попасть вершины зерен

разной высоты в зависимости от величины их смещения вбок от средней трассы профилографирования.

Задачей последующей обработки является восстановление числа пропущенных и их распределение в объеме рабочего слоя инструмента.

Для этого рассчитывают вспомогательную функцию

Уп;

которую для облегчения последующих преобразований аппроксимируют, например, степенной зависимостью

Mi

K.:

Величины К и р находят при аппроксимации, например, по методу наименьших квадратов.

Плотность распределения вершин абразивных зерен в объеме рабочего слоя, т.е. среднее количество вершин в единице объема на различных уровнях высоты, находится из зави- симости ( Л 1 n(v}

U);rT-:::(dK

dzj 42-хг -00

где Z - координата слоя, измеренная от вершины максимального выступаj

текущая переменная интегрированияприведенный радиус кривиз

X S

ны, определяемый из соотношения

Р- - Р 4Р

; пр Ц И )

где 1 ц - радиус кривизны кромки

щупа; л радиус кривизны поверхности

контролируемого абразивно- го инструмента. В случае степенной аппроксимации вспомогательной функ1щи (г) вычис- ление упрощается

k.r((iHV2 -°

VAf « -

Ul- -: :- 42 ;гй„р . Г((0,5) для Z г О,

где К,и - коэффициенты, полученные при аппроксимации функции 1 ( 3

(х) - табулированная гамма- функция . Чем больше радиус кривизны кромки щупа, тем больше зерен будет зафиксировано на единице длины профило граммы, что может затруднить ее расшифровку. Установлено, что наиболее удобны те профилограммы, где относительная опорная длина профиля на уровне Ч , соответствующем м ак- симальной глубине режущего слоя, составляет

0,05 -IH 0,2,

чему соответствует приведенный радиус кривизны в пределах

0,5 о/эе й„р 20 -Р/эе ,

где D - средний диаметр абразивных

зерен ,

ЭС - относительная объемная

доля абразивного материала в абразивном инструменте. Для предварительного выбора щупа можно считать, что R,coи принять

Чц-З-г/эеГ

Для практической реализации способа достаточно иметь набор щупов с радиусами кривизны кромки в диапа зоне 0,5-30 мм.

Результаты измерения- будут достоверными лишь в том случае, если касание зерен будет происходить только с дугообразной кромкой щупа, что накладывает ограничения на его ширину.

Ширину щупа 6 следует выбирать такой, чтобы расстояние от краев его кромки до прилегакицей поверхнос ти абразивного инструмента превы- ;шало 0,2-D (см. фиг. 3).

Отсюда

&2,6-D-R

op

или

8(R-;4R-;i.U-D.

Формула изобретения

1. Способ определения плотности распределения вершин абразивных зерен в объеме режущего слоя абра5 5

20

30

35

0

5

0

зивного инструмента, заключающийся в том, что поверхность абразивного инструмента профилографируют ноже- видным щупом, по данным профилограм- мы определяют количество верхпин выступов на трассе в различных интервалах высоты и длину трассы, отличающийся тем, -что, с целью увеличения объема получаемой информации и повьппения ее достоверности, используют щуп с дугообразной кромкой,.дополнительно определяют относительную опорную длину профиля по интервалам высоты, а искомую плотность распределения определяют по формуле

K-r{Rttb2(( -° 5)

itRnp r(pt0.5)

для Z г 0

где n (} - плотность распределения вершин зерен в объеме режущего слоя абразивного инструмента на yposHe j 1ц В - параметры аппроксимирую- . щей степенной функции к т;

k-г

bii

i - номер уровня высоты; hi, - количество вершин на про- филограмме в слое, соот- . ветствующем i -му уровню высоты

t; - относительная опорная длина профиля на i -м уровне высоты

Rnp приведенный радиус кривизны, определяемый из соотношения .Кц R J- - радиус кривизны кромки

щупа;

и радиус кривизны контролируемого абразивного изделия;

Г(х) - табулированная гамма- функция.

2. Щуп профилографа для осуществления способа по п. 1, отличающийся тем, что радиус кромки щупа и его ширина (по хорде) соответствуют соотношению

Ь -Иц и ) Ь

где ft D

;- ширина щупа по хорде; - средний диаметр абразивных зерен.

иг. 7

Изобретение относится к технологии машиностроения, а именно к средствам и методам определения параметров абразивного инструмента. Цель изобретения - увеличение -объема получаемой информации и повьпле- ние ее достоверности. Это обеспечивается тем, что после профилографи- рования подсчитывают не только коли-- чество вершин на каждом уровне высоты режущего слоя, но и относительную опорную длину профиля. Это позволяет восстановить, пользуясь статистическими методами, вершины абразивных зерен, незарегистрированных: вследствие частичного или полного перекрытия. Плотность распределения вершин абразивных зерен в объеме режущего слоя абразивного инструмента вычисляют по формуле n(Z ) kr (р + 1) 7 (Р -0,5),p Г ( +0,5), где n(Z)- координата слоя, измеренная от максимального выступа; k и р - коэффициенты, полученные в результате аппроксимации параметров распределения результатов измерения степенной функцией KZ m;/(i -tt-,) , где - номер уровня высоты; т; - количество вершин на профилограмме в слое, соответствующем i -му уровню высоты, i; - относительная, опорная длина профиля на i -м уровне высоты; R пр приведенный радиус кривизны, определяемый из соотноше- rt-i -t 1 ния R , R пр - -Н U , где Кц - - радиус кривизны кромки щупа; Rи - радиус кривизны образующей контролируемого изделия; Г(х) - турбулиро- ванная гамма-функция. Щуп профило- графа вьтолнен с ножевидной дугообразной кромкой, что позволяет при профилографировании отмечать вершины, лежащие не только на основной. (средней) трассе, но и на близле- жа1в;их параллельных троссах. Для удобства расшифровки профилограммы рекомендуется выбирать радиус кромки щупа в соответствии с соотношением 0,517/х i. «„р : 20Р/х% где D - средний диаметр абразивных зерен, а )f - относительная объемная доля абразивного материала в абразивном инструменте. Ширину щупа следует выбирать из соотношения ft(Rц- ( „ ) 1,6D , где 6 - ширина щупа по хорде. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. (Л

Составитель В.Романов Редактор М.Бандура Техред л.Сердюкова Корректор Т,Колб

Заказ 5213/35

Тираж 670Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул.Проектная, 4