Uravnavanje brusilne zmogljivosti brusilnih plošč z mešano zrnatostjo abrazivov

Brušenje je strojni proces, pri katerem se uporablja abrazivno brusno kolo (GS, kot je prikazano na sliki 1) za odstranjevanje materialov pri določeni hitrosti vrtenja [1]. Brusilno kolo je sestavljeno iz abrazivov, veziva, polnil in por itd. Pri čemer ima abraziv vlogo rezila med postopkom brušenja. Žilavost, trdnost, obnašanje pri lomu, geometrija abraziva pomembno vplivajo na zmogljivost brušenja (zmogljivost brušenja, celovitost površine obdelanega obdelovanca itd.) brusa [2, 3].

Slika 1.Tipična brusna kolesa z mešano zrnatostjo abrazivov.

Testirana je bila trdnost cirkonijevega oksida (ZA) z zrnatostjo F14~F30. Vsebnost abraziva F16 ali F30 v pripravljenem GS je bila razdeljena v pet stopenj od visoke do nizke: ultravisoka (UH), visoka (H), srednja (M), nizka (L) in izjemno nizka (EL). Ugotovljeno je bilo, da je bila Weibullova drobilna trdnost F14, F16 in F30 ZA 198,5 MPa, 308,0 MPa oziroma 410,6 MPa, kar kaže, da je trdnost ZA rasla z zmanjšanjem velikosti abrazivnega zrna. Večji Weibullov modulmje pokazala manjšo raznolikost med testiranimi delci [4-6]. Themvrednost se je zmanjševala z zmanjševanjem zrnatosti abraziva, kar je razkrilo, da je bila raznolikost med testiranimi abrazivi večja z zmanjševanjem zrnatosti abraziva [7, 8]. Ker je gostota defektov abraziva konstantna, imajo manjši abrazivi manjše defekte in večjo trdnost, zaradi česar so finejši abrazivi težje zlomljivi.

sl.2. Weibullov značilni stress₀in Weibullov modulmza različne zrnatosti ZA.

Razvit je bil model celovite obrabe abraziva za idealni postopek servisiranja [9], kot je prikazano na sliki 3. V idealnih pogojih ima abraziv visoko stopnjo izkoriščenosti in GS ima dobro brusilno zmogljivost [3]. Pod dano brusilno obremenitvijo in trdnostjo vezivnega sredstva so bili glavni obrabni mehanizmi spremenjeni iz obrabe zaradi drgnjenja in mikrostrukture za F16 na obrabo zaradi drgnjenja in izvlečenja za F30 zaradi razlike v abrazivni drobilni trdnosti [10,11]. Degradacija GS, ki jo povzroči obraba, in samoostrenje, ki ga povzroči izvlečenje abraziva, bi lahko dosegli ravnotežno stanje, s čimer bi znatno povečali zmogljivost brušenja [9]. Za nadaljnji razvoj GS je treba prilagoditi in nadzirati drobilno trdnost abraziva, moč veziva in obremenitev pri brušenju ter razvoj obrabnih mehanizmov abrazivov, da bi spodbudili stopnjo izkoristka abrazivov.

sl.3.Idealen postopek servisiranja abraziva

Čeprav na brusilno zmogljivost GS vplivajo številni dejavniki, kot so drobilna trdnost abraziva, moč vezivnega sredstva, obremenitev pri brušenju, obnašanje abrazivnega rezanja, pogoji brušenja itd., lahko raziskave regulativnih mehanizmov zrnatosti zmesi abrazivov zagotovijo veliko referenco pri načrtovanju in izdelavi GS.

Reference 

• I.Marinescu, M. Hitchiner, E. Uhlmanner, Rowe, I. Inasaki, Priročnik za obdelavo z brusilnim kolutom, Boca Raton: Taylor & Francis Group Crc Press (2007) 6-193.
• F. Yao, T. Wang, JX Ren, W. Xiao, Primerjalna študija preostale napetosti in prizadete plasti pri brušenju jekla Aermet100 z aluminijevimi in cBN kolesi, Int J Adv Manuf Tech 74 (2014) 125-37.
• Li,T. Jin, H. Xiao, ZQ Chen, MN Qu, HF Dai, SY Chen, Topografska karakterizacija in obnašanje obrabe diamantnega kolesa na različnih stopnjah obdelave pri brušenju optičnega stekla N-BK7, Tribol Int 151 (2020) 106453.
• Zhao, GD Xiao, WF Ding, XY Li, HX Huan, Y. Wang, Učinek vsebnosti zrn v enoagregiranem zrnu kubičnega borovega nitrida na mehanizem za odstranjevanje materiala med brušenjem zlitine Ti-6Al-4V, Ceram Int 46(11) (2020) 17666-74.
• F. Ding, JH Xu, ZZ Chen, Q. Miao, CY Yang, Značilnosti vmesnika in obnašanje pri lomu spajkanih polikristalnih zrn CBN z uporabo zlitine Cu-Sn-Ti, Mat Sci Eng A-Struct 559 (2013) 629-34.
• Shi, LY Chen, HS Xin, TB Yu, ZL Sun, Raziskava o lastnostih brušenja visoko toplotno prevodnega vitrificiranega CBN brusilnega koluta za titanovo zlitino, Mat Sci Eng A-Struct 107 (2020) 1-12.
• Nakata, AFL Hyde, M. Hyodo, H. Murata, verjetnostni pristop k drobljenju peščenih delcev pri triosnem preizkusu, Geotechnique49(5) (1999) 567-83.
• Nakata, Y. Kato, M. Hyodo, AFL Hyde, H. Murata, Enodimenzionalno kompresijsko obnašanje enakomernega peska, povezano z drobilno trdnostjo posameznih delcev, Soils Found 41(2) (2001) 39-51.
• L. Zhang, CB Liu, JF Peng, itd. Izboljšanje zmogljivosti brušenja hitrega tirnega brusilnega kamna z mešano zrnatostjo cirkonijevega korunda. Tribol Int, 2022, 175: 107873.
• L. Zhang, PF Zhang, J. Zhang, XQ Fan, MH Zhu, Preskušanje učinka velikosti zrna abraziva na obnašanje pri brušenju tirnic, J Manuf Process53 (2020) 388-95.
• L. Zhang, CB Liu, YJ Yuan, PF Zhang, XQ Fan, Preiskava učinka abrazivne obrabe na brusilno zmogljivost tirnih brusilnih kamnov, J Manuf Process 64 (2021) 493-507.