16.7. Геометрические параметры лезвий абразивных зерен

У лезвийных металлорежущих инструментов форма и располо-жение режущих кромок, а также пространственное положение их передних и задних поверхностей относительно базирующих эле-ментов определены и задаются значениями угловых и линейных геометрических параметров на рабочих чертежах. Абразивные зерна, выполняющие в шлифовальных кругах функции режущих зубьев, имеют неправильную геометрическую форму. Располо-жение зерен в массе шлифовального круга также не упорядоче-но – каждое зерно в процессе изготовления круга может занять любое пространственное положение. Следовательно, и геометри-ческие угловые параметры поверхностей на режущих лезвиях абразивных зерен имеют случайный, вероятностный характер и могут колебаться в широких пределах.

На рис. 16.13 в двух положениях показано абразивное зерно из нитрида бора (эльбора), на котором имеются выступы, способные выполнять функции режущих зубьев. Выберем на этом зерне один выступ (вершина в точке 1) и проанализируем, какие угловые параметры, определяющие положение передних и задних поверхностей, возможны при различных положениях абразивного зерна, совершающего главное движение резания со скоростью относительно поверхности резания. Для того, чтобы рассматри-ваемый выступ принимал участие в резании, абразивное зерно должно занимать в пространстве ограниченный ряд положений. В одном крайнем положении (см. рис. 16.13,а) на поверхности резания находится также точка 2 другого выступа зерна и при повороте зерна против хода часовой стрелки (поворот при условии касания поверхности резания возможен только вокруг точки 2) точка 1 рассматриваемого выступа перестает принимать участие в резании.

а) б)

Рис. 16.13. Крайние возможные положения передних (а) и задних (б) поверхностей режущего выступа абразивного зерна

В другом крайнем положении (см. рис. 16.13,б) на поверхности резания оказывается точка 3 следующего выступа зерна, и при повороте зерна по ходу часовой стрелки оно поворачивается вокруг точки 3, и точка 1 также выйдет из процесса резания. Так как направление главного движения в обоих случаях одинаково, то и функции передних и задних поверхностей на рассматри-ваемом выступе выполняют одни и те же грани. Однако угловые положения этих поверхностей и соответственно значения перед-них и задних углов будут различны. В первом случае резание рассматриваемым выступом производится с большим по значе-нию отрицательным передним углом () и большим задним углом (). Во втором случае этот же выступ производит резание с положительным передним углом () и малым значением заднего угла (). Возможный угол разворота зерен вокруг точки1 при условии, чтобы рассматриваемый выступ принимал участие в резании, составляет . Так как вероятность любого произвольного положения зерна в пределах углаодинакова, то условно можно принять, что рассматриваемый выступ работает со следующими средними значениями передних и задних углов:и.

Проведение измерений передних и задних углов на режущих лезвиях всех выступов, расположенных по периметру большого числа абразивных зерен из электрокорундов и нитрида бора, показало, что кривые распределения значений передних и задних углов имеют вид, представленный на рис. 16.14.

Рис. 16.14. Относительная частота значений передних  и задних  углов на режущих лезвиях абразивных зерен шлифовальных кругов

Наибольшее значение относительной частоты m наблюдается для передних углов при и для задних углов при. Таким образом, характерной особенностью шлифования является то, что резание производится абразивными зернами, лезвия ко-торых имеют в основном большие отрицательные значения перед-них углов. Этим объясняются наклеп и остаточные напряжения сжатия на обработанных поверхностях.