Одной из основных характеристик абразивного инструмента является размер абразивных зерен. От формы и размера применяемых шлифовальных порошков во многом зависит производительность процесса и качество поверхности детали при абразивной обработке. Поэтому большое внимание уделяется исследованию геометрических параметров абразивных материалов в исходном состоянии и в процессе обработки [1, 2].

Форма и размеры зерен характеризуются множеством геометрических параметров. Из них наиболее распространенным является ширина b зерна. Согласно ГОСТ 3647, ширина зерна определяется как сумма расстояний между двумя наиболее удаленными точками профиля, лежащими по разные стороны от линии, определяющей длину зерна.

Рассев на ситах является наиболее распространенным способом классификации зерен по размерам. Основным параметром при такой классификации считается ширина зерна. Согласно ГОСТ Р 52381 на зернистость шлифовальных порошков природных и искусственных абразивных материалов, для контроля качества зернового состава шлифовальные порошки размером от 45 до 4750 мкм просеивают через контрольные сита с различным размером ячеек.

В связи с этим необходимо знать и распределение размеров зерен при рассеве на ситах. Большинство исследований рассматривают геометрические параметры зернистости в целом [3, 4] или отдельных фракций [5].

Поэтому цель работы заключалась в исследовании распределения ширины зерен шлифовальных порошков, полученных при рассеве на контрольных ситах по ГОСТ Р 52381, в широком интервале зернистостей.

Для исследований выбраны шлифовальные порошки карбида кремния черного марки 54С  качества F следующих зернистостей, серийно изготовляемые на ОАО «Волжский абразивный завод»: F36-F180. В результате рассева на контрольных ситах каждой зернистости получали по 5 остатков на ситах и поддонах (всего 34 остатка), их которых методом квартования отобрано по одной пробе для измерения ширины зерен. Общее количество измеренных зерен – более 30000. Относительная погрешность измерения ширины зерна составляет 3..5%. Более подробное описание методики измерений опубликовано в [6].

С использованием критерия Пирсона на уровне значимости 0,05 оценивали соответствие распределения ширины зерен нормальному закону. Установлено, что для 85% всех выборок ширина зерен подчиняется нормальному закону распределения.

Нормальное распределение является двухпараметрическим, содержащим среднее значение b и дисперсию σ² ширины зерен, плотность распределения равна

(1)
Связь среднего значения ширины зерен с размером ячейки верхнего сита W_в, как показал корреляционный анализ [6], с коэффициентом достоверности аппроксимации R²=0,99 описывается линейной корреляционной зависимостью:

(2) 

Дисперсия ширины зерен связана с размером ячейки верхнего сита W_в степенной корреляционной зависимостью:

(3)

Подставляя найденные зависимости (2) и (3) в общее уравнение (1), получаем, что плотность распределения ширины зерен шлифпорошков карбида кремния черного в диапазоне зернистостей F180-F36 описывается формулой:

 (4)  

1. Сафонова М.Н. Компьютерно-аналитические методы диагностики эксплуатационных характеристик алмазных порошков и композиционных материалов на их основе / М.Н. Сафонова, Г.А. Петасюк, А.С. Сыромятникова – Новосибирск: Издательство СО РАН, 2013. – 222 с.
2. Bouwman, A. Which shape factor(s) best describe granules? / A.M. Bouwman, J.C. Bosma, P. Vonk  et al. // Powder Technology. – 2004. – № 146. – P. 66–72.
3. Ваксер, Д. Б. Исследование геометрии и размеров абразивного зерна // «Абразивы». – 1956. -  №16. – С. 3-15.
4. Кошин, А.А. Исследование гранулометрического состава и микрогеометрических показателей абразивных зёрен шлифовальных кругов, применяемых в обдирочном шлифовании. / А.А. Кошин, А.В. Сопельцев // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение. – 2010. – № 10 (186). –С. 77-82.
5. Носенко, В.А. Методика и некоторые результаты исследования геометрических параметров порошков из карбида кремния / В.А. Носенко, И.А. Макушкин, К.А. Букштанович // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. – 2011. – № 4-2 (288). – С. 125-130.
6. Носенко, В.А. Связь ширины зёрен шлифовальных порошков из карбида кремния чёрного с размерами ячеек контрольных сит / Носенко В.А., Александров А.А. // Известия вузов. Машиностроение. – 2015. – № 5. – C. 74-80.

Все статьи автора «Мустафина Джамиля Алиевна»