金刚石砂轮的磨削性能检测方法

超硬天地 2018-12-18 07:47:02


/华淑杰 梁杰 徐涌宏 许延芝


摘要:本文介绍了一种科学的金刚石砂轮磨削性能检测方法,并对检测过程进行了详细的说明,破解了长期困扰砂轮配方工艺研究者的砂轮耐磨性和锋利度无法量化测定的难题。

1前言

金刚石砂轮已越来越广泛地应用于磨削硬质合金、磁性材料等物质。金刚石砂轮出厂前的检查项目通常有:(1)基本尺寸;(2)形位公差;(3)外观缺陷;(4)硬度;(5)静平衡;(6)动平衡。

人们常常认为硬度、静平衡、动平衡这几项检查直接决定磨具的安全性及使用性能,因此作为砂轮出厂前的必检项目,而对砂轮磨削性能——锋利度和耐磨性这两个用户最关心的技术指标,则因缺乏有效的、合适的检测手段难以实施检测。因此,设计并制造一种专门检测金刚石砂轮磨削性能的设备成为一种迫切的需求。

我们通过与砂轮生产商密切合作,深入研究了砂轮的制造工艺、现场使用状况等,提出了检测砂轮磨削性能的方法,并且成功研制了DHM-3型金刚石砂轮磨削性能试验机,有效实现了对砂轮磨削性能的检测,使砂轮制造商在产品出厂前就能比较真实地了解到砂轮的内在使用指标。

2检测设备工作原理

以市场上最常见的用于磨削硬质合金的金刚石砂轮试块摆向为例来说明DHM-3的工作原理。

将外径60—120mm、环宽310mm、内孔20 mm、厚度1020mm的平行砂轮试样,安装在DHM-3的高速主轴上,再将磨削对象——硬质合金试块安装在一个专用支架上,通过一定的控制方法使砂轮与硬质合金试块保持恒力接触状态。硬质合金试块为一个尺寸范围是:长60120mm,宽10一20mm,厚10一20mm的长方体。如图1所示。


DHM-3可以实现以下功能:

(1)设定试块的消耗量:即磨削前与磨削后的试块长度;

(2)设定砂轮的线速度(15—25转/分);

(3)设定被磨削对象(硬质合金试块)左右方向的摆频0-45次/分);

(4)设定运行时间,即砂轮开始转动到停止转动的时间。 

3检测方法

使用DHM-3试验机,可以用以下两种方法实现对砂轮磨削性能的检测:

(1)通过检测试块和砂轮的消耗量,计算出二者的磨耗比,反映出砂轮的磨削性能。步骤是:

①分别称取砂轮和试块的重量G1、G2,然后将砂轮和试块安装在DHM-3上。

②设定试块的消耗量,磨削前为L1,磨削后为L2

③设定砂轮的线速度、试块的摆频。

通过触摸屏设定好上述数据后,开启设备运行;当试块被磨削至设定的最小值L2时,DHM-3自动停止运行,并记录下来整个过程的运行时间。

此时,将砂轮和试块取下,再分别称取其重量G1’、G2’,计算磨耗比:


通过磨耗比值可反映出砂轮的磨削性能。磨耗比越小,说明砂轮越耐磨。运行时间主要反映砂轮的锋利度,运行时问越短,说明砂轮越锋利。

(2)通过检测运行时问反映砂轮的磨削性能。

通过试验研究,我们发现这种方珐更适台检铡陶瓷金刚石砂轮和陶瓷CRN砂轮的磨削性能,因为这两种砂轮比树脂金刚石砂轮要耐磨得多,因此可以忽略砂轮舶消耗。具体操作方法如下:

①先记录试块磨削前的长度值L1。

②设定砂轮的线速度、试块的摆频。

③设定DHM-3的运行时间。

通过触摸屏设定好上述数据后,开启设备运行。运行到谩定时同时,DHM-3自动停止。量取试块磨削后的长度值L2。计算出试块的磨除量ΔL。

ΔL=L1一L2

磨削时间一定时,ΔL越大,说明砂轮越耐磨、越锋利。

DHM-3的工作过程基本仿真了砂轮的现场工作过程。试验证明,只要选取品质一致、尺寸合适的硬质合金试块作为标准检测试块,用DHM-3就可以实现对砂轮磨削性能的检测.使得砂轮瓴遣商在其产品出厂前就可以真实了解砂轮的磨削性能。

当个别用户需要选购很贵重的、特殊规格的太砂轮时,砂轮供货商可以要求用户提供被磨舯件作为标准试样,先制作砂轮小样进行检测,井将磨削性能指标提供给用户,当可“满足使用要求时再镧作合适规格的大砂轮,可以减少试验成本。

4检测数据处理

图2是DHM-3的柱测记录触摸屏操作界面。通过该界面可以锟方便地蒋需要的工作参数录^;通过状态监视界面可以实时地观测、查询检测数据。


5结论

用户的现场使用结果证明。本文提出的“金刚石砂轮磨削性能实验检测方法”是一种切实可行的、比较科学的检测方法。我们为广大的金刚石砂轮工艺配方研究者和生产商提供了一种可靠的检测设备,破解了长期困扰砂轮配方工艺研究者的砂轮耐磨性和锋利度无法量化测定的难题。

作者简介:华淑杰,女,郑州大华机电技术有限公司工程师,长期从事金刚石工具生产设备的研究制造工作。



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