Prispevek k teoriji brušenja

_ _ _ _ _ _ _ _ STROJNIŠKI VESTNIK_ _ _ _ _ _ _ _ _

LETNIK V L3UBUANA, V AVGUSTU 1959 ŠTEVILKA 4/5

DK 621.923.001.5

Prispevek k teoriji brušenja

J A N E Z P E K L E N I K

1. K problem u in defin iciji brušenja

T e h n o lo šk i p o sto p e k b r u š e n ja d o b iv a v m o ­ d e rn i p ro iz v o d n ji v ed n o v e č ji p om en. V m n o žin sk i in s e rijs k i p ro iz v o d n ji g re te ž n ja za tem , d a se n a ­ d o m e šč a v n a p r e jš n ja o b d elav a oz. g ro b a o b d elav a o b d e lo v a n c e v , k i se sedaj o p ra v lja s s tru ž e n je m in fre z a n je m , s p la s tič n im i p re o b lik o v a ln im i p o sto p k i, n. p r. z n a ta n č n im k o v a n je m ali stis k a n je m . O b d e- lo v a n c i se p r i te m p la stič n o o b lik u je jo ta k o , d a je p o tre b n a n a to sam o še k o n č n a o b d e la v a z b ru s iln im p o sto p k o m .

T u d i v p o sa m ič n i p ro iz v o d n ji zav zem a b ru š e ­ n je p o m e m b n o m esto. O d p ra v iln ih b ru siln ih pogo­ je v , p r a v iln e iz b ire b ru s a za določene m a te ria le o b d e lo v a n c a itd . je o d v isn a k v a lite ta p o v ršin e , se p ra v i n je n a h ra p a v o s t in sp re m e m b e v n o tra n je m m e jn e m sloju, n a ta n č n o s t in d ru g e v eličin e, k i do­ lo čajo fu n k c io n a ln o v re d n o s t ob d elo v an ca.

Iz te h ra zlo g o v je p o tre b n a d o lo čitev g eo m e­ tr ič n ih in fiz ik a ln ih v p liv n ih veličin p r i p o sto p k u b r u š e n ja . T a p ro b le m a tik a z a v zem a p r i ra z isk o v a ­ n ju o d re z a v a n ja k o v in poseb n o m esto. Z a ra d i sto ­ h a s tič n e ra z d e litv e p o sam ezn ih b ru s iln ih z rn v b r u s u in n jih o v e ra z n o lik e g e o m e trije , k i je n i m o ­ goče d e te rm in ira ti, je te o re tič n a in e k s p e rim e n ta ln a o b d e la v a te g a te h n o lo šk e g a p o sto p k a zelo otežena. N a d a ljn ja te ž a v a , k i se v e d n o zn o v a p o ja v lja p ri te h ra z is k o v a n jih , je z a z n a v n a p r i p re n o s u la b o ra ­ to r ijs k ih ra z is k o v a ln ih re z u lta to v v p ra k so . Iz k u š­ n ja k a že, d a se p rip o ro č ila o p o sam ezn ih p o g o jih b r u š e n ja iz la b o r a to r ija le m a lo k d a j u je m a jo ' z o n im i iz p ra k se . T eg a so k riv e n e p o p o ln e in d elo m a n a p a č n e p re d s ta v e o m e h a n iz m u b ru š e n ja , z g ra d b i b ru s o v in n jih o v e m o b n a š a n ju m e d obdelavo, p a tu d i zg re še n e p re d s ta v e o g e o m e triji p o sam ezn eg a o d rezk a, o b ra b i b ru s a , s ila h in te m p e r a tu r a h n a p o ­ sa m e z n ih z rn ih itd .

P r i d o s e d a n jih ra z is k o v a n jih b ru s iln e g a p o ­ s to p k a [1— 4] je b ila o sv o je n a p re d s ta v a , d a je b ru s g eo m etričn o določen, in sicer, d a so z r n a p o ra z d e ­ lje n a v e n a k o m e rn ih ra z d a lja h d ru g o o d . d ru g e g a in leže v sa n a eni in isti n iv o jsk i ploskvi. N a d a lje so b ili p o izk u si p ri p o sa m e z n ih p o g o jih b ru š e n ja p o n o v lje n i le e n k ra t ali d v a k ra t. Iz te h m a lo šte v il­ n ih p o iz k u so v so iz v a ja li z a k lju č k e , k i n a j b i im eli sp lo šn o v e lja v o . V eliko štev ilo v p liv n ih v e ličin p ri b r u š e n ju t e r j a p la n ira n je ra z is k a v in v re d n o te n je r e z u lta to v z m e to d a m i m a te m a tič n e s ta tis tik e . Le ta k o bo m o g o če n a jti splošno v e lja v n e z a k o n ito sti in v p r a k s i d o lo čiti o p tim a ln e pog o je b r u š e n ja glede n a k v a lite to in ceno izdelka.

varilno mes/o termoetementa

Sl. 1 a. M eriln i e le m e n t za določitev preb ru sn eg a šte vila in te m p e ra tu r p ri b ru še n ju , b — m e riln a shem a

V te j ra z p ra v i bom o o b ra v n a v a li n e k a te re n o ­ v e jše izsled k e s p o d ro č ja b ru š e n ja , k i jih je a v to r n a šel p ri e k s p e rim e n ta ln ih in te o re tič n ih razisk o ­ v a n jih te p ro b le m a tik e [5, 6, 11, 12], S pom očjo p o seb n ih m e riln ih m e to d je bilo m ogoče iz d elati novo sliko o m e h a n iz m u b ru š e n ja in s te m n a ­ ta n č n o določiti eno n a jv a ž n e jših v p liv n ih v eličin p r i b ru š e n ju , in sicer deb elin o o drezka, k i g a odreže eno zrno. N a d a lje je b il določen n o v k r ite r ij za o b ra b o glede n a o b sto jn o dobo b ru sa . S te m i d o g n a­ n ji je d a n a osnova za n a d a ljn je ra z isk o v aln o delo te g a za p ro izv o d n jo ta k o p o m e m b n e g a teh n o lo šk e g a p o sto p k a.

2. O m ehanizm u brusilnega postopka

2,1 R aziskovalna m etodika. D a b i m ogli z b ra ti g lo b lje in p ra v iln e jš e p re d s ta v e o b ru še n ju , je b ila u v e d e n a n o v a m e riln a m e to d a [5], k i om ogoča m e rje n je te m p e r a tu r n a p o sam ezn ih b ru s iln ih z rn ih n e p o sre d n o m ed b ru še n je m . Iz časovnega z a p o re d ja te m p e r a tu r n ih im p u lzo v je m ogoče določiti ra z d a lje zrn , k i p re b ru s ijo eno in isto m esto n a obdelo v an cu p ri en em p re h o d u b ru sa . Z d ru g im i besed am i, ta k o je m ožno določiti štev ilo zrn , k i p re b ru s ijo obdelo- v a n e c p ri en em p re h o d u b ru sa.

katodni osci/ograf film ska kamera

ojačevalnik

merilni element brus

Sl. 2. Merilna naprava na brusilnem stroju

s p re m e ro m 0,2 m m je s pom očjo p o seb n eg a le p ila iz u m e tn e m ase dovolj trd n o z v e z a n a s sten o iz- v rtin e in p ro ti n je j izo liran a. V sako b ru siln o zrn o , k i se g ib lje z b ru siln o h itro s tjo v p re k o iz v rtin e , odreže del p la tin a s te žice in n a to še delček o b d e- lo v an ca. P r i te m n a s ta ja jo zelo v iso k e te m p e ra tu re , k i p ovzročajo z v a rje n je te rm o e le m e n ta p la tin a - jek lo . T e rm o e le k tričn e n a p e to sti, k i se v tr e n u tk u o d reza p o ja v lja jo v te j točki, se v b a te rijs k e m o jačev alcu o jačijo t e r p re n a š a jo n a k a to d n i oscilo- g raf, slik a 1 b. P o te k te rm o e le k trič n ih n a p e to sti se beleži s pom očjo sp ecialn e film sk e k a m e re n a zelo o b č u tljiv e m film u. N a slik i 2 je p rik a z a n a ra z isk o ­ v a ln a n a p ra v a n a b ru s iln e m stro ju . Z v a rje n o m esto n a te rm o e le m e n tu p la tin a -je k lo je v id e ti n a slik i 3 a, m e d te m ko k aže slik a 3 b e le k tro n sk o -m ik ro sk o - p ičn i p o sn e te k z v a rje n e g a m esta. Iz o b lik e b ru s il­ n ih b ra z d je v id eti, d a je b ila p r i o ra n ju z rn a skozi v a riln o m esto te m p e r a tu r a v iš ja od 1790 °C, to je ta lišč a p la tin e .

P o te k te rm ič n ih in s te m tu d i m e h a n ič n ih o b re m e n ite v o p azo v an eg a m e sta , to je te rm o e le ­ m e n ta p la tin a -je k lo p ri e n em p re h o d u b ru s a p re k o obdelovanca, je n a slik i 4 p rik a z a n k o t film sk i p o ­ sn etek . P rv o zrn o zad en e te rm o e le m e n t, k i se — n a ta n č n e je p o v ed an o — stv o ri v tr e n u tk u p re re z a. P o ja v i se p rv i e le k trič n i n a p e to s tn i im p u lz, k i m u u s tre z a te m p e r a tu r a Tu v tr e n u tk u p re re z a te g a m esta. N ato te m p e r a tu r a p a d a po določenem ekspo­ n e n tn e m zak o n u , in sicer ta k o dolgo, d o k le r n a ­ sled n je zrno, k i sled i v ra z d a lji lzg, n e p re re ž e isteg a m e s ta n a p o v ršin i obd elo v an ca. To se p o ­ n a v lja ta k o dolgo, d o k le r b ru s n i p re b ru s il m a ­ te ria ln e to čk e n a o b delovancu, k je r je n a m eščen te rm o e le m e n t. B liž n ja okolica te rm o e le m e n ta se je p r i te m se g rela n a n ek o sre d n jo te m p e ra tu ro T m.

O v išin a h tr e n u tn ih te m p e r a tu r n a p o sam ezn ih z rn ih je n e k a j p o d a tk o v v p o g la v ju o o b ra b i b ru so v .

T abela 1.

S re d n ji p r e m e r _{K o re k c ijs k i}

Z rn a to s t b ru s iln e g a _{f a k to r O pom be}

b r u s a z r n a d k _{ђ = b s / d k}

m m

46 0,360 0,70 P o d a tk i o p r o ­

c e n t u a ln i g r a

-60 0,235 1,07 n u lo m e t r ič n i

80 0,175 1,40 _{E. N. M a slo v u}s e s t a v i p o

[4]

100 0,131 1,90 P o p o d a tk ih

r a z lič n ih

120 0,110 2,30 tv r d k

150 0,090 2,80

K p rik a z a n i m e riln i m e to d i j e p o tre b n ih n e k a j p rip o m b . P o sa m e z n a z rn a , k i p re re ž e jo te r m o ­ e le m e n t, n im a jo sam o e n e re z a ln e k o n ice, m a rv e č v e č je štev ilo , p rib liž n o 3 do 10. N a f ilm u se k lju b te m u r e g is tr ir a sam o en im p u lz , in sic e r z a te g a ­ delj, k e r je ra z d a lja m e d p o sa m e z n im i k o n ic a m i z rn a p r e m a jh n a in leži v v e lik o s tn e m re d u m e d 0,05 do 0,1 m m . K a to d n i ž a re k p a je p re d e b e l, d a b i m ogel n a film u lo čiti v se te m ik ro im p u lz e , v e n d a r je s k u p in a k o n ic n a e n e m b ru s iln e m z r n u v n ji­ h o v em u č in k u n a ta n k o d o lo č e n a z e n im im p u lzo m . N a d a ljn je , k a r je tr e b a u p o š te v a ti p r i d o lo čitv i e fe k tiv n e ra z d a lje z rn lze, p a je, d a se za v se z r n a - to s ti b ru so v , to je od 46 do 150, p r e m e r te rm o

-Pt-žica

smer

gibanja

jeklo

Sl. 3. a) M erilni elem ent — term oelem ent P t-jeklo

b )— m erilni elem ent — posnetek zavarjenega m esta

Sl. 4. P otek tem peratur na posam eznih brusilnih zrnih: a — brušenje s skledastim brusom,

b — brušenje z va lja stim brusom

e le m e n ta n i sp re m e n il. Z n a n o je, d a z n a ša p re ­ m e r z rn a p r i b r u s u z z r n a to s tjo 46 p rib liž n o

dk " 0,36 m m (s re d n ja v re d n o s t), p r i b r u s ih z z rn a ­ to s tjo 150 p a p r i dk ~ 0,09 m m . K e r je b il p ri m e­ r itv a h p r e m e r te rm o e le m e n ta k o n s ta n te n , in sicer 0,25 m m , je b ilo p o tre b n o u v e s ti k o re k tu ro g le d e n a r a z d a ljo z rn , k i z a p o re d o m a p re b ru s ijo te rm o - e le m e n t. V ta b e li 1 so iz ra č u n a n i k o r e k tu r n i k o e ­ fic ie n ti za ra z lič n e b ru se . P r i u p o ra b i o p isa n e g a m e riln e g a e le m e n ta je tr e b a to u p o š te v a ti p r i v r e d ­ n o te n ju m e riln ih re z u lta to v . N a ta n č n e jšo an alizo te h ra z is k a v je m ogoče n a jti v d e lih [5, 6],

2,2 M ehanizem brušenja in d efin icija

prebrus-nega števila. B ru š e n je se o p ra v lja ta k o , d a določeno šte v ilo z rn , k i so s to h a stič n o p o ra z d e lje n a n a r a v ­ n ih ali v a lja s tih re z a ln ih p lo sk v a h b ru so v , v do­ lo č e n e m č a so v n e m z a p o re d ju o d re z u je po sam ezn e d elce n a o b d e lo v an cu .

P o k la sič n i d e fin ic iji p o v e p re b ru s n o število, k o lik o k ra t se p r e b r u s i m a te r ia ln a to č k a o b d elo - v a n c a p r i e n e m p r e h o d u b ru s a čezenj. P o A. T a

-sk in u [13] se iz ra ž a p re b ru s n o število z n a sle d n jim m a te m a tič n im o b ra z c e m :

„ b b

u = - = — -nw (1)

s v t

Iz d o se d a n jih ra z isk a v H. O p itza [14], E. S a lje ja [15] in d ru g ih je razv id n o , d a je p re b ru s n o število n e k a v p liv n a v eličin a, k i zelo v p liv a n a h ra p a v o s t p o v ršin e. Č im v išje se iz b ira štev ilo p re b ru š e n j, te m b o ljša je dosežena k v a lite ta b ru š e n e p o v ršin e. T a z a k lju č e k p a se v p ra k s i n i p o trd il vedno. H ra ­ p a v o st p lo sk v e je n a m re č o d v isn a tu d i od d ru g ih v p liv n ih veličin, k a k o r n. p r. b ru s iln e h itro s ti, po­ d a ja n ja , z rn a to s ti b ru s a , g e o m e trije b ru s a itd. V fo rm u li za h ra p a v o s t b ru š e n ih p o v ršin , k i jo je d o g n al E. S a lje [15], so te v p liv n e v e ličin e delom a u p o šte v a n e , v e n d a r je p re b ru s n o štev ilo ostalo de­ fin ira n o v k la sič n i obliki. Iz n o v e jših p re d sta v , k i so p o d k re p lje n e z e k sp e rim e n ti, se je pokazalo, da t a k la sič n a d e fin ic ija p re b ru s n e g a š te v ila n e m o re v z d rž a ti k r itik e [5].

D a b i m ogli p ri b ru š e n ju z a je ti p o ja v e z vsem i v p liv n im i v eličin am i, k i se p o ja v lja jo v te m po- to p k u , je bilo n eo g ib n o p o tre b n o p o isk a ti za p re ­ b ru s n o štev ilo n o v m a te m a tič n i izraz, k i n a j b i b il v e lja v e n z a v se p o sto p k e b ru š e n ja . P re b ru s n o šte ­ vilo izraža, k o lik o k ra t bo n e k a to č k a A m e h an ičn o in te rm ič n o o b re m e n je n a p r i en em p re h o d u b ru sa . To štev ilo se v ed a n e m o re b iti d ire k tn i p a ra m e te r za p re so jo k v a lite te p o v ršin e.

Is k a n a fu n k c ija se la h k o v sp lo šn em izrazi ta k o le :

U — f (v, Vw) lze> le j 1} a) (2) V e k sp lic itn i ob lik i p išem o p re b ru s n o število ta k o le :

n = — (3)

Sl. 6. a) Prebušenje ene točke površine obdelovanca pri okroglem brušenju, b) prebrušenje ene točke po­

vršine obdelovanca pri ploskem brušenju l l —- do lžin a k r iv u lje n a re z a ln i p lo sk v i b ru s a , n a

k a te r i leže z rn a, k i p ri en em p re h o d u b ru s a p re k o ob d elo v an čev e p lo sk v e p re b ru s ijo po­ lju b n o točko A. B ru s iln a z rn a , k i zad en ejo točko A, leže n a k r iv u lji s k o n čn o širin o

bs = djc, slik i 5 in 6,

lze —• e fe k tiv n a ra z d a lja z rn , k i leže n a k r iv u lji s širin o bs = d/c in p re b ru s ijo m a te ria ln o točko A p r i p re h o d u u -k ra t.

F o rm u la (3) za p re b ru s n o štev ilo v e lja splošno za vse b ru siln e p o sto p k e k a k o r okroglo, p losko b r u ­ še n je s p e rife rijo in s čelno re z a ln o p lo sk v ijo itd. P r i te m so u p o šte v a n i g e o m e trija re z a ln e p lo sk v e b ru s a (d, b), k in e m a tič n e v eličin e (v, v w), v p rije m n i p ogoji (le, a) in z rn a to s t b r u s a (lze)• P re b ru sn o število u im a sta tistič n o obeležje, k e r so v elik o sti

lze ra z d e lje n e po določenem s ta tistič n e m zakonu. S to d efinicijo je izražen o p re b ru s n o število z vsem i v p liv n im i v eličinam i.

2,3 Dolžina k rivulje brusilnih zrn. D olžina

k riv u lje b ru s iln ih z rn Z je o d v isn a od b ru s iln e in p o d a ja ln e h itro s ti v in v w, v p rije m n ih p o gojev

(le, a) in širin e b ru s iln e p lo sk v e b. Za ra z ličn e b r u ­ silne p o sto p k e jo je m ožno iz ra z iti po g e o m e trič n ih in k in e m a tič n ih zvezah. V sp o d n ji ta b e li 2 so p o ­ d a n e fo rm u le za iz ra č u n dolžine k riv u lje b ru s iln ih zrn za ra zličn e p o sto p k e p ri b ru še n ju .

T abela 2.

Brusilni postopek Formula Opombe

okroglo brušenje

plosko brušenje z valjasto rezalno ploskvijo

čelno brušenje

v b 1 =---le

Vw s

l = ---le vw

v

l = ---b

Vw

faktor b/s se upošteva le, kadar brus večkrat pre-bruša

obdelo-vanec

Iz z g o rn jih fo rm u l j e ra z v id n o , k a k o se ra č u n ­ sko določa d o lžin a k riv u lje , n a k a te r i leže b ru s iln a z rn a , k i p re b ru š a jo n ek o to č k o A n a p o v rš in i ob­ d elo v an ca. V re sn ic i p a se t a te o re tič n a d o lž in a p ra k tič n o n e dosega. Z a o k ro ž e n i ro b o v i b r u s a p o ­ v z ro č a jo z m a n jš a n je n je g o v e širin e , e la stič n e d e ­ fo rm a c ije b ru s a , sp re m e m b e v p rije m n e d o lžin e itd . T eh v p liv o v p a n i m ogoče d o lo čiti k a r ta k o in bodo

zato v te j sm e ri p o tre b n e še d o lo čen e ra z isk a v e .

2,4 R aziskave o e fek tiv n i razdalji zrn. E fe k ­

tiv n a ra z d a lja z rn lze, k i leže n a k r iv u lji z rn , je v sp lo šn em o d v isn a od z g ra d b e b ru s a , v e lik o s ti p r i­ s ta v lja n j a, p o d a j a ln e in re z a ln e h itr o s ti t e r od e la stič n ih d efo rm a c ij b ru s a , k i se p o ja v lja jo z a r a d i n je g o v e o b re m e n itv e . E fe k tiv n a r a z d a lja z rn p r i e n e m p r e b r u š e n ju se v e d a n i k o n s ta n tn a , te m v e č se r a v n a po n e k e m s ta tis tič n e m z a k o n u o p o ra z d e litv i. T a v e lič in a im a p o se b e n p o m e n , k e r d o p u šč a za­ k lju č k e o m e h a n iz m u b r u š e n ja , g e o m e triji o d re z ­ kov, z g ra d b i b ru s a , o b ra b i z rn , m e h a n ič n ih in t e r

Sl. 8. V p liv p r is ta v itv e a n a ra zd a ljo zrn l2

m ič n ih o b re m e n itv a h t e r o e la stič n o sti o ziro m a tr d o ti b r u s a g le d e n a n jih o v k v a lita tiv n i in k v a n ti- ta v n i p o te k .

P r e j o m e n je n e v p liv n e v e lič in e so bile o b širn o ra z is k a n e z o p isa n im m e riln im e le m e n to m . P r i te m je b ila m e r je n a ra z d a lja m e d zrn i, k i jo je b ilo tr e b a p r i k o n č n e m v re d n o te n ju p r e r a č u n a ti s p o seb n im k o r e k tu r n im k o e fic ie n to m f, o m e n je n im že zgoraj (ta b e la 1). V si m e riln i r e z u lta ti so b ili v re d n o te n i s s ta tis tič n im i m e to d a m i, p r i č e m e r so b ila u g o to v ­ lje n a n a s le d n ja s ta tis tič n a š te v ila : s re d n je v re d n o ­ sti, ra z s ip a n ja , k o re la c ije in s ta tis tič n e p o ra z d e ­ litv e .

2,41 P o g o ji raziskav in m erilni rezultati. P ri š te v iln ih ra z is k a v a h so m e n ja v a li n a s le d n je v p liv n e v e lič in e : z rn a to s t b ru s a , o bliko re z a ln e p o v ršin e b ru s a in b ru s iln e po g o je, k a k rš n e so ra z v id n e iz ta b e le 3.

T a b ela 3: P ogoji raziskav O b lik a

Z rn a to s t b r u s a

B r u s iln i p o g o ji d)

r e z a ln e

p lo sk v e _{m /s}V _{m /m in}Vw _{џ !}a _gib

o . a

o

r a v n a p lo sk e v

EK 46 H7 EK 60 H7

EK 80 H7 2, 4, 6

EK100H8 EK120H8 EK150H9

21 3 8, 10

15, 20

E K 4 6 H 7 - A

EK 46 H / B

EK 46 H7-C

21 3 2 . . . 50

k o n ­ t r o l n a

m e r ­ j e n j a

EK 46 H7 27, 21 3, 6, 9

12

5, 10, 15 20

N a slik i 7 je p rik a z a n p o te k m e rje n ih ra z d a lj z rn k o t f u n k c ije p r is ta v lja n ja b ru s a , lzg = f (a). P o te k s re d n jih v re d n o s ti k a ž e za v se z m a to s ti b ru s a , d a se z n a ra šč a jo č o p r is ta v itv ijo v sic e r k o n ­ s ta n tn ih p o g o jih b r u š e n ja ra z d a lje z rn z m a n jšu je jo . T a p o te k je p o d a n z a ra d i p ro s to rs k e ra z d e litv e z rn v b ru s u . S č e d a lje večjo p r is ta v itv ijo p r ih a ja jo n o v a z r n a do re z a n ja , slik a 8. P o določeni p ris ta v itv i

a > 20 //./gib se n je n v p liv n a ra z d a lje z rn z m an jša. To d o k a z u je , d a so re z a ln e k o n ice n a z rn ih p o ­ ra z d e lje n e ta k o , d a p r i v e č jih g lo b in a h od 20 n e p r ih a ja do d o d a tn ih v p rije m o v n o v ih z rn [5], E n a k o so b ili e k s p e rim e n ta ln o določeni v p liv i v eličin ,

k a k o r n. p r. h itro s ti b ru sa , p o d aj aln e h itro s ti ob- d e lo v an ca in trd o te b ru s a n a e fe k tiv n o ra z d a ljo zrn . N a slik i 9 je ra z v id e n p o te k ra z d a lj m ed zrn i v o d v isn o sti od p o d aj aln e in b ru siln e h itro sti. Z m a n jša n je ra z d a lj m ed z rn i s p o v ečan jem p o d a- ja ln e h itro s ti je ra z la g a ti tak o , d a se p ri v e č jih po- d a ja ln ih h itro s tih p o ja v lja jo v e č je n o rm a ln e sile. Z a ra d i teg a so d e fo rm a c ije re z a ln e p o v ršin e b ru s a Večje, k a r pov zro ča z m a n jš a n je ra z d a lje m ed zrni. O b ra tn o v e lja za p o v ečan je b ru siln e h itro sti. T u se z n je n im p o v ečan jem ra z d a lje m e d z rn i poveču­ jejo . S te m je m ožno p o ja s n iti položaj o beh k riv u lj n a slik i 9. R e z u lta ti kažejo, d a im ajo e la stičn e de­

fo rm a c ije b ru s iln e p o v ršin e p re c e jše n v p liv n a ra z d a lje m ed z rn i in s te m n a m e h an izem b ru še n ja .

N a sliki 10 je p rik a z a n m e h a n iz e m p ri sp re ­ m e m b i ra z d a lj m ed z rn i z a ra d i elastič n ih d e fo r­ m acij b ru s iln e p o v ršin e. N e d e fo rm ira n a b ru s iln a p o v rš in a b r u s a reže o b d elo v an ec z b ru siln o h i­ tro s tjo v p r i p ris ta v itv i a z zrn i, k i leže n a n iv o j­ sk ih ra v n in a h I, II in III. O bdelovanec se g ib lje s p o d a ja ln o h itro s tjo v w. P r i te m zn ašajo ra z d a lje m e d z rn i Zz,, lZ2, lZs. Z a ra d i elastičn e sploščitve n a re z a ln i p o v ršin i b ru s a v k o n ta k tn i coni (k riv u lja C, A in B) p rih a ja jo do re z a n ja tu d i zrn a, k i leže n a n iv o js k ih ra v n in a h IV in V. K o t re z u lta t se p o ­ ja v lja jo m a n jš e ra z d a lje m e d zrn i, in sicer 1Z1, lZ2, lZ3. R ezaln a p o v rš in a b ru s a se j e d e fo rm ira la za iznos <5. D okaz za t a p o ja v kaže s lik a 9. P oseb n e ra z isk a v e o te m p ro b le m u so n a v e d e n e niže.

2,42 S tatističn o vrednotenje eksperim entalnih re z u lta to v . S to h a stič n e o d v isn o sti m ed p osam eznim i k a r a k te r is tik a m i b ru s a in b ru s iln e g a p o sto p k a t e r ­ ja jo s ta tistič n o v re d n o te n je in p re v e rja n je m e riln ih re z u lta to v . S plošno v e lja v n e zak o n ito sti m ed ra z ­ d aljo zrn , p ris ta v lja n je m , p o d a ja ln o in rezaln o h itro s tjo t e r g eo m etričn o zg rad b o b ru s a so n ašli s pom očjo m a te m a tič n e sta tistik e . K o n tro la d iferen c d v e h s re d n jih v re d n o s ti za ra z d a ljo m ed z rn i p ri

Sl. 9. O d visn o st m e r je n e ra zd a lje z r n lzg od b rusilne

Sl. 10. Vpliv elastične deform acije brusa na razdaljo zrn l2

Obdelovanec

ra z lič n ih p ris ta v lja n ]ih, p o d a ja ln ih in re z a ln ih h i­ tro s tih kaže, ali re s o b sta ja jo ra z lik e ali p a so sam o slučajno. Iz te g a .iz h a ja , ali g re to določeno v p liv n o veličino p ri ra z is k a v a h n a d a lje u p o š te v a ti ali ne. E n ak o se ra v n a p r i an alizi in sin tezi p o jav o v , k i n a s ta ja jo p ri b ru š e n ju . V si v p liv i, k i so sam o slu čajn i, se n e u p o šte v a jo , v n a s p ro tju s tistim i, k i b istv en o v p liv a jo n a re z u lta te . Ce se pokaže, d a so

Sl. 11. K o re la tivn a zv e za m e d e fe k tiv n o razdaljo zrn

lzp in p r is ta v itv ijo a za ra zličn e zrn a to sti brusa

ra z lik e b istv e n e , je p o tre b n o ra z is k o v a ti, po k a ­ te r ih z a k o n ito s tih p o te k a jo . V n a š e m p r im e r u se je p o kazalo, d a so r a z s ip a n ja zelo v e lik a in im a jo k o re la c ije m e d p o sa m e z n im i v p liv n im i v e lič in a m i lin e a rn o obeležje. K o n tro la , k a k o p o g o sto se p o ­ ja v lja jo p o sa m e z n e ra z d a lje m e d z rn i v ra z lič n ih p o g o jih , p o tr ju je n jih o v e v e rje tn o s ti. Ti ra č u n i so la h k o o sn o v a za d o lo č a n je v e r je tn o s tn ih d e b e lin o drezkov, v p rije m n ih dolžin, s to riln o s ti to p lo tn ih v iro v p r i b r u š e n ju itd.

K e r n i m ogoče p o d a ti v se g a šte v ilč n e g a m a ­ te r ia la n iti n e ce lo tn ih p ro ra č u n o v , n a j se t u om e­ jim o le n a o b ja v lja n je s ta tis tič n o v re d n o te n ih re ­ z u lta to v . O b širn i p ro ra č u n i in k o n tro le so n a v e d e n i v a v to rje v e m d e lu [5], v k a te r e m so p o d a n i tu d i m a te m a tič n i p o sto p k i, k i so b ili u p o ra b lje n i p ri v r e d n o te n ju e k s p e rim e n ta ln ih re z u lta to v .

K o n tro la ra z lik s re d n jih v re d n o s ti p r i ra z d a ­ lja h m e d z rn i p r i p r is ta v itv i a = 2 џ in 20 џ ozi­ ro m a 2 in 15 џ t e r 2 in 10 џ za p o sa m e z n e z rn a to s ti b ru s o v se iz v a ja s p o m o čjo t. i. t-p o ra z d e litv e [7], R a č u n i kažejo , d a se te d ife re n c e b istv e n o ra z li­ k u je jo m ed seboj, in sic e r p ri v se h z rn a to s tih b r u ­ sov. To p o m en i, d a im a p r is ta v lja n je b r u s a n a e fe k tiv n o ra z d a ljo z rn lze b is tv e n v p liv . S te m je d o k a z a n a tu d i p ro s to rs k a ra z d e lite v b r u s iln ih z rn v b ru su .

K o n tro la ra z lik p ri r a z d a lja h m e d b ru s iln im i z rn i v o d v isn o sti od p o d a j a ln e h itro s ti, od b ru s iln e h itr o s ti in od tr d o te b r u s a je p rin e s la e n a k e r e ­ z u lta te . R azlik e niso s lu č a jn e , te m v e č b istv e n e . To p o m eni, d a v se te t r i v e lič in e v p liv a jo n a p o te k b ru s iln e g a p o s to p k a in jih je tr e b a p r i a n a liz i b r u ­ š e n ja u p o šte v a ti.

K o re la tiv n i o dnos m e d ra z d a ljo b ru s iln ih z rn

z r n a t o s t b r u s a ) , k i n a j b i b ila v e l j a v n a z a v s e p o ­ s to p k e b r u š e n ja , s e iz r a ž a z lin e a r n o k o r e la c ijo . N a t a n č n a k o n t r o l n a a n a liz a j e p o tr d ila , d a j e t a z v e z a d o p u s tn a . E n a č b a l i n e a r n e r e g r e s i j e m e d m e r j e n i m lzg i n p r i s t a v i t v i j o se g la s i:

Izg = Izg — b(a — a) (4)

Izg — s r e d n j a v r e d n o s t r a z d a l j e m e d z r n i iz v s e h m e r j e n i h v r e d n o s ti ,

a ■— s r e d n ja v r e d n o s t p ris ta v lja n j a iz v se h m e rje ­ n ih v re d n o sti,

b — r e g r e s i js k i k o e f ic ie n t.

Iz ra z i za lin e a rn o k o re la tiv n o zvezo za zg o raj n a v e d e n e z rn a to s ti b ru s o v so z b ra n i v ta b e li 4.

R e g re sijsk i k o e fic ie n t b se z a ra z lič n e z rn a to s ti r a z lik u je sam o slu č a jn o in la h k o za v se b ru s e izb i­ ra m o e n a k e g a , b = — 0,024. G le d e n a ra z m e rje m e d m e rje n im i in d e ja n s k im i ra z d a lja m i z rn , k i sm o g a že o m en ili, je s p ro ra č u n i m ožno p o k a z a ti k o re la tiv n o zvezo m e d lze in a g ra fič n o n a slik i 11.

N a d a ljn je ra z is k a v e k o re la tiv n ih zvez m ed e fe k tiv n o ra z d a ljo z rn lze t e r p o d a ja ln o in b ru siln o h itr o s tjo za v a lja s te re z a ln e p lo sk v e b ru so v so p o ­ d a n e n a slik a h 12 in 13. N a slik i 14 je v id e ti v p liv tr d o te b ru s a n a ra z d a ljo z rn oz. p re b ru s n o šte ­ v ilo u. N a d p ris ta v i j a n je m je n a n e se n o re la tiv n o šte v ilo im p u lzo v , k i jih b eleži e le k tro n s k i štev ec p r i p re h o d u b r u s a p re k o m e riln e g a e le m e n ta . To š te ­ v ilo je v dolo čen i o d v isn o sti od p rv e g a p re b ru s n e g a šte v ila , k i je o d v isn o od k o e fic ie n ta o ja č itv e štev ca.

Iz k o r e la tiv n e zveze za tr d o te b ru s o v H, L in N je ra z v id n o , d a se re z a ln e p lo sk v e tr d ih b ru so v m a n j d e fo rm ira jo k a k o r p a m e h k e jših . M erjen o r e la tiv n o šte v ilo im p u lz o v je p r i m e h k e jš ih b ru s ih v ečje. S ta tis tič n e k o n tro le m e rje n ih re z u lta to v so p o k a z a le , d a so ra z lik e b is tv e n e in n e slu čajn e.

Iz te h ra z is k a v je ra z v id n o , k a te r e v eličin e b is tv e n o v p liv a jo n a p o te k b ru s iln e g a p o sto p k a. E n o n a jv a ž n e jš ih d o g n a n j je, d a so ra z d a lje m ed z rn i, k i z a p o re d n o p re b ru s ijo eno in isto m e sto n a p o v rš in i o b d elo v an ca, za d v a v e lik o stn a re d a v ečje o d tis tih , k i so b ile v v e lja v i do sed aj.

T a b ela 4.

B rus F orm ula regresijske linije V eljavno_območje

46 H7 Izg = 0,77 — 0,024 (a — 14,6) 2 . . . 20 60 H7 Izg = 0,73 — 0,024 ( a — 12,9) 2 . . . 20 80 H7 Izg = 0,67 — 0,024 (a — 9,93) 2 . . . 15 100 H8 hg = 0,61 — 0,024 (a — 6,57) 2 . . . 10 120 H8 Izg = 0,55 — 0,024 (a — 4,77) 2 . . . 1 0 150 H9 Izg = 0,46 — 0,024 ( a — 8,03) 2 . . . 10

3. D eb elin a odrezka pri brušenju

D e b e lin a o d re z k a p r i b ru š e n ju je e n a n a jv a ž ­ n e jš ih k a r a k te r is tik b ru s iln e te h n ik e . D oločitev n je n e v e lik o s ti j e b il p re d m e t o b širn ih ra z isk a v

Sl. 12. E fektivn a razdalja zrn lZR v odvisnosti od

pri-stavitve brusa a pri različnih podajalnih hitrostih v w (linearna regresija)

Valjasta rezalna ploskev EK 46 Jot 7, v = 16,5 m/min,

d = 240 m m

Sl. 13. E fektivn a razdalja zrn lzp v odvisnosti od po-dajalne hitrosti v w pri različnih brusilnih hitrostih v

(linearna regresija)

Valjasta rezalna ploskev EK 46 Jot7, d = 240 mm,

a = 10 .«/gib.

Sl. 14. R elativno število prebrušenj v odvisnosti od p rista vitve za različne trdote brusov (linearna regre­

sija), d = 200 mm, v = 20 m/s, v w = 6 m/min [1, 2, 3, 4, 8, 9, 10]. T ežave, n a k a k rš n e so zad eli p ri r e š e v a n ju te g a p ro b le m a , so v te m , d a b r u s n i zg ra ­ je n po s tro g ih g e o m e trič n ih zak o n ih . K a k o r sm o u g o to v ili že p o p re j, so z rn a v b ru s u p o ra z d e lje n a n e e n a k o m e rn o . Z a d o lo čitev n a jv e rje tn e jš e d eb elin e o d re z k a je tr e b a u p o šte v a ti, d a so z rn a v b ru s u ra z d e lje n a po n e k e m sta tistič n e m zakonu.

he-Sl. 15. Oblike odrezkov pri brušenju

Iz k in e m a tič n ih in g e o m e trič n ih p o g o je v in z u p o šte v a n je m o m e n je n e p rib liž n e en ačb e sta G. P a h litz sc h in H. H e lm e rd ig [3] d o g n a la izraze za id ealn o deb elin o o d re z k a h a p r i ra z lič n ih p o sto p k ih b ru š e n ja :

za plosko b ru š e n je :

za okroglo b ru š e n je :

- = (6)

v X d • d w

( + za z u n a n je b ru š e n je ; — za n o tr a n je b ru šen je), S re d n je v re d n o sti za re a ln o ra z d a ljo z rn A* je iz ra ­ ču n a l E. N. M aslov [4], in sicer za ra z lič n e z rn a to sti in s tr u k tu r e b ru so v . Te leže m e d h = 0,49 m m za z rn a to s t 36 in A/c = 0,225 m m za z rn a to s t 80. N o­ v e jše ra z isk a v e K. S a to ja [9] kažejo , d a so te v re d ­ n o sti p re m a jh n e . Po n je g o v ih m e ritv a h in p r o r a ­ č u n ih zn ašajo hi, k i jih je tr e b a v s ta v iti v en ačb i (5) in (6), za z rn a to s ti 30: A* = 18,1 m m — in za z rn a to s ti b ru so v 80: A* = 7,4 m m . Te v re d n o s ti so že b ližje m e rje n im e fe k tiv n im ra z d a lja m lze, k a ­

k rš n e je u g o to v il a v to r [5, 6], P rv o z a n e sljiv o in n a ta n č n e jš o fo rm u lo za d e ja n s k o d e b e lin o o d re z k a so u g o to v ili W. R. B a c k e r, E. R. M a rs h a l in M. C. S h a w [8]. Z a osnovo so jim b ile ra z is k a v e m ik ro - g e o m e trije b ru š e n e p o v ršin e.

P r i te m je b ilo d e fin ira n o r a z m e r je r m e d s r e d ­ n jo širin o in s re d n jo g lo b in o b r u s iln e b ra z d e , s lik a 15:

t

S ta k o im e n o v a n o m e to d o p o še v n e g a re z a so do­ g n a li v re d n o s ti za r = 2 0 , . . 100.

Iz ra z za s re d n jo n o rm a ln o d e b e lin o o d re z k a se g la s i:

On a 1---r f / M 12 (8)

l u • /c, • r V d J

K d isk u siji o iz ra z ih (5), (6) in (8) je p rip o m n iti n a s le d n je : V re d n o s ti z a id e a ln o d e b e lin o o d re z k a po f o rm u la h (5) in (6) so p re m a jh n e . V e lik o sti Ak — dh p ri b r u š e n ju n e p r ih a ja jo v p o štev , k e r je e fe k tiv n a ra z d a lja z rn , k i z a p o re d o m a p re b r u s ijo eno to čk o n a p o v rš in i o b d elo v an ca, d v a v e lik o s tn a re d a v e č ja od A*. T u d i v re d n o s ti za A* po K. S a to ju [9] so še v ed n o p re m a jh n e in n e je m lje jo v p o štev , d a se s sp re m e m b o p o g o je v b r u š e n ja s p r e m in ja tu d i e fe k tiv n a ra z d a lja lze. N a d a lje im a, k a k o r je p r i ­ k a z a n o z g o raj, v e lik p o m e n tr d o ta b ru s a . V se te v p liv n e v e ličin e p a niso o bsežene v o b ja v lje n ih fo rm u la h .

V iz ra z u (8) e fe k tiv n a r a z d a lja n i p o d a n a n e ­ p o sred n o , v e n d a r je iz k o n tro ln ih ra č u n o v ra z v id n o , da je t a v e lič in a v iz ra z u za r. K ritič n e u g o to v itv e , k i so n a v e d e n e zg o ra j, p a v e lja jo tu d i za to fo rm u lo .

naostreno zrno

torna ploskev brusa AA

obrabljeno zrno

stičn e d efo rm a c ije b ru sa . Z ato se iz ra č u n a n e v re d ­ n o sti po fo rm u la h (8) oz. (9) ra z lik u je jo v v ečji m eri. Iz re z u lta ta p r i p ro ra č u n u id e a ln e d ebeline o d re z k a h g je razv id n o , d a je ta velik o p re m a jh n a .

P rik a z a n a fo rm u la (9) za n o rm a ln o debelino o d re z k a p o p o ln o m a u s tre z a p ra k tič n im z a h te v a m in je v p r im e rja v i z o stalim i iz ra z i n a ta n č n e jša .

4. Obraba brusilnih orodij in kriterij zanjo

4,1 V rste obrabe na brusih. B ru siln a z rn a so m e d b ru š e n je m iz p o sta v lje n a m e n ja jo č im se m e­ h a n ič n im in to p lo tn im o b re m e n itv a m , slik a 17. R a z m e rje m e d dolžino v p rije m a le in dolžino k r i­ v u lje g ib a n ja z rn a p ri en em v r tlja ju b ru s a V se g ib lje p r i ra z lič n ih p o sto p k ih b r u š e n ja v obm o čjih :

Sl. 17. M eh a n ič n e in to p lo tn e o b re m e n itv e zrn a m ed

b ru še n je m

P o r a z is k a v a h m e h a n iz m a b ru š e n ja , p r e b ru s - n e g a šte v ila in e fe k tiv n ih ra z d a lj m e d z rn i je b il d o g n a n n o v iz ra z za s re d n jo n o rm a ln o debelino o d re z k a a„ [5, 11], k i se g la si (sliki 16 a in b) za v se v r s te b ru s iln ih p o sto p k o v :

z u n a n je okroglo b ru š e n je | = 0,0006 . . . 0,009 plosko b ru š e n je (z v aljem ) £ = 0,002 . . . 0,02 n o tr a n je okroglo b ru š e n je | = 0,02 . . . 0,135

S am o p ri p lo sk em b ru š e n ju s sk le d a stim b ru so m z n a ša to ra z m e rje £ lS 0 ,5 .

a„ a

u

• Hm

v (9)

G o rn ja fo rm u la (9) v s e b u je v se e lem en te, k i v p li­ v a jo n a v e lik o st s re d n je n o rm a ln e d e b e lin e od­ re z k a an. P r i z n a n ih v e rje tn o s tih e fe k tiv n ih r a z ­ d a lj m e d z rn i lze je m ožno določiti v e rje tn e d eb elin e o d rezk o v .

Z a m e d se b o jn o p rim e rja v o fo rm u l (5 oz. 6), (8) in (9) n a j n a v e d e m o ra č u n s k i p rim e r:

D oločiti je n o rm a ln o d eb elin o o d re z k a p r i zu ­ n a n je m o k ro g le m b r u š e n ju z b ru so m 60 H7, ( h =

= 0,26 m m po M aslovu). P o g o ji b ru š e n ja : v = = 24 m /s, v w = 0,286 m /s, d w = 100 m m , d = 390 m m ,

a = 2 џ.

Id e a ln a d e b e lin a o d re z k a po fo rm u li (6) je e n a k a :

h„ = 2 Ž /A "

v

d + d w

d ‘ d w

2 .0 ,2 6 .

___ •

390 + 100 3 9 0 .1 0 0

0,03 ji

P ro ra č u n n o rm a ln e d e b e lin e o d re z k a ctn po fo rm u li (9):

lze = 30 m m , le = 0,75 m m

a

Cin —

=

U

a h l . ^ =

o,002

h v

30 286 0,75 24000

0,95 ji

P o fo rm u li (8) iz ra č u n a n a d e b e lin a o d re z k a d a p r i­ bližn o e n a k e v re d n o s ti. P r i v e č jih p ris ta v itv a h p a se p o ja v lja v p liv p ro s to rs k e ra z d e litv e z rn in ela

-Sl. 18. O d visn o st tla čn e trd n o sti sintra n eg a kosa od

te m p e ra tu re [17]

Sl. 19. N a tezn a trd n o s t sintranega kosa v o d visn o sti od

Z a p ra v iln o analizo o b ra b e p r i b ru š e n ju je p o tre b n o n a k ra tk o o sv e tliti n a jv a ž n e jš e fiz ik a ln e la stn o sti re z a ln e g a m a te ria la A120 3 (a — k o ru n d a ), iz k a te re g a so z g ra je n a z rn a. T la č n a tr d n o s t k o ru n - d ovega k r is ta la z n a ša po A. S m e k a lu [16] — am =

= 20 000 k p /c m 2. Z a s in tr a n i A120 3 je n a še l E. R y sch k ew itsch [17] p recej v ečje v re d n o sti, in sicer •—om = 30 000 k p /c m 2 p ri 20 °C. S p o v iša n je m te m ­ p e r a tu r e p a se te v re d n o s ti sp re m in ja jo . N a slik i 18 je p rik a z a n p o te k tla č n e trd n o s ti v o d v isn o sti od te m p e ra tu re . T u d i n a te z n a tr d n o s t am se s p o v iša ­ n je m te m p e ra tu re z m an jša, s lik a 19. P o d o b n o v p liv a te m p e r a tu r a n a m o d u l elastičn o sti. T e t r i k a r a k te ­ ris tik e b istv e n o o b lik u je jo o b ra b o v n je n e m k v a li­ ta tiv n e m k a k o r k v a n tita tiv n e m p o te k u . P o m e m b n a la stn o st je tu d i d ro b lje n je z rn , v e n d a r o te m n i še n o b e n ih o b je k tiv n ih p o d atk o v .

B ru s se o b ra b lja z a ra d i:

1. tla č n e g a o m e h č a n ja b ru s iln ih z rn , spričo te m p e ra tu rn ih in m e h a n ič n ih vplivov,

2. o d d ro b i je n j a p o sa m e z n ih k ris ta lo v od z rn a, 3. d eln eg a o d d ro b lje n ja v e č jih delcev z rn in 4. iz trg a n j a celih z rn iz re z a ln e p lo sk v e [12], slik a 20.

V z ro k a o b ra b e p o d 1. in 2. p o v z ro č a ta p o slab ­ ša n je re z a ln ih sp o so b n o sti b ru s a , o d d ro b lje n je ozi­ ro m a iz trg a n je p a n jih o v o izb o ljšan je. To je tr e b a p r i o b ra v n a v i te h v p ra š a n j stro g o razlo čev ati.

S p re m e m b e m e h a n ič n ih la s tn o s ti k o ru n d a za­ ra d i te rm ič n ih o b re m e n ite v se iz ra ž a jo v ta k o im e ­ n o v a n e m tla č n e m o m e h č a n ju b ru s iln e g a z rn a. T em ­ p e ra tu re , k i n a s ta ja jo n a p o sa m e z n ih z rn ih p r i p re - b ru š e n ju p o v ršin e obdelovanca, leže v o b m o čju m ed 500 in 2000 °C, [5]. M im o te m p e r a tu r n ih m e rje n j, k i k ažejo n a ta k o v iso k e te m p e ra tu re , so d o k az za to tu d i k o v in sk i v k lju č k i v ra z p o k a h b r u s iln ih zrn . Te te m p e ra tu re so m o ra le b iti v išje k a k o r tališč e jek la, s lik a 21.

-G ra d b e n i e le m e n ti k o ru n d o v ih z rn z a n ih a jo p r i ta k o v iso k ih te m p e r a tu r a h s ta k š n o in te n z iv n o stjo , d a e n o stra n sk o d elu jo če re z a ln e sile p la stič n o d e

-Sl. 20. V rste obrabe n a reza ln i p lo s k v i brusa

Sl. 21. T o r n a p l o s k e v n a b r u s i l n e m z r n u : a) p l o s k e v v n e p o l i r a n e m s t a n j u z j e k l e n i m i v l o ž k i (X ), b) p l o ­ s k e v v p o l i r a n e m i n i e i k a n e m s t a n j u z j e k l e n i m i

v l o ž k i (X )

fo rm ira jo se g re te p la s ti k o ru n d o v e g a z rn a , in sicer že p r i te m p e r a tu r a h p o d 1 200 °C [17], Z a ra d i m e ­ h a n ič n ih o b re m e n ite v se n a to r n ih p lo sk v a h z rn o d n a ša jo ta n k i sloji, k i p o v z ro čajo n a s ta ja n je te h p lo sk e v n a p o sa m e z n ih z rn ih , s lik a 22.

P o sled ice te v r s te o b ra b e b ru s o v so: p o v e č a n je in te n z iv n o s ti to p lo tn ih v iro v (v d o tik u m e d z rn i in p o v ršin o o b d elo v an ca). S te m se u v a ja v p o v ršin o več to p lo te , z a ra d i č e sa r se p o v išu je te m p e r a tu r a o b d elo v an ca. T ak o p r ih a ja do z n a n ih to p lo tn ih za­ žigov, k i se p o k a ž e jo n a p o v ršin i v o b lik i te m n ih plo sk ev . N a d a lje p o v zro čajo o b r a b lje n a z rn a s p r e ­ m em b e n o rm a ln ih sil in s te m d o lo čen a n ih a n ja , k i o nem ogočajo n a d a ljn jo obd elav o .

R azisk av e so p o k azale, d a je t a v r s ta o b ra b e poseb n o p r i fin e m in p re c iz n e m b r u š e n ju n a jv e č ­ je g a p o m en a. Z av o ljo te g a je b ilo p o tre b n o n a jti m e riln e m e to d e za šte v ilč n o d o lo čitev te o b ra b a in d e fin ira ti z a n jo k r ite r ij, k i o m e ju je o b sto jn o dobo b ru sa .

-v a ln e m času. N a ta n č n o s t te m e to d e z n a ša + 2 /л[18]. N je n a p o m a n jk ljiv o s t je v te m , d a n e v se b u je n i­ č e s a r o d e ja n s k ih v z ro k ih o b rab e, t. j. o n a s ta ja n ju in v e lik o sti to r n ih p lo sk e v b ru so v .

V elik o st to r n ih p lo sk e v se la h k o d oloča ta k o , d a se o b r a b lje n a re z a ln a p lo sk e v b r u s a fo to g ra fira . T o rn e p lo sk v e se n a to p la n im e trič n o iz m e rijo in ta k o d oločijo n jih o v a v e lik o st, s ta tis tič n a ra z d e lite v itd . K e r je to zelo d o lg o tra je n p o sto p e k in za p ra k so n e u p o ra b e n , je a v to r iz n a še l p ra k tič n o m eto d o za d o lo č ite v v s a k o k ra tn e o b ra b e n a re z a ln ih p lo sk v a h b ru s o v , [12].

Z a p ra k s o n i p o tre b n o n a ta n č n o p o z n a n je v e ­ lik o sti in p o ra z d e litv e p o sa m e z n ih to r n ih p lo sk e v

n a z rn ih . R e z a ln a p lo sk e v b r u s a z določeno o b rab o se s k o n ta k tn im p ritis k o m o d k o ta li po ra v n i ste ­ k le n i plošči, n a k a te r o je p o lo žen k a rb o n s k i p a p ir, s lik a 23 a. P r i te m se to r n e p lo sk v ic e o d tisn e jo n a s te k le n i plošči, s lik a 24. Č im v e č ja je o b ra b a , te m v e č ji je delež č rn ih o d tiso v n a n je j. Iz m e rite v te h o d tiso v se o p r a v lja fo to e le k trič n o , slik a 23 b. O sve- lje n a s te k le n a p lo šča o d b ija v o d v isn o sti od po- č r n itv e ra z lič n e k o lič in e sv etlo b e, k i se v fo to celici p r e t v a r j a v e le k trič n i to k . T a se izm e ri in s te m določi d elež to r n ih p lo sk e v g le d e n a celo tn o r e ­ z a ln o p lo sk e v b ru s a , k i jo o p azu jem o .

aA2

AA7

Sl. 22. T o rn e p lo s k v e n a z rn ih brusa: a) reza ln a p lo sk e v brusa v o b r a b lje n e m s ta n ju (brus E K 60 H 7), b) to rn a

p lo s k e v n a zrn u

Sl. 23. M eriln a m eto d a za obrabo n a brusu: a) p o sn e tje

odtiso v to rn ih p lo sk e v na ste klen o ploščo, b) fo to e le k ­ trično m e r je n je odtiso v to rn ih p lo sk e v n a ste k le n i

plošči

\ \

% : •

4 , *i.

ž Ш * * * • < *

t „ цт - *.

,

Д *

џ*> , * * ' Y

f.

-V...

V :

* v ‘ "

V

• * t 4. - 0 /U -.

• « »F ’.

■*-

,

'

i*

- *■

F - \ . » л - »1

■

i *

» V * i !

'* ’*

'L/:,

H ,%

,

„ m

'i

10mm

Sl. 24. O dtisi to rn ih p lo sk e v na s te k le n i plošči

4,3 K riterij za obrabo brusa. Za k a ra k te riz i- r a n je s ta n ja o b ra b e in do lo čan je o b je k tiv n e o b sto j­ n e d obe b ru s a je b il d e fin ira n b rez d im e n z ijsk i k o e fic ie n t o b ra b e e, [5], T a se g lasi n a sle d n je :

П

i = 1 /1ЛЧ

n

P r i te m p o m en i S A A , —■ v so to v se h to rn ih p loskev i = 1

z rn n a op azo v an i v e lik o sti re z a ln e p lo sk v e A s. P o ­ m e m b n o je, d a se iz b ira p lo sk ev A s dovolj velika. V re d n o sti za e so n a m re č p o te m zanesljiv ejše. P ri določeni v re d n o s ti k o e fic ie n ta o b rab e es je dose­ ž e n a o b s to jn a d oba b ru sa .

Sl. 25. K o e fic ien t obrabe es p ri dosegu o b sto jn e dobe b ru sa v o d v isn o sti od zrn a to sti (36 do 150) k o n tro le m e riln ih re z u lta to v so p o k azale, d a je

o b sto jn a d oba b ru s a o d v isn a od n je g o v e z rn a to sti. Za b ru se z z rn a to s tjo 36 oz. k z ~ 1 0 0 z rn /c m 2 zn aša

ss « 0,055. Z a z rn a to s t 150 oz. k z = 6 0 0 z rn /c m 2 p a zn aša ss = 0,105. R azlik e v s re d n jih v re d n o s tih so b istv en e.

R azisk av e o k o re la c iji m e d es in z rn a to s tjo k z

so dale n asle d n jo enačbo [5]:

Sl. 26. D oločitev ko e fic ie n ta obrabe ss p ri n o tra n je m

b ru še n ju

0 10 20 JO «0 50 60 70 50 SO min brusilni čas /

Sl. 27. P o te k k o e fic ie n ta obrabe e p r i b r u š e n ju tita n a s tr a k o v i

5. P o v zetek

S specialno m e riln o m eto d o je b ilo m ogoče u g o to v iti in d o k a z a ti h ip o tezo o m e h a n iz m u b r u ­ šen ja. E n a b is tv e n ih v p liv n ih veličin p ri b ru š e n ju je e fe k tiv n a r a z d a lja z rn , k i p re b ru š a jo p ri enem p re h o d u b ru s a z a p o v rstjo m a te ria ln o to čk o n a po­ v rš in i o b d elo v an ca. R a z isk a v e in s ta tis tič n a o bde­ la v a m e riln ih v re d n o s ti so p o k azale, d a v p liv a jo na e fe k tiv n o ra z d a ljo z rn p o v rh z rn a to s ti b ru s a tu d i k in e m a tič n i b ru s iln i p o g o ji (p o d a ja ln a in obodna h itr o s t b ru s a ), p r is ta v ite v in e lastičn e d efo rm a c ije re z a ln e p o v ršin e b ru sa . V se te v e ličin e v p liv a jo n a ta k o im e n o v a n o p re b ru s n o število, k i k a r a k te r iz ir a šte v ilo te rm ič n ih in m e h a n ič n ih o b re m e n ite v o p a­ z o v a n e to čk e n a p o v ršin i o b d e lo v a n c a k a k o r tu d i b r u s iln ih z rn sam ih.

P o ra z is k a v a h m e h a n iz m a b r u š e n ja je b il do­ g n a n n o v iz ra z za d eb elin o o d re z k a p r i b ru s iln e m p o sto p k u . T a v e lič in a je g led e n a o b ra b o b ru so v , sile, te m p e r a tu r e p r i b r u š e n ju in k v a lite to p o v ršin e e d e n n a jv a ž n e jš ih p a ra m e tro v , k i b istv e n o o b lik u ­ je jo p o te k b ru s iln e g a p o sto p k a. D o b lje n a fo rm u la u p o š te v a v p r im e r ja v i z d ru g im i izrazi vse fa k to rje , k i s o d e lu je jo m e d b ru še n je m .

R a z isk a v e o o b ra b i b ru s o v so pok azale, d a se la h k o p o ja v lja jo m e d b ru š e n je m š tiri ra zličn e o b ra b e . N a jv e č je g a p o m e n a je o b lik a ta k o im en o ­ v a n e g a tla č n e g a o m eh čan j a to p lo tn o in m e h a n ič n o o b re m e n je n ih k o n ic k o ru n d o v ih z rn . K o t k rite rij za o b ra b o je d e fin ira n o r a z m e rje m e d v soto to rn ih p lo sk e v n a z rn ih in v e lik o stjo re z a ln e p o v ršin e b ru s a . Z m e jn o v re d n o s tjo k o e fic ie n ta o b ra b e je o m e je n a in p o d a n a o b sto jn a d o b a b ru s a . Z a k v a n ­ tita tiv n o d oločitev s ta n ja o b ra b e je b ila ra z v ita po­ s e b n a fo to e le k trič n a m e riln a m eto d a, k i om ogoča h itr o in o b je k tiv n o o c e n itev re z a ln ih sposobnosti b r u s iln ih o ro d ij.

P r ik a z a n i r e z u lta ti e k s p e rim e n ta ln ih in te o re ­ tič n ih ra z is k a v b ru s iln e g a p o sto p k a p o m e n ijo p r i­ sp e v e k k te o r iji b ru š e n ja in o b eležu jejo ra z v o jn e s m e ri n a te m p o d ro čju .

6. O značbe v eličin

a — p ristav itev brusa mm, tu b — širin a rezalne ploskve brusa mm

d -— prem er brusa mm

dw — p rem er obdelovanca mm

dk —• velikost zrna mm

A s — velikost rezalne ploskve b ru sa m m 2, cm2 h g — idealna debelina odrezka mm a„ — norm alna debelina odrezka mm

K — gostota b ru siln ih zrn zrn/cm 2

l — dolžina k riv u lje zrn n a re ­ zalni ploskvi brusa mm

h — vprijem na dolžina m ed b ru ­

som in obdelovancem mm üff — m e rje n a razdalja zrn mm

^ге — efek tiv n a razd alja zrn mm n — v rtiln a h itro st brusa vrt./m in

— v rtiln a h itro st obdelovanca vrt./m in

5 — p o d ajan je m m /vrt., mm/gib

v — brusilna h itro st m/s

Vi —• vzdolžna podajalna hitrost mm/s, m/min

Vw — podajalna hitrost obdelovanca m /m in

u — prebrusno število —

AA —■ velikost torne ploskve na

brusilnem zrnu cm2, mm2

%k — realna razdalja zrn mm

e — koeficient obrabe —

7. L iteratura

[1] A lden, G. J.: O p eratio n of G rin d in g W heels in M achine G rin d in g . T ra n s ASM E 1914, S. 451.

[2] K ru g , C.: B e iträ g e z u r K e n n tn is des S chleifens. M a sch in e n b a u -B e trie b , 1925, s. 875—882.

[3] P ah litzsc h , G., H elm erd in g , H .: B estim m u n g u n d B e d eu tu n g d e r S p an d ic k e beim S chleifen. W e rk ­ s ta tts te c h n ik d e r B e trie b e 1943, s. 397.

[4] M aslov E. N.: O snovi te o rii šlifo v a n ia. M ašgis 1952.

[5] P ek le n ik , J.: E rm ittlu n g von g eom etrischen u n d p h y sik a lisc h e n K en n g rö ß en f ü r die G ru n d la g e n ­ fo rsc h u n g des S chleifens. D ise rta c ija T. H. A achen, 1957. [6] P ek le n ik , J.: D e r M echanism us d e r S chleifens

u n d die Ü b ersch liffz ah l. In d u strie -A n z e ig e r, 1958,

s. 20—26.

[7] L in d e r, A.: S ta tistisc h e M ethoden. B irk h a u s e r- V erlag, Z ürich, 1952.

[8] B ack er, W. R., M a rsh a l, E. R., S haw , M. C.: T h e Size E ffe ct in M e tal C u tting, T ra n s. ASME, 1955, s. 1325—1329.

[9] S ato, K .: O n th e S u rfac e R oughness in G rin d ­ ing. T he T echnologie R e p o rts of th e T okohu U n iv e r­ sity, S endai, J a p a n , 1955, N r. 1, S. 59.

[10] O rioka, T.: O n th e G rin d in g G eo m etrie for th e R a n d o m S pacing of A b ra siv e G ra in s on W heel S u rface. R e p o rts of th e F a c u lty of E n g in e erin g Y am a - b a s k i U n iv e rsity 1957, N r. 8.

[11] P e k le n ik , J.: B e itra g z u r B estim m u n g d e r S p an d ic k e b eim S chleifen. 8. F o rsc h u n g sb e ric h t des L a b o ra to riu m s f ü r W erk zeu g m asch in en u n d B e trie b s ­ le h re d e r T. H. A achen, G ira rd e t V erlag 1958.

[12] P ek le n ik , J.: U n te rsu c h u n g e n ü b e r d a s V er­ s c h le iß k rite riu m b eim S chleifen. 8. F o rsc h u n g sb e ric h t des L a b o ra to riu m s f ü r W erk zeu g m asch in en u n d B e­ trie b s le h re d e r T. H. A achen, G ira rd e t V erlag 1958. [13] T askin, A.: U n te rsu c h u n g e n des R u n d sch le if­ v e rfa h re n s u n d die S chleifscheibe. D ise rta c ija T. H. A achen, 1944.

[14] O pitz, H .: W irtsc h a ftlic h k e itsb e tra c h tu n g e n b eim A u ß en ru n d sch leifen . W e std e u tsc h e r V erlag K öln u n d O pladen 1954.

[15] Š alje, E.: G ru n d la g e n des S chleifvorganges. I. u n d II. Teil. W e r k s ta tt u n d B e trieb , H. 2 u n d 4, 1953.

[16] S m ekal, A.: Die F e rtig k e itse ig e n sc h a fte n sp rö ­ d e r K ö rp e r. E rg e b n isse e x a k te r N a tu rw isse n sch a ft, 1946, S. 106— 188.

[17] R yschkew itsch, E.: B e ric h t d e r D eutschen K e ra m ik -G e se llsc h a ft, 1941, S. 54—65.

[18] P ah litzsc h , G., E rn st, H. O.: U n tersu c h u n g en ü b e r d a s V e rsc h le iß v e rh a lte n von S chleifscheiben. I n ­ d u strie -A n z e ig e r, 1957, N r. 80, S. 1193—1199.

[19] O pitz, H. in d ru g i: U n te rsu c h u n g e n beim R u n d sch le ifen , W e std e u tsc h e r-V e rla g K öln u n d O p la­ den, 1959.

[20] R u p p rec h t, B .: W irtsch a ftlich e s B a n d sch len fen v o n T ita n . In d u strie -A n z e ig e r, 1958, N r. 19, S. 280—284.