Расчет алмазного кольцевого круга для грубого шлифования поверхности R1

Рассчитаем алмазный кольцевой круг для шлифовки поверхности R₁. Характеристики кругов для обработки конкретной поверхности определяют расчетным путем, используя при этом следующие исходные параметры: D_б=176,92 мм — диаметр блока, H_s=1.09 — коэффициент относительной твердости стекла по сошлифовыванию.

Определим зернистость d_з.а. алмаза и его концентрацию К_з.а. в инструменте. Зернистость зависит от относительной кривизны h/D обрабатываемой поверхности. При находят средний (d_з.а.с.) размер зерна основной фракции алмазного порошка

.

В зависимости от значения d_з.а.с. переходят к зернистости d_з.а., соответствующей ГОСТ 9206-80^*Е.

.

Т.к. h₂/D<0.7, то независимо от размера блока и марки стекла, учитываемой коэффициентом H_s, назначают зернистость алмаза .

Найдем расчетную концентрацию К_з.а. алмаза в инструменте

.

Полученное значение К_з.а. приводим к ближайшему нормализованному, т.е. к .

Рассчитаем радиус поверхности заготовки, который должен быть получен после предварительного шлифования кольцевым инструментом

По известному диаметру и радиусу найдем расчетное значение угла наклона шпинделя инструмента по отношению к оси изделия, а по нему и расчетный диаметр инструмента:

.

Из массива нормализованных размеров кругов разной формы выбирают диаметр D_и, ближайший к расчетному, учитывая при этом, что для обработки выпуклых поверхностей D_и.р. является внутренним диаметром инструмента, а его наружный диаметр будет D_и.р.+2b, где b — ширина рабочей кромки инструмента, мм.

Выбираем D_и=100 мм кольцевой круг 3.2728-0182 формы 2F2 на металлической связке (Fe-30%, Al-40%, Pb30%).

Вычислим объем алмазоносного слоя Vа при h=r=1,5 мм:

Определим плотность связки :

г/см³,

где γ_Fe=7.8 г/см³, γ_Al=2,7 г/см³, γ_Pb=11.3 г/см³ — плотности металлов в связке.

Найдем массу связки Gсв

г.

Масса каждого компонента

г; г; г.

Количество алмазоносного порошка:

карат.

Расчет шлифовальников.

В технологическом процессе обработки заготовок оптических деталей операции шлифования направлены на то, чтобы удалить припуск, предать детали заданные размеры и форму, подготовить поверхности по шероховатости к последующему полированию или закончить обработку вспомогательных поверхностей.[3]

Существуют две операции: грубое и тонкое шлифование.

Грубое шлифование инструментом с крупными закрепленными зернами необходимо для снятия шамотной корки, большей части объема припуска, сохранения слоя припуска расчетной толщины для последующего уточнения размеров формы детали.

После грубого шлифования выполняется тонкое шлифование. Тонкое шлифование суспензиями мелких абразивных зерен или алмазным инструментом придает заготовке размеры, заданные чертежом детали, подготовляет форму и шероховатость исполнительных поверхностей для последующего полирования. Тонкое шлифование может быть выполнено алмазным или металлическим инструментом с использованием абразивной суспензии тонких микропорошков. Форма рабочей поверхности инструмента определяется формой обрабатываемой поверхности (плоская, выпуклая, вогнутая). Алмазный инструмент изготавливается в соответствии с ОСТ 3-4791-80. ТАШ начинают с придания блоку общей поверхности и шероховатости порошком М28 или М20, после чего подгоняют заданный радиус кривизны инструментом с суспензиями более мелких порошков.

8.3.1. Расчет шлифовальника для поверхности R₁ связанным абразивом

1. Рассчитаем высоту вогнутого шлифовальника:

мм.

2. Рассчитаем диаметр шлифовальника:

мм.

Рабочую поверхность инструмента характеризуют коэффициентом заполнения площади корпуса алмазосодержащими элементами и закономерностью их расположения на нем. Т.к. , то коэффициент k устанавливается в пределах от 0,35 до 0,40. От расположения алмазосодержащих элементов по поверхности корпуса зависят интенсивность и равномерность изнашивания алмазосодержащего слоя. Единой системы расположения нет. Элементы размещают как по концентричным окружностям, так и по логарифмической спирали. Преимущество последней — более продолжительная работа инструмента без корректирования радиуса рабочей поверхности.

Число алмазосодержащих элементов, размещаемых на корпусе чашки, определяют исходя из размеров, коэффициента k заполнения площади корпуса элементами и их диаметра :

,

где — радиус рабочей поверхности шлифовальника, мм; — глубина чашки.

2. Радиус рабочей поверхности чашки для каждого перехода рассчитывают по известному радиусу R поверхности готовой детали и глубине F слоя, нарушенного абразивом зернистости в инструменте данного перехода. Рассчитаем радиусы шлифовальников для двух переходов:

мм;

мм.

3. Т.о. число алмазосодержащих элементов:

шт;

шт,

где мм (выбираем из таблицы 4.8[2]).

7. Выберем материал чашки.

Т.к. D>50, то это будет СЧ18 ГОСТ 1412-85.

8.3.2. Расчет шлифовальника для поверхности R₂ свободным абразивом

Радиус рабочей поверхности чашки для каждого перехода операции тонкого шлифования, выполняемой свободным абразивом, определяют по известному радиусу R поверхности готовой детали, зернистости Mп абразива перехода, для которого предназначается инструмент, толщине слоя, нарушаемого этим абразивом, и толщине слоя абразива, находящегося в зазоре между притираемыми поверхностями.

1. Радиус поверхности заготовки после тонкого шлифования абразивом зернистости Mп с учетом увеличения на 20% толщины нарушаемого слоя из-за неоднородности зернового состава определяют по формуле

2. Радиус рабочей поверхности инструмента в виде чашки для каждого перехода операции вычисляется по формуле

Рассчитаем высоту вогнутого шлифовальника

мм.

Расчет полировальников

Инструмент представляет собой металлический корпус в виде гриба, чашки или планшайбы, с которым соединен материал, образующий рабочую поверхность.

Расчет полировальников сводится к определению радиуса корпуса, его размеров и величины полировочного слоя.

При относительной кривизне полируемой поверхности h/D£0,5 разница в толщине слоя материала между центром и краем мала, поэтому значение поверхности корпуса может быть принято равным радиусуповерхности готовой детали, т.е.

Т.о. мм, мм.

Толщина слоя материала нового полировальника вычисляется по формуле:

,

где — диаметр полировальника.

Т.о. получим

Диаметр корпуса найдем по формуле

Определим радиусы полировальников.