Шлифовальные круги

Шлифовальные круги различают по следующим признакам: по виду абразивного материала; по зернистости; по связке; по твердости; по структуре (строению); по форме и размерам.

Абразивный материал

Абразивный материал представляет собой минерал естественного или искусственного происхождения, раздробленный на зерна определенной величины.

Искусственные материалы имеют более высокие и более однородные качества, чем естественные. К естественным абразивным материалам относятся кварц, гранит, наждак, корунд и алмаз. Важнейшие искусственные абразивные материалы: электрокорунды, карбид кремния, карбид бора, синтетический алмаз и эльбор. Электрокорунды бывают 4 видов:

  • электрокорунд нормальный – Э, выплавляемый из бокситов;
  • электрокорунд белый – ЭБ, выплавляемый из глинозема;
  • электрокорунды легированные, выплавляемые из глинозема с различными добавками (хромистый – ЭХ, титанистый – ЭТ);
  • монокорунд – М, выплавляемый из боксита с сернистым железом и восстановителем с последующим выделением монокристаллов корунда.

Зернистость абразивного материала характеризуют размеры абразивных зерен. Абразивный материал по зернистости разделяют на шлифзерно, шлифпорошки и микропорошки. Разделение шлифзерна и шлифпорошков по размерам производится рассевом на ситах. Обозначение номеров зернистости принято по величине отверстия сита (в сотых долях миллиметра), на котором задерживается зерно основной фракции.

Шлифзерно имеет номера от 16 до 200 с размером зерен основной фракции от 160 до 2500 мк; шлифпорошки имеют номера от 3 до 12 с размером зерен от 28 до 160 мк; микропорошки имеют номера от М5 до М40 с размерами зерен от 3,5 до 40 мк.

Связка

Связки подразделяются на неорганические и органические. К неорганическим связкам относятся керамическая, силикатная и магнезиальная, к органическим – бакелитовая и вулканитовая.

Круги, изготовленные на керамической связке (условное обозначение – К), имеют наибольшую пористость и поэтому меньше засаливаются, легко режут металл и, обладая хорошей водоупорностью, допускают шлифование с охлаждением.

В силикатной связке (условное обозначение – С) в качестве основного связующего материала применяется жидкое стекло, которое обладает недостаточной прочностью. Круги на такой связке быстро изнашиваются, но работают с малым выделением тепла. Такая связка применяется только в тех случаях, когда поверхность детали чувствительна к повышению температуры при резании. Круги на силикатной связке обычно используются без охлаждения.

Магнезиальная связка имеет ограниченное применение, так как круги, изготовленные на этой связке, неоднородны, быстро и неравномерно изнашиваются. Они гигроскопичны, и их можно использовать только для сухого шлифования.

Бакелитовая связка (условное обозначение – Б) в качестве главной составляющей имеет жидкий или порошкообразный бакелит (это искусственная смола). Круги на такой связке обладают большой прочностью, но быстро изнашиваются. При тяжелых условиях работы, когда температура в зоне резания достигает 300 °C и более, связка начинает выгорать, а зерна преждевременно выкрашиваются. Указанные круги используют главным образом для работы без охлаждения. Бакелитовая связка несколько разрушается под действием щелочных растворов, находящихся в охлаждающей жидкости. Поэтому охлаждающая жидкость в случае применения кругов на этой связке не должна содержать щелочи свыше 1,5 %.

Прочность и упругость бакелитовой связки позволяют работать изготовленными на ней кругами при окружных скоростях, достигающих 35–50 м/с. Упругость связки дает возможность изготовлять тонкие круги (толщиной 0,5 мм) для прорезных работ. Эти свойства бакелитовой связки обеспечили ей широкое распространение в производстве абразивных инструментов.

Вулканитовая связка (условное обозначение – В) приготовляется из каучука, подвергнутого вулканизации. Круги на вулканитовой связке обладают большей упругостью, чем на бакелитовой, и поэтому применяются для прорезных работ. Они характеризуются значительно меньшей пористостью. При температуре 150 °C связка размягчается и начинает выгорать.

Твердость шлифовального круга

Под твердостью абразивного инструмента понимается сопротивляемость связки вырыванию абразивных зерен с поверхности инструмента под влиянием внешних усилий. Ниже приведена шкала твердости шлифовальных кругов.

Таблица 10.1. Шкала твердости шлифовальных кругов

Шкала твердости шлифовальных кругов

При малой твердости зерна сравнительно легко выкрашиваются из круга, а при повышении твердости зерна держатся более прочно. Цифры 1, 2 и 3 справа от буквенного обозначения твердости характеризуют степень твердости абразивного материала в порядке ее возрастания.

Структура шлифовального круга

Под структурой шлифовальных кругов понимают их внутреннее строение, т. е. количественное соотношение и взаимное расположение зерен, связки и пор (мелких пустот в круге) в массе круга.

Поры служат для размещения в них стружки. Стружка не должна застревать в порах и при выходе шлифовального круга из соприкосновения с деталью должна свободно вылетать из них, иначе круг потеряет режущую способность.

На рис. 10.6 схематично показаны шлифовальные круги различной структуры. При более плотной структуре количество зерен, приходящихся на единицу поверхности, больше, а размеры пор меньше. Некоторые шлифовальные круги изготовляют с заранее установленным строением круга, т. е. с определенным расположением пор в круге. Такие круги называются структурными. Основой системы структур является объемное содержание абразивного зерна в инструменте.

Расположение зерен в кругах с различной структурой

Рис. 10.6. Расположение зерен в кругах с различной структурой:

а – закрытая; б – открытая; в – высокопористая

Алмазные круги

Применение алмазов для шлифования, заточки и доводки режущих инструментов, оснащенных твердым сплавом, и для шлифования деталей из некоторых высокотвердых материалов обеспечивает высокую производительность и высокий класс чистоты обрабатываемой поверхности.

Алмазные круги в отличие от обычных абразивных кругов имеют алмазоносное кольцо толщиной 1,5–3 мм, которое закрепляется различными способами на корпусе. Корпусы алмазных кругов изготовляют из пластмасс, алюминия, стали и т. п. Алмазоносный слой состоит из алмазных зерен, связки и наполнителя. Содержание алмазных зерен в алмазоносном слое характеризуется концентрацией алмазов. Обозначение концентрации алмазов условное, так как при 100 %-ной концентрации собственно алмазы занимают 25 % объема, а остальные 75 % объема приходятся на связку и наполнитель.

Алмазные круги выпускают на металлической и органической связках. При шлифовании алмазными кругами на металлической связке требуется обильное охлаждение. Круги на органических связках (чаще всего бакелитовых) обеспечивают высокий класс чистоты поверхности и высокую производительность труда. Такие круги изнашиваются быстрее, чем круги на металлической связке.

Форма и размер шлифовальных кругов

Шлифовальные круги изготовляются различных форм и размеров (рис. 10.7). Круги с диаметром посадочного отверстия d = 1–13 мм можно наклеивать на шпильку; если d = 6–20 мм и наружный диаметр D < 100 мм, то круги крепят на шпиндели станка или оправке винтами или гайками. Круги с диаметрами d = 10–32 мм и D = 32–250 мм крепят на шпинделе или оправке фланцами, с диаметрами d = 32–508 мм – на переходных фланцах винтами.

Формы сечений шлифовальных кругов

Рис. 10.7. Формы сечений шлифовальных кругов:

а – прямого профиля (ПП); б – с двусторонним коническим профилем (2П); в – с коническим профилем (ЗП); г – с односторонней выточкой (ПВК); д – с конической выточкой (ПВК); е – с двусторонней выточкой (ПВД); ж – с двусторонней конической выточкой (ПВДК); з – специального; и – кольцевого (К); к – чашечного цилиндрического (ЧЦ); л – чашечного конического (ЧК); м – тарельчатого (Т); н – с двусторонней выточкой и ступицей (ПВДС); D – наружный диаметр; В – ширина; d – диаметр посадочного отверстия

Страницы: