Абразивные инструменты

В качестве абразивных инструментов используются шлифо­вальные круги, сегменты, шлифовальные ленты, бруски, шкурки и притирочные порошки. Кроме формы и размеров они характери­зуются маркой абразивного материала, зернистостью, твердостью, материалом связки, структурой, классом точности инструмента и классом дисбаланса.

Абразивные материалы делятся на естественные и искусствен­ные. К естественным материалам относятся алмаз, кварцевый песок, корунд, наждак, кремний, гранит, пемза, тальк, к искус­ственным — электрокорунд нормальный (13А...16А), электро­корунд белый (22А...25А), монокорунд (43А...45А), карбид крем­ния черный (53С, 54С), карбид кремния зеленый (63С, 64С), карбид бора (В₄С), синтетические алмазы (АС).

Искусственные материалы имеют высокую твердость, тепло­стойкость до 1800...2000°С, высокую износостойкость и позволяют вести обработку при скоростях резания 17...70 м/с. Электроко­рундовые круги применяют для шлифования материалов с высоким сопротивлением на разрыв (стали, ковкий чугун, мягкие бронзы). Круги из черного карбида кремния применяют для шлифования хрупких металлов и сплавов (чугун, бронза, сплавы алюминия), а круги из зеленого — для заточки твердосплавного и минерало- кераМического режущего инструмента. Для притирочных и дово­дочных работ и шлифования твердых материалов (рубина, кварца, корунда) применяют карбид бора.

Чистовое шлифование твердых сплавов и полупроводниковых материалов производится алмазами. При этом алмаз применяется в виде зерен, порошков или микропорошков в Свободном или связанном состоянии.

Одной из важных характеристик абразивного материала явля­ется зернистость, характеризующая размер зерна. Зернистость шлифовального материала на абразивном инструменте указы­вается в сотых долях миллиметра (например, зернистость 40 оз­начает средний размер зерна 400 мкм).

Абразивные зерна и порощки при изготовлении кругов соеди­няются связкой, которая может быть органического (вулкани- товая и бакелитовая) или неорганического (керамическая) про­исхождения.

Наибольшее применение получили круги на керамической связке (К) из огнеупорной глины, полевого шпата, кварца с до­бавками талька, мыла и жидкого стекла. Такие круги не боятся влаги и воздействия-химических веществ, обеспечивают высо­кую производительность, но отличаются хрупкостью.

Бакелитовая связка (Б), состоящая из искусственной феяоло- формальдегидной смолы, обеспечивает кругу упругость и позво­ляет работать с высокими скоростями резания (50...75 м/с) при нагреве не выше 180 °С. Однако она разрушается под действием щелочей, что ограничивает применение охлаждающих жидкостей. Такие круги применяют для резки заготовок и отделки поверх­ностей.

Вулканитован связка (В) состоит из смеси каучука и серы (25...30 %), которая вулканизируется в процессе изготовления кругов. Круги на вулканитовой связке имеют высокую упругость и широко применяются при тонком шлифовании, полировании и резке, однако их характеризует низкая теплостойкость и высо­кая засаливаемость.

Способность связки удерживать абразивные зерна на поверх­ности инструмента в процессе резания называется твердостью круга. Правильно выбранная твердость обеспечивает самозата­чивание, т.е. обновление режущей способности круга за счет выкрашивания затупившихся зерен. Для шлифования твердых сталей применяют мягкие круги, и наоборот, мягкие стали шлифуют твердыми кругами. Вязкие материалы (медь, латунь) шлифуют крупнозернистыми мягкими кругами, так как твер­дые круги быстро засаливаются, их поры забиваются стружкой. Абразивные инструменты имеют различные степени твердости: мягкие (М), средне мягкие (СМ), средние (С), средне твердые (СТ), твердые (Т), весьма твердые (ВТ) и чрезвычайно твердые (ЧТ). Каждая группа твердости имеет несколько подгрупп и на мар­кировке круга степень твердости указывают индексом (напри­мер, СТ2).

Процентное соотношение трех основных фазовых составляю­щих (зерен, связки, пор) в объеме абразивного инструмента называют структурой. Структуру абразивных инструментов обозначают номерами от 0 до 12. Структуры подразделяют на закрытые (1...4), средние (5...8) и открытые (9...12). С уменьше­нием номера структуры на единицу объем зерна в круге увели­чивается на 2 % за счет уменьшения объема связки. Общий объем пор при этом остается постоянным, но поры становятся крупнее.

Маркировка шлифовальных кругов производится на нерабо­чей поверхности круга (например, ПП500х60х305 34А40 СТ2 6 К5 А 1 кл 35 м/с). В маркировку входит тип круга и его размеры (ПП500х60х305); марка абразивного материала (34А), зерни­стость (40), твердость (СТ2), структура (6), связка (Кб). класс точности (А), класс неуравновешенности (1 кл), допустимая ок­ружная скорость (35 м/с).

Правка шлифовальных кругов производится для восстановле­ния их режущей способности, исправления геометрической формы и обеспечения правильного расположения рабочей поверхности круга относительно оси. Она выполняется алмазными карандаша­ми, порошками различных форм и размеров, правочными шлифо­вальными кругами из карбида кремния на керамической связке и обкаточными дисками из твердых сплавов.