ПРОЦЕСИ АБРАЗИВНОГО ОБРОБЛЕННЯ. ШЛІФУВАННЯ

ЛЕКЦІЯ 21. ПРОЦЕСИ АБРАЗИВНОГО ОБРОБЛЕННЯ. Шліфування

21.1 Призначення процесу шліфування

Процес шліфування матеріалів широко використовується в машинобудуванні як для чистового і викінчувального, так і для чорнового оброблення деталей машин і інструментів. Шліфування використовується не тільки при обробленні зовнішніх і внутрішніх циліндричних поверхонь, але і при обробленні плоских і фасонних профілів деталей. Оброблення виконується за допомогою копіювання (фасонними кругами) і обкатки складних профілів кругами простої прямолінійної форми.

Шліфування виконується за допомогою абразивного інструменту, різальним елементом якого є зерна абразивних матеріалів. Ці зерна мають високу твердість, теплостійкість і гострі кромки. Вони з’єднані спеціальною зв’язкою в тіло певної форми, яке і є абразивним інструментом, що виготовляється в вигляді шліфувальних кругів, сегментів, головок, брусків і шкурок. Використовують зерна і в вигляді порошків та паст.

За допомогою шліфування можна виконувати оброблення будь-яких матеріалів і металів, починаючи від самих м’яких (алюміній) і закінчуючи самими твердими сплавами, що використовуються при виготовленні різальних інструментів.

21.2 Абразивний інструмент

Абразивні інструменти характеризуються: родом зерен, зернистістю, твердістю, структурою, видом зв’язки, типом інструменту і його розмірами, зрівноваженістю круга, класом.

Природні абразивні матеріали. Абразивними матеріалами називаються речовини природного та штучного походження, які мають високі твердість, міцність і стійкість проти спрацювання, а також частинки яких придатні для оброблення деталей дряпанням або стиранням. До них належать алмаз, корунд, наждак, кварц, кремінь, різні електрокорунди, карбід кремнію, карбід бору, синтетичні надтверді матеріали та ін. Природні абразивні матеріали (кварц, гранат, корунд, кремінь, наждак) дуже засмічені природними домішками, мають низькі різальні властивості, через що рідко використовуються в абразивному обробленні точних деталей.

Природний алмаз – мінерал, який складається з кристалічного вуглецю. Атоми вуглецю в кристалічній решітці алмаза дуже міцно зв'язані, що забезпечує їх високу твердість (1000 МПа). Алмази стійкі до фізичних і хімічних реагентів. Вони приблизно в п'ять разів твердіші від корунду, в три рази – від карбіду кремнію та в 2,6 рази – від карбіду бору

Твердість алмазів залежить від кристалічної будови, тобто від розташування атомів вуглецю. Найтвердішим є алмаз, який має атомну решітку у вигляді октаедра.

Алмази мають виключно високу теплопровідність, приблизно у п'ять разів вищу, ніж карбід кремнію. Ця важлива властивість алмазів сприяє прискореному відведенню теплоти із зони різання і зниженню миттєвих температур різання.

Оброблюваність (шліфованість) алмазів вища в напрямку, паралельному граням кристала, оскільки при цьому атоми найбільше віддалені один від одного. Густина алмазів дорівнює 3,5·106 г/м3, алмази – діелектрики. Термостійкість їх невисока. В газах, де вуглець не окислюється (у водні, азоті), алмази можна нагрівати до 1000 С і вище без зміни їх властивостей. Помітне окислення алмазів у середовищі кисню починається при 700 С, повне згоряння – при 876С.

Міцність алмазних зерен невисока. Це визначає технологічні особливості застосування алмазів як різальних інструментів: тонкі стружки, малі навантаження, безударна та безвібраційна робота.

Технічні алмази поділяються на бортси масою 0,25-1,00 карат, баласи масою 1,25-2,00 карати та карбонадо масою 1,25-3,00 карати. Один карат алмаза – це куб із гранню 3 мм масою 0,2 грами. Кращі з них – карбонадо (тонкозернисті тверді та щільні кристали, які мають гострі ребра).

Штучні абразивні і надтверді матеріали. Електрокорунд одержують методом електричного плавлення матеріалів, багатих на оксид алюмінію (бокситу, глинозему), в дугових печах при температурі 1850-2000 С. Електрокорунд – дуже твердий, щільний і термостійкий матеріал. Промисловість залежно від вмісту А12О3 випускає кілька різновидів електрокорунду, в тому числі: нормальний, білий, хромистий, титанистий, хромотитанистий, цирконієвий, моно- та сферокорунд.

Нормальний електрокорунд містить до 95 % Аl2Оз і невелику кількість шлаку та феросплаву. Він позначається індексом 1А, випускається марок 12А, 13А, 14А, 15А і 16А, найбільше – марки 15А з вмістом 95 % А12О3. Він має колір від сіро- до темно-коричневого та від рожевого до темно-червоного.

Нормальний електрокорунд застосовуються для виготовлення різноманітних абразивних інструментів, якими користуються при шліфуванні сталей, ковких чавунів і твердої бронзи.

Білий електрокорунд містить більш як 97 % А12О3 і позначається індексом 2А. Випускається марок 22А, 23А, 24А та 25А. Марка 22А містить 97 % А12О3, а марки 24А і 25А – 99 % та більше. Має білий, сірувато-білий або світло-рожевий кольори. Він твердіший, ніж нормальний електрокорунд, а його зерна мають високу міцність та гострі кромки. Білий електрокорунд застосовується при виготовленні кругів для шліфування різьби, заточування, кругів, призначених для виконання точних робіт, а також при виготовленні брусків до хонінгувальних і суперфінішних головок.

Хромистий електрокорунд (технічний рубін) виготовляють з глинозему з добавкою 0,4-2 % оксиду хрому СrО3. Він містить до 97 % А12О3. Зерна цього електрокорунду порівняно з білим мають вищу стабільність фізико-механічних властивостей та містять більше монокристалів. Він твердіший, ніж білий електрокорунд, має більшу механічну міцність та абразивну здатність зерна порівняно з зерном білого електрокорунду. При збільшенні вмісту оксиду хрому механічна міцність зерна знижується, а абразивна здатність підвищується.

Хромистий електрокорунд за кольором схожий на рубін: має темно-рожеве або темно-вишневе забарвлення. Позначається індексом 3А і випускається марок 32А, 33А, 34А.

Шліфувальне зерно та шліфувальні порошки хромистого електрокорунду застосовуються для виробництва абразивних інструментів на різних зв'язках, а також шліфувальних шкурок.

Титанистий електрокорунд (технічний сапфір) одержують плавленням глинозему з присадками 2-3 % оксиду титану. Його зерна мають підвищену різальну здатність, він твердіший від хромистого електрокорунду, позначається індексом 3А і випускається марки 37А. За своїм складом та мікроструктурою титанистий електрокорунд аналогічний високоякісному звичайному електрокорунду.

Титанистий електрокорунд призначений для виготовлення абразивних інструментів, які використовуються при обробленні вуглецевих, конструкційних та інших загартованих і незагартованих сталей.

Цирконієвий електрокорунд виготовляють плавленням в електричній печі шихти, яка містить глинозем, цирконієвий концентрат або чистий діоксид цирконію, вміст якого становить 10-45 % залежно від призначення електро-корунду. Випускається марки 38А. Стійкість інструментів з цирконієвого електрокорунду на обдирних операціях у 10-40 разів вища від стійкості інструментів із звичайного електрокорунду.

Монокорунд – один з різновидів електрокорунду, зерна якого складаються з окремих кристалів або їх осколків. Містить до 97% Аl2O3. За твердістю він перевищує білий електрокорунд. Позначається індексом 4А, випускається марок 43А, 44А, 45А. Його особливість – наявність великої кількості граней, а значить, і різальних кромок зерна. Використовується для шліфування важкооброблюваних легованих сталей і сплавів.

Сферокорунд – абразивний матеріал, який виготовляють з глинозему у вигляді корундових сфер. У ньому міститься 99 % А12О3, а також невелика кількість домішок. Випускається марки 3С і використовується при обробленні м'яких і в'язких матеріалів: кольорових металів, пластмас, гуми та ін.

Карбід кремнію SiС виплавляють в електропечах при температурі 1500-2200 С з матеріалів, багатих на кремнезем (кварцового піску), та з невисоким вмістом вуглецю (нафтового коксу, антрациту тощо). Карбід кремнію має більші твердість (280-360 МПа) і крихкість, ніж електрокорунд, але в нього гостріші різальні кромки. Розрізняють чорний та зелений карбід кремнію.

Чорний карбід кремнію позначається індексом 5С, містить 95-98 % SіС і має чорний або темно-синій колір. Він випускається марок 52С, 54С, 55С. Марка 52С містить 95 % карбіду кремнію, а 55С – 98%. Застосовується для загострювання інструментів, шліфування твердих сплавів, твердих і крихких металів (чавуну, бронзи), скла, пластмас, гуми та ін.

Зелений карбід кремнію позначається індексом 6С, містить більш як 97 % SіС. Має колір від світло-зеленого до темно-зеленого. Випускається марок 62С, 63С, 64С. Марка 62С містить 97 % карбіду кремнію, марка 63С – 98 %, а марка 64С – 99%. У зеленому карбіді кремнію менше домішок, він має гостріші різальні кромки, більшу абразивну здатність, але він більш крихкий, ніж чорний карбід кремнію. Застосовується для загострювання інструментів зі швидкорізальних сталей і твердих сплавів, а також для оброблення деталей з керамічних матеріалів, різних каменів та ін.

Карбід бору В4С – абразивний матеріал, який виплавляють в електричних печах з борної кислоти та нафтового коксу. Він складається з кристалічного карбіду бору та невеликої кількості домішок бору, графіту й інших елементів. Містить до 93 % В4С і 1,5 % вільного вуглецю. Мікротвердість карбіду бору становить 330-450 МПа.

Силікокарбід бору одержують методом відновлювального плавлення суміші борної кислоти, нафтового коксу і кварцового піску. Його різальна здатність набагато вища, ніж карбіду бору. Застосовується у вигляді високоякісних мікропорошків для оброблення технічних рубінів, твердих сплавів та інших дуже твердих матеріалів.

Синтетичні алмази. Синтетичні алмази виготовляють штучними способами, які відрізняються рівнем тисків, температур і часом протікання процесу. Завдяки постійному удосконаленню синтезу алмазів, сьогодні промисловістю освоєний випуск синтетичних алмазів з широким діапазоном фізико-механічних і експлуатаційних властивостей.

Найефективніше алмазні інструменти застосовуються при обробленні твердих і крихких матеріалів – твердих сплавів, напівпровідників (германію, кремнію), рубінів, кераміки, скла.

Кубічний нітрид бору. З нітриду бору – речовини, яка багато в чому схожа з графітом, синтезовано кубічний нітрид бору. Його перевагою перед алмазом як інструментального матеріалу є висока (1300-1500 С) теплостійкість і дифузійна стійкість. Він хімічно інертний до матеріалів, які містять залізо. Висока теплостійкість – дуже цінна властивість незважаючи на те, що теплопровідність кубічного нітриду бору в три рази нижча, ніж алмазу. Це є причиною високих температур контактних поверхонь.

Випускаються шліфувальні матеріали з кубічного нітриду бору двох модифікацій: ельбор (марок ЛО, ЛП, ЛКВ, ЛД ЛМ) і кубоніт (марок КО, КР, КТ, КМ).

Промисловістю випускається також кубічний нітрид бору підвищеної термостійкості марки ЛКВ та кубоніт марки КТ (кібор). Монокристали останнього мають переважно жовтий колір, характеризуються невеликою кількістю включень і за міцністю знаходяться на рівні алмазів АС15.

Зернистість абразивних і надтвердих матеріалів. Зернистість абразивних матеріалів характеризується розміром зерен, залежно від чого абразивні матеріали поділяються на чотири групи: шліфувальне зерно (16 – 200), шліфувальні порошки (4 – 12), мікро порошки (М5 – М63).

За вмістом зерен основної фракції абразивні матеріали поділяються на чотири групи: В(60-55%), П(55-45%), Н(45-40%), Д(42-37%).

Шліфувальне зерно та шліфувальні порошки просіюють на ситах. Верхня границя розміру зерна відповідає розміру вічка сита (соті частки міліметра), крізь яке проходить зерно основної фракції, а нижня границя – розміру вічка сита, на якому зерно затримується.

Мікропорошки та тонкі мікропорошки одержують осадженням їх у рідині: чим більший час осідання порошку, тим дрібніше зерно. Контроль зернового складу проводять мікроскопічним методом.

Алмазні порошки залежно від розміру зерен і методу їх одержання поділяються на шліфувальні порошки (розмір зерен 3000-40 мкм), мікропорошки (розмір зерен 80-1 мкм і дрібніше) та субмікропорошки (розмір зерен 1-0,1 мкм і дрібніше).

Розмір зерен кожної фракції алмазних шліфувальних порошків визначається номінальними розмірами сторін вічок двох контрольних сит у мікрометрах, причому крізь верхнє сито зерна проходять, а на нижньому затримуються.

Розмір зерен алмазних мікропорошків та субмікропорошків визначається півсумою довжини і ширини прямокутника, умовно описаного навколо проекції зерна так, щоб більша сторона прямокутника відповідала найбільшій довжині проекції зерна.

Алмазні шліфувальні порошки залежно від виду сировини, з якої вони виготовлені, позначаються літерними індексами: А – із природних алмазів; АС – із синтетичних алмазів; АР – із полікристалічних синтетичних алмазів.

До літерного позначення шліфувальних порошків із полікристалічних синтетичних алмазів додається літерний індекс, що позначає тип полікристалічного алмазу: В – балас, К – карбонадо, С – спеки.

Крім того, літерне позначення шліфувальних порошків має цифровий індекс, який позначає таке:

а) в позначенні шліфувальних порошків з природних алмазів – вміст зерен ізометричної форми, виражений десятками відсотків;

б) в позначенні шліфувальних порошків із синтетичних алмазів – середнє арифметичне значення показників міцності на стискання усіх зернистостей певної марки, виражене в ньютонах;

в) в позначенні шліфувальних порошків із полікристалічних синтетичних алмазів – середнє арифметичне значення показників міцності на стискання усіх зернистостей певної марки, виражене в сотих частках ньютона.

Алмазні мікропорошки та субмікропорошки позначаються літерними індексами: АМ – із природних алмазів, АСМ – із синтетичних алмазів.

Позначаючи мікропорошки з природних і синтетичних алмазів підвищеної абразивної здатності, індекс М замінюють на індекси Н, тобто АН або АСН.

До літерного позначення субмікропорошків додають цифровий індекс, що позначає частку зерен великої фракції у відсотках.

Шліфувальні порошки за зернистістю випускають двох діапазонів: широкого та вузького. Зернистість визначається за основною фракцією, яка переважає за масою, і позначається дробом: чисельник відповідає розміру сторони вічка верхнього сита, знаменник – нижнього. Розмір зернистості шліфувальних порошків – мікрометри.

Широкий діапазон включає шліфувальні порошки зернистістю від 2500/1600 до 63/40. Знаменник кожного наступного порошку в 1,6 рази менший попереднього (2500/1600; 1600/1000; 1000/630;...). До вузького діапазону зернистостей входять порошки від 2500/2000 до 50/40. Знаменники в позначеннях зернистостей зменшуються в 1,26 рази (2500/2000; 2000/1600; 1600/1250;...).

Шліфувальні порошки широкого діапазону зернистості застосовують на операціях, які не потребують забезпечення високої точності оброблення.

Зернистість мікро- та субмікропорошків визначається розміром зерен основної фракції в мікрометрах і позначається дробом, чисельник якого відповідає найбільшому, а знаменник – найменшому розміру зерен основної фракції. Зернистість мікропорошків така: 60/40, 40/28, 28/20, 20/14, 14/10, 10/7, 7/5, 5/3, 3/2, 2/1, 1/0 мкм, субмікропорошків – така: 0,7/0,3; 0,5/0,1; 0,3/0; 0,1/0 мкм.

Приклади умовного позначення алмазних порошків: шліфувальний порошок із синтетичних алмазів марки АС6 зернистістю 160/125 мкм – шліфувальний порошок АС6 160/125; мікропорошок з природних алмазів марки АМ зернистістю 40/28 мкм – мікропорошок АМ 40/28; субмікропорошок з природних алмазів марки АМ5 зернистістю 0,5/0,1 мкм – субмікропорошок АМ5 0,5/0,1.

Ельбор залежно від розміру зерен випускають п'яти груп зернистості: шліфувальне зерно – від 630/500 до 200/260 мкм (шість груп); шліфувальні порошки – від 160/125 до 50/40 мкм (шість груп); мікрошліфувальні порошки – від 63/40 до 14/10 мкм (п'ять груп); тонкі мікрошліфувальні порошки – від 10/7 до 5/3 мкм (три групи), особливо тонкі мікрошліфувальні порошки – від 3/2 до 1/0 мкм (три групи).

Залежно від значення показників механічної міцності промисловість випускає шліфувальні порошки таких марок: ЛО, КО – звичайної механічної міцності; ЛКВ, КТ – високої механічної міцності; ЛД – подрібнені (полікристалічні).

Твердість абразивних інструментів. Важливою характеристикою абразивних інструментів є їх твердість. Під твердістю абразивних інструментів розуміють силу, з якою абразивне зерно утримується зв’язкою. Це поняття умовне і характеризує властивості в неробочому стані, а під час оброблення зв’язка може змінювати свої властивості.

За твердістю абразивні круги поділяються на м’які (М1, М2 та М3), середньо м’які (СТ1, СТ2, СТ3), тверді (Т1, Т2), дуже тверді (ВТ1, ВТ2) і надзвичайно тверді (ЧТ1, ЧТ2). Визначення та контроль твердості абразивних інструментів проводиться за глибиною лунки, яку одержують на спеціальних приладах: піскоструменевому, Роквелла і конусному твердомірі.

При виборі твердості шліфувального круга слід керуватися таким основним правилом: для оброблення твердих матеріалів вибираються м’які круги, а м’яких – тверді. Цей принцип вибору шліфувального круга за твердістю випливає з умов найкращого його самозагострення.

Зв’язки абразивних інструментів. Зв’язка абразивних інструментів впливає на ефективність оброблення. Використовуються три типи зв’язок: неорганічні, органічні та металеві. Неорганічні зв’язки – керамічна (К), магнезіальна (М) і силікатна (С). Найпоширенішою є керамічна зв’язка, яка входить до складу більш як 50 % усіх абразивних інструментів.

Неорганічні зв’язки – багатокомпонентні, складаються з подрібнених сирих матеріалів: вогнетривкої глини, польового шпату, борного скла, тальку та інших матеріалів. З метою підвищення пластичності та поліпшення формування в абразивно-керамічні маси додають речовини, що клеять: рідке скло, декстрин та інше. Застосовуються також однокомпонентні зв’язки (фритові сплавлені), які мають вигляд скла.

Керамічні зв’язки мають високі вогне- та водотривкість, хімічну стійкість, відносно високу міцність.

Залежно від термічного оброблення зв’язки поділяються на плавкі та спечені. Перші після охолодження перетворюються в скло, а другі розплавляються тільки частково і за своїм складом та станом близькі до фарфору.

Абразивні інструменти із електрокорунду виготовляють на плавких, а з карбіду кремнію – на спечених зв’язках. Плавкі зв’язки забезпечують більшу міцність абразивних інструментів, тобто електрокорундові круги значно міцніші, ніж круги з карбіду кремнію.

Абразивні інструменти на керамічних зв’язках знайшли ширше застосування порівняно з інструментами на органічних, хоча технологія виготовлення перших складніша і триваліша, ніж технологія виготовлення інструментів на інших зв’язках.

Недоліком керамічних зв’язок є їх крихкість, тому ці зв’язки не можна використовувати для виготовлення кругів, які застосовують при обдирному та силовому шліфуванні. Відносно низька границя міцності при вигині обмежує використання таких кругів на відрізних операціях, оскільки тонкі круги легко руйнуються від бічних навантажень.

Органічні зв’язки – бакелітова (Б), гліфталева (Г), вулканітова (В) та інші. З них найбільш поширена бакелітова зв’язка. Абразивні інструменти, виготовлені на рідкому і порошкоподібному бакеліті, мають вищі міцність і пружність, ніж круги на керамічних зв’язках. Висока міцність бакелітової зв’язки дає змогу працювати з великими швидкостями (80 м/с і вище). Такі круги рекомендується застосовувати при обдирному шліфуванні та на відрізних операціях. Однак бакелітова зв’язка має низьку теплопровідність – вигорає при тривалій роботі та температурах до 250-300 С.

Абразивний інструмент на бакелітовій зв’язці виготовляють із звичайного електрокорунду і чорного карбіду кремнію. Для виконання прорізних та відрізних робіт випускають бакелітові тонкі круги – товщиною до десятих часток міліметра.

Бакелітова зв’язка недостатньо стійка до охолоджувальних рідин, які містять лужні розчини. Для нормальної роботи круга в охолоджувальній рідині має бути не більше як 1,5 % лужного розчину. Іноді круги на бакелітовій зв’язці покривають сіркою або суриком, лаком чи якою-небудь водонепроникною фарбою.

Гліфталева зв’язка складається з гліцерину та фталевого ангідриду. Круги на цій зв’язці мають підвищену пружність і застосовуються на чистових та доводочних операціях.

Вулканітова зв’язка має високу еластичність і високу густину, тому круги на її основі можна застосувати також для грубого шліфування та полірувальних операцій. Абразивні зерна закріплені слабкіше, ніж в інструментах на керамічних і бакелітових зв’язках.

Круги на вулканітовій зв’язці на відміну від кругів на керамічній зв’язці можуть бути виготовлені дуже тонкими (десяті частки міліметра) при відносно великому діаметрі (150-200 мм).

Металеві зв’язки, що складаються з металевої основи (порошків міді, олова, алюмінію та ін.) і наповнювача, використовують в абразивних алмазних інструментах.

Металеві зв'язки виготовляються на мідній основі з наповнювачем карбідом кремнію й електрокорундом, зв'язка М5 – на основі алюмінію та міді, зв'язка М1 – на основі міді й олова.

Металеві зв'язки міцніше утримують зерна і забезпечують ефективніше використання різальних властивостей алмазів, ніж органічні зв'язки.

Структура абразивних інструментів. Під структурою абразивного інструмента розуміють співвідношення об'ємів зерен, зв'язки та ін. Розрізняють чотири групи структур абразивних інструментів: щільні (№ 0-3), середньощільні (№ 4-6), відкриті (№ 7-12) і високопористі (№ 13-18) (рис. 21.1).

Нульова структура має мінімальну відстань між зернами і найбільший їх об'єм (V = 62 %). При збільшенні номера структури на одиницю об'єм абразивних зерен зменшується на 2 %. Високопористі круги мають розмір пор 2-3 мм. Пори створюються внаслідок вигорання наповнювачів (вугілля, деревного борошна, пластмас) під час термічного оброблення. Об'ємна маса високопористих значно менша, ніж маса звичайних кругів, і потребує меншої витрати енергії на обертання.

Високопористі круги краще охолоджуються під час роботи, оскільки швидкість руху повітря в зоні різання на 25-35% вища від швидкості обертання звичайного круга, що дає змогу працювати з більшою глибиною різання та меншою небезпекою припікань оброблюваної поверхні. Наявність пор і підвищена швидкість повітряного струменя створюють кращі умови для видалення стружки, зменшуючи можливість застрявання її в порах.

При обробленні м'яких та в'язких матеріалів (алюмінію, міді, пластмас, гуми, дерева тощо) робоча поверхня високопористого круга довше залишається працездатною і рідше потребує гостріння, їх питоме спрацювання в 1,5 рази менше від питомого спрацювання звичайних кругів.

Зернистість високопористих кругів вибирається на один-три номери меншою, ніж зернистість звичайних кругів.

Вибір структури абразивних інструментів залежить від їх призначення, властивостей оброблюваного матеріалу та інших умов оброблення. Інструменти зі щільною структурою застосовуються для виконання доводочних робіт, а також тоді, коли необхідно довше зберегти профіль інструмента. Відкриті та високопористі круги застосовуються при обробленні металів, в яких можуть виникати припікання. Найчастіше використовуються інструменти зі структурою середньої щільності.

Алмазні абразивні інструменти характеризуються концентрацією – вмістом алмазу в одиниці об'єму алмазоносного шару. За 100 %-ну концентрацію алмазів прийнято вміст 0,878 мг алмазних зерен в 1 мм3 (4,39 карата в 1 см3) алмазоносного шару. Алмазні інструменти виготовляють 50, 75 і 100 %-ної концентрації та вище.

Цільні та складені інструменти для абразивного оброблення залежно від форми поділяються на чотири групи: шліфувальні круги, головки, сегменти, бруски. Вітчизняна промисловість випускає 736 стандартних типорозмірів абразивних інструментів. Стандартом передбачено випуск 22 форм шліфувальних кругів діаметром 3-1060 мм 14 типів.

Типи шліфувальних кругів. Шліфувальні круги випускаються таких типів: ПП – прямого профілю, 2П – з двобічним конічним профілем, 3П – з конічним профілем, ПВ – з виточкою; ПВК – з конічною виточкою, ПВД – з двобічною виточкою, К – кільцеві, ЧЦ – чашкові циліндричні, ЧК – чашкові конічні, Т і 1Т – тарілчасті, ПН – із запресованими кріпильними елементами, ПВДС – з двобічною виточкою та втулкою, ПВДК – з двобічною конічною виточкою.

Параметри кругів нормалізовані: D – зовнішній діаметр круга, d – діаметр отвору, яким круг встановлюється на фланці, H – висота круга і таке інше.

Стандартом передбачається виготовлення шліфувальних кругів трьох класів точності: АА – найточніші, А – точні, Б – менш точні.

Дисбаланс шліфувального круга – наслідок неоднакової густини матеріалу круга, неправильної форми зовнішньої поверхні, ексцентричності розташування посадочного отвору відносно зовнішньої поверхні або ексцентричності встановлення круга на шпинделі верстата тощо. Дисбаланс є джерелом вібрації верстата, причиною розриву кругів, прискореного спрацювання підшипників та утворення хвилястості на обробленій поверхні.

Мірою статичного дисбалансу є маса вантажу, який, зосереджуючись у точці периферії круга, протилежній до його центра тяжіння, переміщує останній на вісь обертання круга.

Розрізняють чотири класи дисбалансу залежно від ширини круга, його зернистості та зв'язки. Дисбаланс установлюється технічними умовами для кругів діаметром понад 250 мм: чим менший круг, тим більший допускається дисбаланс. Класи неврівноваженості залежать від класу точності круга.

Форми алмазних та ельборових шліфувальних кругів. Існуючі стандарти СТ СЕВ 675-77 та ІSО 6104-79 передбачають позначення форм алмазних та ельборових шліфувальних кругів залежно від форми корпуса, форми і розташування алмазоносного або ельборовмісного шару, а також модифікації корпуса. Їх позначення має відповідати стандарту і міжнародному стандарту. Стандартом встановлено 12 форм корпусів кругів, вибір яких залежить від конкретних умов використання.

Форма алмазоносного або ельборовмісного шару на корпусі круга може бути різною залежно від конкретного призначення шліфувального круга. Стандартом передбачено 27 форм перетину алмазоносного або ельборовмісного шару, умовне позначення яких індексується великими літерами латинського алфавіту від А до V .Формі алмазоносного або ельборовмісного шару має відповідати також його розташування на корпусі шліфувального круга.

Стандартом передбачено 24 різновиди розташування алмазоносного або ельборовмісного шару, вони позначаються цифрами та великими літерами латинського алфавіту (цифри – від 1 до 10 і чотири літери – Р, К, У, Х).

Типи і основні розміри ельборових шліфувальних кругів.

Ельборові круги згідно стандарту ІSО 6104-79 виготовляються таких типів: 1А1 – плоскі прямого профілю; А8 – такі ж, але без корпуса; 1Е1, 1Е6Q, 1Д1 – плоскі з двобічним конічним профілем; 1Q1, 1R1 – плоскі з однобічним конічним профілем; 1А2 – плоскі з прямим профілем.

На корпусі круга з зовнішнім діаметром 50-200 мм маркуються: зернистість, ступінь твердості, відносна концентрація (показник 100 не маркується).

Маркування абразивних і алмазних кругів. Маркування абразивних інструментів передбачає всі їх характеристики, записані в певному порядку: завод-виготовлювач, матеріал абразивних зерен, зернистість, твердість, номер структури, вид зв'язки, форму та розміри круга, допустиму окружну швидкість, клас інструмента (АА, А, Б), клас неврівноваженості (перший-четвертий для кругів діаметром понад 250 мм).

Наприклад абразивний круг маркується наступним чином: КАЗ.24А40С28К6А2; ПП 3505070; 35 м/с. Розшифровується це так: КАЗ – Косулинський абразивний завод, 24А – білий електрокорунд, 40 – зернистість, С2 – твердість, 8 – номер структури, К6 – керамічна зв'язка, А – клас інструмента, 2 – клас неврівноваженості, ПП – тип круга (плоский прямий), 3505070 – розміри круга (в міліметрах), 55 м/с – найбільша окружна швидкість.

Маркування алмазного круга має такий вигляд: АС6 250/200 4 М2-01, 1А1 25076153. Розшифровується це таким чином: АС6 – алмаз синтетичний високої міцності; 250/200 – зернистість; 4 –100% концентрація; М2-01 – металева зв’язка; 1А1: 1 – форма корпуса круга; А – форма перетину алмазоносного шару; 1 – розташування шару на корпусі; 25076153 – розміри круга і товщина алмазоносного шару в міліметрах.

Вибір абразивного інструмента. При виборі характеристик абразивного інструменту необхідно враховувати наступні чинники:

• характеристику матеріалу, що шліфується (хімічний склад, фізико-механічні властивості);
• розміри деталі, форму та вид поверхні, яка шліфується (суцільна чи переривчаста), необхідну точність оброблення;
• припуск, що знімається, початкову шорсткість поверхні, потрібну якість оброблення деталі (шорсткість поверхні, структуру поверхневого шару);
• тип верстата (кругло-, плоскошліфувальний, заточувальний), розміри, жорсткість, потужність електродвигуна, відповідність технічним умовам;
• режим роботи (швидкість круга та виробу, подача), тип подачі (автоматична чи ручна), охолодження;
• економічну ефективність (продуктивність, стійкість круга та його вартість, витрати на правку, споживану енергію та інші витрати).

PAGE 214

EMBED KompasFRWFile

исунок 12.1 – Структура абразивних інструментів

ПРОЦЕСИ АБРАЗИВНОГО ОБРОБЛЕННЯ. ШЛІФУВАННЯ