Контроль качества абразивного инструмента

Качество шлифовальных кругов оценивается как на заводе изготовителе (проверяют уравновешенность, геометрическую точность, разрывную проч­ность, твердость круга), так и на заводах потребителях (разрывную прочность, режущую способность инструмента).

13.2 Правка абразивных инструментов

Правка — процесс восстановления режущей способности шлифовального круга и правильной геометрической формы инструмента. Правке подвергается вновь устанавливаемые на станок инструменты и затупившиеся в процессе ра­боты. В автоматизированном производстве правку осуществляют принудитель­но, через заранее заданные интервалы времени.

Шлифовальные круги в основном расходуются не в процессе шлифова­ния, где их износ крайне мал, а в процессе правки. На правку расходуется от 45% до 80% полезного объема абразивных кругов при круглом, плоском и внутреннем шлифовании. Затраты на правку могут достигать 40% штучного времени обработки и более.

В зависимости от требований к точности и шероховатости обрабатывае­мой поверхности применяют алмазную и безалмазную правку кругов.

Правку осуществляют обтачиванием алмазным инструментом, обкатыва­нием абразивными, твердосплавными и металлическими дисками, шлифовани­ем кругами из карбида кремния и алмазно-металлическими роликами, танген­циальным точением профильной поверхности круга алмазным инструментом, накатыванием стальными профильными роликами.

Основными методами правки для абразивных шлифовальных инструмен­тов являются:

— правка алмазными карандашами;

— алмазными роликами и брусками;

— без алмазными правящими инструментами.

— правка алмазными карандашами (правка методом обтачивания) (рису­нок 13.4) представляет собой точение (разрушение) хрупкого абразивного ма­териала и связки шлифовального круга правящим алмазным инструментом вы­сокой твердости.

Правка осуществляется либо алмазно-металлическими карандашами (ГОСТ607-80), либо отдельными сравнительно крупными алмазными зернами, зачеканенными в оправах (ГОСТ 22908-78 «Алмазы в оправах. Технические условия» и ГОСТ 17564-85 «Иглы алмазные. Технические условия»).

Наибольшее применение имеют алмазно-металлические карандаши, в ко­торых в определенном порядке размещены кристаллы алмазов, прочно соеди­ненные специальным сплавом.

Основные типы алмазных карандашей и области их применения приведе­ны в таблице 13.1.

Алмазно-металлические карандаши (таблица 13.1) различаются по распо­ложению алмазов (ГОСТ 607-80*Е) и содержанию алмазов в них. Общее со­держание алмазов в карандаше измеряется в каратах (ct).

Карандаши типа 01 могут содержать 0,5 или 1,0; типа 02 — 1,0;2,0; типа 03 — 1,2-1,5; типа 04 — 0,5;1,0;2,0;2,5 ct.

Рисунок 13.4 — Алмазные карандаши

Алмазные карандаши типов 01, 02 и 03 и алмазы в оправах следует уста­навливать с наклоном от 10° до 15° в сторону вращения круга и направления подачи (рисунок 3.5). В процессе правки их необходимо поворачивать вокруг своей оси на угол от 60° до 90°. Карандаши типа 04 (реже 02) и алмазные иглы закрепляют без наклона к поверхности круга.

Тип алмазного карандаша выбирают в зависимости от вида шлифования. Карандашами типа 01 — правят круги для внутреннего шлифования и профиль­ной правки; 02 — круги диаметром более 200-250 мм.; 03 — мягкие круги (ниже М); 04 — обычная правка кругов средней твердости.

Рекомендуется за одну правку снимать слой круга толщиной 0,010-0,12 мм при ручной правке (для внутреннего шлифования 0,05-0,07) и 0,03-0,05 мм при автоматической. Такая правка является правкой обтачиванием. При этом ско­рость правки равна скорости шлифования.

Другие типы алмазного правящего инструмента для правки обтачиванием и области его применения приведены в таблице 3.2.

Правка методом обкатывания (рисунок 13.6) представляет собой процесс дробления и скалывания абразивных зерен на рабочей поверхности правящим инструментом, получающим вращение от шлифовального круга.

Таблица 13.1 — Основные типы алмазных карандашей и области их приме­нения

1- карандаш; 2 — круг шлифовальный
Рисунок 13.5 — Схема правки методом обтачивания

Таблица 13.2 — Типы алмазного правящего

1- круг шлифоваьный; 2 — круг правящий
Рисунок 13.6 — Схема правки методом обкатывания

Правка методом обкатывания применяется при профилировании шлифо­вальных кругов (с прямолинейной образующей) из электрокорунда и карбида кремния.

В качестве правящих инструментов при методе обкатывания применяют круги из карбида кремния, стальные диски, звездочки и шарошки твердосплав­ные, монолитные ролики, крупнозернистые твердосплавные ролики на метал­лической связке. Основные типы инструментов для правки обкатыванием пред­ставлены в таблице 13.3.

Под действием режущей кромки правящего инструмента, перемещаю­щейся по образующей шлифовального круга с определенной скоростью, по­верхностный слой связки круга разрушается, выступающие зерна выкрашива­ются, а зерна, находящиеся глубоко в связке, раскалываются на части. Про­скальзывание между шлифовальным кругом и правящим инструментом приво­дит к заглаживанию абразивных зерен на выправляемой поверхности круга.

При правке методом обкатывания возможны две ориентации правящего инструмента относительно шлифовального круга: оси вращения шлифовально­го круга и правящего инструмента находятся в одной плоскости либо в пересе­кающихся плоскостях, расположенных под углом ф ф 0. С увеличением угла ф в зоне правки увеличиваются разрушающие силы, действие которых интенсифи­цирует процесс восстановления рабочей поверхности круга и повышает износ правящего инструмента.

Правку кругов методом обкатывания безалмазными правящими инструментами чаще всего применяют как предварительную правку, когда необходимо снять большой слой абразива с недостаточно хорошо сбалансированного круга и при наличии неравномерности снимаемого слоя. Таким инструментом обычно пра­вят круги, работающие на обдирочных операциях, где основное назначение
правки сводится к периодическому восстановлению геометрической формы круга, нарушенной вследствие неравномерного его износа.

Таблица 13.3 — Основные типы инструментов для правки обкатыванием

Правка методом шлифования (рисунки 13.7 а, 13.7 б) — процесс обра­ботки поверхности шлифовального круга правящим инструментом, получаю­щим принудительное вращение. Подразделяется на правку с продольной пода­чей и правку врезанием (правка фасонных или угловых поверхностей). К пра­вящему инструменту относятся круги из карбида кремния зернистостью F16 — F36 ГОСТ Р 52381-2005 (или 125-50 по ГОСТ 3647-80) на керамической связке, диаметром — 250 мм, алмазные ролики из природных или синтетических алма­зов, металлоабразивные ролики (ГОСТ 16014-78).

А) по ходу; Б) против хода; 1 — круг шлифовальный; 2 — ролик правящий
Рисунок 13.7а — Схемы правки методом шлифования

а) схема движений (Ушк ,Упк — скорости шлифовального и правящего кругов;

ad — глубина правки); б) правящий круг
Рисунок 13.7 б — Схема правки методом шлифования
алмазным правящим кругом

При правке по ходу движения получается поверхность с большей режу­щей способностью в отличие от правки против хода движения.

Указанные методы находят применение и при правке алмазных и эльбо — ровых кругов.

Правка методом точения с тангенциальной подачей (рисунок 13.8) аналогична правке методом обтачивания, но осуществляется брусками прямого или фасонного профиля алмазоносного слоя. Первые применяют при правке прерывистых поверхностей шлифовальных кругов (сегментных) и правке тор­цов кругов, вторые — при правке профильных кругов. Максимальная глубина профиля до 20 мм, наименьший радиус 0,1 мм.

При установке бруска на столе станка непосредственно за обрабатывае­мой деталью шлифовальный круг постоянно «подправляется», что позволяет получить высокие качество и точность профиля. Эльборовые круги на органи­ческой и керамической связках правятся алмазными брусками и брусками из карбида кремния; алмазные круги — брусками из зеленого карбида кремния и белого электрокорунда.

Правка методом накатывания (рисунок 13.9) рабочей поверхности кру­га представляет собой комбинацию пластического деформирования с дробле­нием зерен и связки с уплотнением поверхности и применяется, в основном, для кругов, работающих методом врезного шлифования. Для накатывания ис­пользуются стальные закаленные ролики (из стали 45, 40Х твердостью 31-33 HRC из сталей У8А, У10А, Р18 твердостью 61-65 HRC), твердосплавные и ал­мазные ролики.

Ролики должны иметь следующие размеры: D=(0,2-0,25)DKP, высоту, равную длине обрабатываемого профиля. Наибольший диаметр ролика 250 мм, а длина 400 мм. Правку осуществляют на рабочей скорости кругов с принуди­тельной скоростью вращения роликов 0,2 м/с или 0,5 м/с, в зависимости от тре­
буемого уровня шероховатости обработанной поверхности детали (Ra = 0,63 -1,2).

Правка методом накатывания получила распространение при многони­точном резьбошлифовании, при шлифовании мелкомодульного твердосплавно­го инструмента (долбяков, шеверов, эвольвентных протяжек). Точность профи­ля накатанного круга может достигать для линейных размеров от 0,005 до 0,01 мм, для радиуса закругления вершины не более 0,04 мм и для угловых размеров от 5′ до 10′.

Правка свободным абразивом — метод, который нашел применение при правке алмазных кругов на операциях плоского шлифования и доводки. Пра­вящей средой служит абразивный порошок, например, из карбида кремния зе­леного, подающийся в зазор между кругом и изделием, равным 0,6 величины абразивного зерна.

1 — круг шлифовальный; 2 — ролик правящий
Рисунок 13.9 — Схема правки методом накатывания: