ВЫБОР ХАРАКТЕРИСТИК ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГОВ И РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ

2. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГАХ

Шлифовальный круг — режущий инструмент, состоящий из зерен шли­фующего материала, сцементированных связкой. Круг имеет следующие при­знаки, называемые характеристиками: абразивный материал, зернистость, связка твердость, структура, механическая проч­ность, форма и размеры.

Абразивные материалы разделяются на природные и синтетические. Сведения об основных абразивных материалах приведены в табл. 2.

До 1959 г. в нашей стране зернистость обозначалась номером, соответствующим числу отверстий (меш) на один дюйм сита, на котором задерживается основная фракция просеиваемого зерна. Основная фракция проходит через сито с более крупными отверстиями предыдущего номера.

По ГОСТ 3647 -71 принято обозначе­ние номеров зернистости по отверстию сита (в сотых долях миллиметра) (табл. 3).

Абразивные материалы по крупности зерна разделяются на следующие группы и номера зернистости:

Материал	Условное обо­значение марки материала	Основные компоненты; массовое содержание, %	Микро­твердость, кге/ мм2	Температур­ная граница потерь абра­зивных свойств, °С
	Природные материалы
Алмаз	А	с	10 060	600—700
Корунд	Е	А1а03 80—95	3 000	1200-1400
Наждак	Н	А1203 25—60	1 200	1100-1200
Кварц	Кв	Si02 98	1 000	1100—1200
	Синтетические материалы
Алмаз	АСО; АСР; АСВ; АС К; ACC; ACM; АСН; АСБ	С	10 100	600-700
Кубический нитрид бора (эльбор)	КНБ	Соедине­ние В с N	8 000- 10 000	2000
Карбид:
бора	КБ	В4С 85—94	4 900	—
кремния (зеленый)	К36; К37; К38; К39	SiC 96—99	3 500	1000— 12 000
кремния (черный)	КЧ5; КЧ7; КЧ8	SiC 95—98	3 300	1000—1200
Электрокорунд:
белый	Э6; Э7; Э8; Э9; Э9А; ЭБ	AlaO;j 96—99	2 250	1200-1400
нормальный	Э2; Э2К; ЭЗ; Э4; Э5	А12Ол 92—95	2 000	1200—1400
монокорунд	Мб; М7; М8	AlaOs 97—98	2 200	—

В качестве цементирующих веществ при изготовлении абра­зивных кругов применяют следующие основные группы связок: неорганическая — керамическая, силикатовая, магнезиальная; органическая — бакелитовая, глифталевая и вулканитовая; метал­лическая.

Под твердостью абразивного круга следует понимать не твер­дость абразивных зерен, из которых он изготовлен, а сопротив­ление связки вырыванию зерен с его поверхности под влиянием внешних сил. Точнее говоря, твердость круга характеризуется совместным сопротивлением зерен и связки приложенным силам. Твердость — один из существенных элементов характеристики абразивного инструмента во многих случаях, предопределяющий производительность и экономичность процесса обработки. С твер-

ТАБЛИЦА З

Размеры зерен шлифзерна, шлифпорошков, микронорошков и тонких микропорошков Для продуктов рассева Для продуктов гидрокласснфикации Номер зернистости Крупность основной фракции, мкм Номер зернистости •Крупность основной фракции, мкм 200 2500—2000 М63 63—50 160 2000—1600 М50 50-40 125 1600—1250 М40 40-28 100 1250—1000 М28 28—20 80 1000—800 М20 20—14 63 800—630 Ml 4 14—10 50 630-500 М10 10—7 40 500 -400 М7 7—5 32 400—315 М5 5-3 25 315—250 20 250—200 16 200—160 12 160—125 10 125—100 8 100-80 С 80—63 5 63-50 4 50—40 3 40—28

достью связаны частота правки круга, качество поверхностного слоя обрабатываемого металла, шероховатость поверхности, точ­ность обработанной детали и др.

По ГОСТ 3751—47 для абразивных инструментов установлена шкала твердости (табл. 4). Цифры 1, 2, 3 характеризуют твердость в порядке ее возрастания.

Под структурой абразивного круга понимают строение, ха­рактеризуемое количественным соотношением объема абразив­ных зерен, связки и пор. Структуры обозначаются номерами от О до 12. С увеличением номера структуры плотность ее уменьшается (увеличивается пористость структуры и уменьшается относитель­ное количество зерна).

В табл. 5 дано количество зерен в абразивных инструментах различных структур.

!§

Твердость инструмента	Ступени твердости	Твердость инструмента	Ступени твердости
М — мягкий	Ml; М2; М3	Т — твердый	Т1; Т2
СМ — среднемягкий	СМ1; СМ2	ВТ — весьма твер­дый	ВТ1; ВТ2
С — средний	Cl; С2	ЧТ — чрезвычайно твердый	ЧТІ; ЧТ2
СТ — среднетвердый	CTI; СТ2; СТЗ

ТАБЛИЦА 5 Структура абразивных инструментов Структура Номер структуры Объемное содержание абразивных зерен, % Плотная 0; 1; 2; 3 62; 60; 58; 56 Средняя 4; 5; 6; 7; 8 54; 52; 50; 48; 46 Открытая б; 10; 11; 12 44; 42; 40; 38

В шлифовальном круге при вращении под действием центро­бежной силы возникают напряжения, пропорциональные квад­рату частоты вращения. Допустимая окружная скорость шлифо­вального круга зависит от его прочности. Прочность кругов обычно проверяют путем вращения его с окружной скоростью, значи­тельно превышающей его эксплуатационную (рабочую) скорость. Чем прочнее круг, тем выше может быть его рабочая окружная скорость.

Формы и основные размеры абразивных шлифовальных кру­гов (ГОСТ 2424—67), применяемых для профильного шлифова­ния, приведены в табл. 6.

Алмазные шлифовальные круги состоят из корпуса и алмаз­ного кольца. Корпуса алмазных кругов изготовляют из стали, алюминиевых сплавов и пластмасс. Алмазоносный слой (кольцо) — рабочий слой алмазного круга ■— состоит из зерен алмазного по­рошка, связки и наполнителя. Наполнитель вводят в алмазо­носный слой для повышения стойкости и режущих свойств инстру­мента.

Алмазные шлифовальные круги характеризуются концентра­цией алмазоносного слоя, которую принято выражать в процен­тах. Обычно пользуются следующей шкалой концентраций: 25; 50; 100; 125 и 200%. За 100%-ную концентрацию алмаза

2 Б, М( Малкич 1

условно принято содержание 0,878 мг алмазного порошка в 1 мм3 алмазоносного слоя. При 100%-ной концентрации алмазный по­рошок фактически занимает только 25% объема алмазного слоя, а остальные 75 % занимают связка и наполнитель. Концентрация определяет производительность и стойкость (износ) алмазного инструмента. Обозначение алмазных кругов аналогично обозна­чениям обычных шлифовальных кругов с добавлением буквы А (алмаз).

В зависимости от назначения алмазные круги изготовляют на различных связках — металлических, органических и керами­ческих.

Алмазные порошки в зависимости от размера зерен, метода их получения и контроля делятся на две группы: шлифпорошки, получаемые путем рассева на ситах, с контролем зернового со-

< гава ситовым методом (размер зерен в каждой фракции опреде­ляется размерами сторон ячеек двух контрольных сит, из которых через верхнее сито зерна проходят, а на нижнем задерживаются); микропорошки, получаемые путем классификации с использова­нием жидкости и контролем зернового состава микроскопическим методом (определяются линейные размеры проекции зерен под микроскопом).

Шлифпорошки из синтетических алмазов выпускаются пяти марок: АСО, АСР, АСВ, АСК и АСС. Шлифпорошки из природ­ных алмазов выпускаются марки А. Алмазные микропорошки выпускаются марок: ACM и АСН из синтетических алмазов; AM и АН из природных алмазов.

Микропорошки марок ACM и AM обладают нормальной абра — ■.ивной способностью и рекомендуются для изготовления кругов, применяемых при обработке твердых сплавов, закаленных ста­лей и других твердых материалов.

Микропорошки марок АСН и АН обладают повышенной абра­зивной способностью и рекомендуются для изготовления кругов, применяемых при обработке корундов, специальной керамики и других сверхтвердых хрупких труднообрабатываемых материа­лов.

Зернистость шлифпорошков и микропорошков и размер зерен основной фракции приведены в табл. 7.

Зернистость шлифпорошка определяется по основной фракции и обозначается дробью, у которой числитель соответствует размеру стороны ячейки верхнего сита (через которое зерна проходят), знаменатель — размеру стороны ячейки нижнего сита (на кото­ром зерна задерживаются). Например, условное обозначение шлифпорошка марки А из природных алмазов зернистостью 63/40—шлифпорошок А 63/40 ГОСТ 9206—70; то же марки АСО из синтетических алмазов—шлифпорошок АСО 63/40 ГОСТ 9206—70.

Порошки широкого диапазона зернистостей применяют для массового шлифования, а порошки узкого диапазона — для по­лучения более качественной поверхности.

Формы и основные размеры алмазных шлифовальных кругов (ГОСТ 5.1580—72), применяемых для профильного шлифования, приведены в табл. 8.

Круги из кубического нитрида бора по форме и размерам ана­логичны алмазным и изготовляются на различных связках (орга­нической, керамической, металлической) разной зернистости и концентрации (25; 50; 100; 150 и 200).

В зависимости от принятой технологии изготовления куби­ческий нитрид бора называют: эльбором (технология разработана ВНИИАШ и абразивным заводом им. Ильича); кубонитом (тех­нология разработана ИСМ); боразоном (термин, принятый за ру­бежом).

Для обозначения кругов из эльбора введена дополнительная буква Л; ЛМ обозначается эльбор в виде микропорошка.

19

Зернистость порошков по маркам	Размер зерна основной фрак­ции, мкм
А	АСО	АСР	АСВ	АСК	АСС
Шлифпорошки широкого диапазона зернистостей
400/250		_	400/250			250
250/160		250/160	250/160			160
160/100	160/100	160/100	160/100	—	—	100
100/63	100/63	100/63	100/63			63
63/40	63/40	—	—			40
Шлифпорошки узкого диапазона зернистостей
630/500				_	Є30/500	500
500/400	_			500/400	500/400	400
400/315			400/315	400/315	400/315	315
315/250			315/250	315/250	315/250	250
250/200		250/200	250/200	250/200	250/200	200
200/160		200/160	200/160	200/160	200/160	160
160/125	600/125	160/125	160/125	160/125	160/125	125
125/100	125/100	125/100	125/100	125/100	125/100	100
100/80	100/80	100/80	100/80	100/80		80
80/63	80/63	80/63	80/63			63
63/50	63/50	63/50			—	59
50/40	50/40	—	—			40
Микропорошки
AM, АН	ACM, АСН
60/40		60/40		От 60 до 40
40/28		40/28		» 40 » 28
28/20		28/20		» 28 » 20
20/14		20/14		» 20 » 14
14/10		14/10		» 14 » 10
10/7		10/7		» 10 » 7
7/5			7/5		» 7 » 5
5/3			5/3		» 5 » 3
3/2			3/2		» 3 » 2
2/1		2/1		» 2 » 1
1/0			1/0		» 1 и мельче

Выпускаются круги форм ЛҐІҐІ, ЛЇТВ, ЛІПВД, Л1ҐІЇ1, ЛТ, ЛІТ, Л2Т и др.

Синтетические круги из эльбора обладают высокой тепло­стойкостью, повышенной режущей способностью и характери­зуются постоянством в процессе длительной эксплуатации. Удель­ный расход эльбора в 3—5 раз меньше, чем алмаза. Круги из эльбора обладают высокой стойкостью рабочего контактного профиля, что обеспечивает получение деталей высокой точности, незначительно засаливаются, что исключает частую их правку, а также в зоне обработки выделяют меньше теплоты, чем абразив­ные. Такие круги состоят из корпуса и режущего слоя. Корпус изготовляется из мягкой стали, дуралюминия, пластмассы. Режу­щий слой состоит из зерна (порошка) кубического нитрида бора, связки и наполнителя. Для более полного использования режу­щего слоя между ним и корпусом круга имеется пластмассовый слой. Малогабаритные круги прямого профиля диаметром до 10 мм изготовляют без корпуса.