Абразивный инструмент

Опубликовано admin мая 17, 2012 в Резка металлов

Абразивный инструмент состоит из твердых зерен абразивного материала, неправильной формы с острыми кромками, соединенными между собой специальными связующими веществами. Форма абразивного инструмента может быть любой — круги, сегменты, бруски и др. Зерна абразивного материала определяют режущую способность инструмента, материал связки — его прочностные свойства. Режущие зерна абразивного материала обладают повышенными твердостью и красностойкостью.

Абразивный инструмент характеризуется своими физико-механическими свойствами, определяемыми, прежде всего материалом, размерами зерен и видом связки, а также геометрическими параметрами, характеризующими его размеры и форму в целом. Абразивные материалы по виду применяемых режущих зерен подразделяют на естественные и искусственные.

Из естественных материалов важнейшим является алмаз, превосходящий по твердости большинство известных материалов; его свойства были рассмотрены ранее.

Сравнительная режущая способность различных абразивных материалов, из которых изготавливают шлифовальные круги, бруски, сегменты, ленты и шкурки, если принять режущую способность алмаза за единицу, выражается так: для карбида бора — 0,5; зеленого карбида кремния — 0,28; черного карбида кремния — 0,25; белого электрокорунда — 0,12; нормального электрокорунда— 0,1; наждака — 0,03; графита — 0,025; кварца — 0,02. Это отвечает соотношению их твердостей.

Зернистость является важнейшим параметром, характеризующим режущие свойства шлифовального круга; она характеризуется размерами зерен абразивного материала. Величина зерен определяется размерами сторон ячеек контрольных сит, применяемых для анализа зернистости абразивных материалов.

Зерна абразивов по размерам подразделяют на две группы: зерна для шлифовальных кругов с № 200 и № 3 и микропорошки от М40 до М5. После размола зерна абразива имеют достаточно выбранную огранку, радиус закругления граней составляет 10М5 мкм; при этом зерна корунда имеют несколько большие радиусы, чем карборунда. Помимо размера зерна большое значение имеет форма абразивных зерен. Для разделения зерен по форме применяются специальные сортировочные машины с электромагнитным приводом стола. Они позволяют отделять зерна следующих видов: шаровидные, монолитные плоские и раздробленные плоские.

Магнезиальная связка приготовляется из смеси магнезита и хлористого магния. Абразивный инструмент, изготовляемый на этой основе, малопрочный и мягкий и к тому же чувствителен к влаге и холоду, поэтому его применяют при обработке всухую.

Силикатная связка приготовляется из смеси глины, кремниевой пыли и жидкого стекла. Этот вид связки не обеспечивает надежной сцепляемости с зерном.

Как магнезиальная, так и силикатная связка имеют ограниченное применение и используются редко.

Кроме материала зерна, зернистости, и связки, абразивный, инструмент характеризуют его структура и твердость.

Структура абразивного инструмента определяет его строение с точки зрения количественного соотношения в единице объема зерен, связки пор. Номер структуры абразивного инструмента соответствует промежуткам между зернами: чем больше номер, тем больше промежутки (поры). Структуры, содержащие от 60 до 54% зерен (с № 0 до № 3), называются плотными, от 52 до 46% (с № 4 по № 6) —среднеплотными и от 44 до 38% (с № 7 до № 12) — открытыми. При шлифовании вязких материалов: нержавеющих, жаропрочных и цветных сплавов, а также при обдирочных рабата хорошие результаты показывают высокопрочные круги, имеющие до 72% пор от объема круга; они получаются путем промешивания в их массу легковыгорающих веществ, например угля.

Твердость абразивного инструмента определяет качество получаемой поверхности, а также производительность обработки. Под твердостью абразивного инструмента подразумевают способность связки удерживать зерно от (вырывания при воздействии на него внешних усилий. Она характеризуется прочностью пограничной связи зерна и связки. Круг называют мягким, если зерна легко вырываются из связки, и твердым, если зерна прочно удерживаются в связке.

Правильный выбор твердости абразивного инструмента оказывает решающее влияние на процесс обработки, обеспечивая при оптимальных условиях явление непрерывного самозатачивания режущей поверхности инструмента. Явление самозатачивания происходит в результате трех процессов: микроскалывания (местное разрушение), макроскалывания (разрушение объемное, происходящее по всему сечению зерна) и выламывания зерен. Первый вид разрушения ведет к закруглению режущих кромок зерен — засаливанию круга. Второй вид разрушения наиболее благоприятен, так как постоянно создает новые ревущие кромки. Третий вид разрушения недопустим, он вызывает повышенный износ инструмента и происходит следующим образом: затупленное зерно под действием повышенной нагрузки раскалывается или чаще всего вырывается из связки, обнажив при этом новые острые зерна, которые и будут продолжать резание.

Выбор для данных условий обработки слишком твердого абразивного инструмента ведет к засаливанию, т. е. удержанию на режущей поверхности сильно затупившихся зерен. В этом случае для восстановления работоспособности абразивного инструмента производят правку, т. е. искусственное удаление затупившихся зерен. Выбор слишком мягкого абразивного инструмента ведет к его повышенному и неравномерному износу, а следовательно, потере его формы в результате частых правок.

Маркировка шлифовального круга содержит вид абразивного материала, зернистость, класс твердости и ее степень, вид связки, структуру, размеры круга (диаметр и ширина) и допустимую окружную скорость. Например, ЭБ80 СМ1 К8 150×80 35 м/сек.