6.8.2. Зв'язки

Зв'язка — це матеріал або сукупність матеріалів, які застосо­вуються з метою скріплювання абразивних зерен у шліфувально­му інструменті [40]. Найпоширенішими є керамічна, бакелітова, вулканітова й металева зв'язки.

Керамічна зв'язка (позначається літерою К) — багатокомпо­нентна суміш з тонкодисперсних матеріалів, до якої входять у заданих пропорціях вогнетривка глина, польовий шпат, кремне­зем, тальк, крейда та ін. Абразивні інструменти на керамічній зв'язці найпоширеніші завдяки високій жорсткості, теплостій­кості, стійкості до мастильно-охолодних рідин. їх недоліком є підвищена крихкість і як можливий наслідок — небезпека руй­нування від ударних навантажень.

Бакелітова зв'язка (Б) складається головно з синтетичної фенолоформальдегідної смоли у рідкому або порошкоподібному вигляді. За поширеністю абразивні інструменти на бакелітовій зв'язці посідають друге місце після інструментів на керамічній зв'язці. Інструменти на бакелітовій зв'язці не чутливі до уда­рів, міцні, еластичні, допускають великі швидкості різання, але дуже реагують на підвищення температури. Уже при 180 °С бакелітова зв'язка втрачає міцність, а при 250...300 ^СС — об­вуглюється. Зв'язка чутлива до мастильно-охолодних рідин, особливо тоді, коли в них понад 1,5 % лугу. Тому інструменти на бакелітовій зв'язці працюють переважно без охолодження. Бакелітові круги використовують для чорнового, чистового й профільного шліфування, а тонкі — для розрізування мате­ріалів.

Вулканітова зв'язка (В) складається з синтетичного каучу­ку, порошкоподібної сірки та інших матеріалів. Інструменти на вулканітовій зв'язці дуже еластичні, тому їх застосовують передусім для профільного шліфування та полірування. При температурі понад 150 °С зв'язка втрачає міцність.

Металеві зв'язки — багатокомпонентні системи на основі порошків олова, алюмінію, міді та ін. Металева зв'язка характе­ризується високою механічною міцністю, незначною пористістю і стійкістю до охолодних рідин. Ця зв'язка використовується для виготовлення алмазних і ельборових інструментів.

6.8.3. Твердість і структура абразивного інструмента

Твердість абразивного інструмента — це властивість зв'язки чинити опір проникненню в нього твердого тіла [40]. Під час шліфування твердість інструмента проявляється в опо­рі до виривання абразивних зерен з його поверхні під дією сил різання.

Розрізняють сім груп твердості шліфувальних інструментів, а в межах кожної групи — від двох до трьох ступенів твердості. Вищому ступеню відповідає більша твердість інструмента. Отже, залежно від групи й ступеня твердості інструменти бувають:

• м'які Ml, M2, МЗ;

• середньом'які СМ1, СМ2;

• середні СІ, С2;

• середньотверді СТ1, СТ2, СТЗ;

• тверді ТІ, Т2;

• дуже тверді ДТ1, ДТ2;

• надтверді НТ1, НТ2.

З м'якого шліфувального інструмента зерна легко вирива­ються, що є причиною його надмірного спрацювання і втрати початкової геометричної форми. Натомість в інструменті підви­щеної твердості затуплені зерна міцно утримуються зв'язкою, що призводить до підвищення температури в зоні різання, виник­нення припалів на обробленій поверхні та забивання круга струж­кою. Отже, що твердіший оброблюваний матеріал, то м'якший повинен бути інструмент і навпаки. Виняток з цього правила роблять для дуже м'яких металів (мідь, алюміній, латунь), які швидко забивають твердий інструмент. Щоб не допустити цього, для згаданого випадку обробки вибирають м'які інструменти.

Правильно добираючи твердість шліфувального інструмен­та, можна досягти його самозагострювання, яке полягає в тому, що затуплені зерна сколюються або вириваються зі зв'язки по всій робочій поверхні інструмента і в роботу вступають нові незатуплені зерна.

Структура абразивного інструмента тісно пов'язана з відстанню між сусідніми зернами й характеризується співвід­ношенням об'ємів абразивних зерен, зв'язки і nop [40]. Ці спів­відношення виражають в процентах від об'єму інструмента, при-

547

Рис. 6.8.2. Структура абразивного інструмента: щільна (а) і відкрита (б): 1 — зв'язка; 2 — пора; 3 — зерно

йнятого за 100 %. Наявні пори відіграють певну позитивну роль, оскільки вони сприяють охолодженню інструмента й заготов­ки, в них розміщається стружка, яка під дією відцентрових сил вилітає звідти, як тільки контактна поверхня інструмента вийде зі зони різання. Водночас збільшення пористості інстру­мента призводить до надмірного його спрацювання й зниження механічної міцності. Великі пори зменшують також геометрич­ну точність інструмента.

Структура має тринадцять номерів, починаючи від № 0 і закінчуючи № 12. Що більший номер структури, то більший відносний об'єм nop і менший об'єм зерен в інструменті. З пере­ходом до наступного вищого номера структури об'ємний вміст абразивних зерен зменшується на 2 %. В структурі № 0 маємо 68 % абразивних зерен, а в структурі № 12 — 38 %. Структури № 0-№ 4 називають закритими, або щільними, № 5-№ 8 — середніми і структури № 9-№ 12 — відкритими. У спеціальних випадках застосовують високопористі інструменти зі структурами № 13-№ 21, в яких об'єм nop доходить до 70 %.

Щільна структура має пори (рис. 6.8.2, а) малих розмірів, в яких може поміститись малий об'єм стружки. Інструменти з такою структурою застосовують для фінішної обробки. Для об­робки м'якого і в'язкого матеріалу потрібні інструменти з відкри­тою структурою (рис. 6.8.2, б), в порах 2 яких можна розмісти­ти великий об'єм стружки. Круги середньої структури вибира­ють для схем обробки, де довжина контакту інструмента й заго­товки коротка (зовнішнє кругле шліфування).