§2.Абразивные инструменты. Характеристики шлифовальных кругов

Основными видами абразивного инструмента являются шлифовальные круги, сегменты, бруски, шкурки и притирочные принадлежности, насыщенные шлифовальными порошками.

Самым распространенным абразивным инструментом является шлифовальный круг. Форма и размеры шлифовальных кругов стандартизованы. Каждому виду круга присвоены условные обозначения (рис. 79): ПП— плоские прямые, ПВ— плоские с выточкой, Д— диски, ЧЦ— чашечные цилиндрические. ЧК—чашечные конические, К— кольца, тарельчатые круги Т и т. д.

Абразивные материалы, из которых изготовляются инструменты, разделяются на естественные и искусственные, приготовляемые промышленным путем.

Из естественных материалов сохранил большое практическое значение только один алмаз

Из искусственных абразивных материалов используются: электрокорунд (кристаллическая окись алюминия) Al₂O₃, карбид кремния (карборунд) SiC и карбид бора В₄С.

Электрокорунд разделяется на три сорта в зависимости от механических свойств и содержания окиси алюминия: на белый электрокорунд ЭБ, содержащий 98—99% Al₂O₃, монокорунд (М) и нормальный электрокорунд (Э), в котором Al₂O₃ не менее 91%.

Карборунд— карбид кремния. Зерна его более твердые и хрупкие, чем зерна электрокорунда. В зависимости от содержания SiC он разделяется на два сорта: черный карбид кремния (КЧ), содержащий 95—97% SiC, и зеленый карбид кремния (КЗ), содержащий SiC больше 97%.

Карбид бора приготовляется в виде серо-черного порошка, зерна которого по твердости близки к алмазу.

Зернистостью абразивных материалов называют номер зерен, характеризующий их крупность. Абразивные зерна разбиты на 26 номеров зернистости (ГОСТ 3647—59), из них девятнадцать обозначены номерами: 200, 160, 125, 100, 80, 63, 50,40, 32, 25, 20, 16, 12, 10, 8, 6, 5, 4,3 и семь обозначены номерами: М40, М28, М20, М14, М10, М7, М5. Размеры зерна уменьшаются в направлении от номера 200 к номеру М5. В зависимости от зернистости абразивные материалы подразделяются на три группы: шлифзерна— номера от 200 до 16, шлифпорошки— номера от 12 до 3 и микропорошки— номера от М40 до М5.

Следует отметить, что цифры в маркировке зернистости микропорошков показывают предельный размер основной фракции зерен в микронах.

Связка— материалы, связывающие зерна, разделяются на неорганические (минеральные), органические (смолы, каучук) и металлические. Из наиболее распространенных неорганических связок является керамическая (К), а из органических— вулканитовая (В) и бакелитовая (Б).

Керамическая связка, на которой выпускается около 90% шлифовальных кругов и других инструментов, состоит из огнеупорной глины, полевого шпата, талька, мела, кварца и жидкого стекла. Недостатком их является высокая хрупкость.

Вулканитовая связка состоит из каучука, серы и других веществ. Изготовленный на ней инструмент обладает эластичностью и большой прочностью, но низкой теплостойкостью. Круги на вулканитовой связке широко применяются на отрезных, прорезных и бесцентровошлифовальных работах.

Бакелитовая связка состоит из искусственной смолы, представляющей собой смесь карболовой кислоты и формалина, хорошо растворяющихся в спирте. Изготовленный на ней инструмент также отличается большой прочностью и эластичностью. Недостатком ее является повышенная способность разрушаться под действием щелочных растворов. Круги на этой связке применяются на чистовом и тонком шлифовании.

Шлифовальные круги на вулканитовой и бакелитовой связках выдерживают более высокие окружные скорости (примерно в 1,5 раза больше), чем на керамической связке.

Металлическая связка. Различают два основных вида металлических связок: порошковые и гальванические. Порошковые металлические связки получают спеканием порошков из медных и алюминиевых сплавов. Гальванические связки выполняются на никелевой основе методом гальванического закрепления зерен на металлическом корпусе.

Характерной особенностью металлических связок являются их высокая механическая прочность и незначительная пористость. На металлической связке изготовляют только алмазные и эльборовые круги, зерна которых обладают высокой износостойкостью.

Структурой абразивного инструмента называют соотношение в процентах объемов, занятых в нем зернами, связкой и порами. Структуры обозначаются номерами от 0 до 12 и разделяются на три группы: плотная структура (№0—3), среднеплотная(№4—6) и открытая (№ 7—12). Чем мягче шлифуемый материал, выше его вязкость, тем более пористый выбирается шлифовальный круг.

Твердостью абразивного инструмента называют сопротивляемость связки вырыванию абразивных зерен внешней силой. Установлено семь категорий твердости, состоящих каждая из нескольких подразделений (см. табл. 2).

Общим правилом при выборе круга по твердости является следующее: чем тверже шлифуемый материал, тем быстрее притупляются зерна круга, а следовательно, тем мягче должен быть выбран круг (слабее связка).

Таблица 2

Категории твердости абразивного инструмента	Условное обозначение	Подразделение
Мягкие	М	М1, М2, М3
Среднемягкие	СМ	СМ1, СМ2
Средние	С	С1, С2
Среднетвердые	СТ	СТ1, СТ2, СТЗ
Твердые	Т	Т1, Т2
Весьма твердые	ВТ	ВТ1, ВТ2
Чрезвычайно твердые	ЧТ	ЧТ1, ЧТ2