книги / Резание материалов

можно изготовить очень тонкие круги (0,5 мм) с относительно большим диаметром (150 мм). Инструмент на этой связке применяется на чистовых, полировальных операциях, для отрезных и прорезных операций, а также при бесцентровом шлифовании.

Поропластовая связка изготавливается на основе вспененного поливинилформаля и характеризуется повышенной пористостью. Применяется для отделочных и полировальных работ.

Металлические связки, состоящие из металлической основы (порошки меди и алюминия, никеля, олова и др.) и наполнителя, применяют в алмазных кругах и частично в кругах из карбида кремния для электроалмазного шлифования. Металлические связки МИ и МК на медной основе имеют наполнитель – карбид кремния и электрокорунд; связка М5 – с основой из алюминия и меди; связка М1 – с основой из меди и олова. Необходимо отметить, что металлические связки прочнее удерживают зерна

иобеспечивают более эффективное использование режущих свойств алмазов, чем органические связки. Связки для изготовления алмазных шлифовальных кругов подразделяются на три группы: органические (Б1-Б4, Т02-Т04 и др.), металлические (М1, МС1, МК, МС6 и др.) и керамические (КС, К2, К5 и др.). Наибольшее применение из органических связок имеют связки Б1,ТО2, Б2 и Б156. Они применяются для алмазных кругов с 50, 100 и 150%-й концентрацией алмазов в алмазоносном слое. За 100%-ю концентрацию условно принимается содержание алмазного порошка 1 мм2 алмазоносного слоя, равное 0,88 мг. Алмазоносный слой кругов на различных связках включает в себя кроме алмазов наполнитель, связующее вещество и поры (рис. 219). Из металлических связок наибольшее применение находят М1, М5, МК. Круги на этих связках более износостойки, прочнее, сохраняют форму. Применяются с охлаждением СОЖ для шлифования

изаточки твердосплавного инструмента и шлифования титановых сплавов. Основа – медь и никель.

Под твердостью абразивного инструмента понимается сопротивляемость связки вырыванию абразивных зерен под действием внешних сил. В России ранее согласно ГОСТ 18118–79

382

Рис. 219. Общая схема состава алмазоносного слоя при различных связках

было установлено 8 классов твердости (ВМ, М, СМ, С, СТ, Т, ВТ, ЧТ): весьма мягкий – ВМ1; мягкий – М1, М2, М3; среднемягкий – СМ1, СМ2; средний – С1, С2; среднетвердый – СТ1, СТ2; твердый – Т1, Т2; весьма твердый – ВТ1, ВТ2; чрезвычайно твердый – ЧТ1, ЧТ2. В настоящее время обозначение твердости кругов принято согласно международному стандарту ИСО и принятому ГОСТ Р 57587–2006 (дата введения 01.01.2008) по буквам латинского алфавита (табл. 24).

При выборе твердости абразивных инструментов учитывают физико-механические свойства обрабатываемого материала, требования к точности и качеству поверхности. При правильном выборе твердости круга абразивные зерна самозатачиваются, выкрашиваются, обнажая новые зерна. Если твердость круга завышена, то происходит процесс засаливания круга, заполнение впадин стружкой и частицами связки. Это приводит к возрастанию трения, росту температуры и появлению дефектов в виде прижогов и трещин.

Если же круг слишком мягкий, то происходит разрушение круга преждевременное, производительность шлифования снижается и требуется постоянная правка круга.

Контроль твердости круга проводится двумя методами: пескоструйным с образованием на поверхности лунки определенной глубины и акустическим по колебаниям звука при ударе молоточком по периферии круга. Скорость распространения звука в круге зависит от его плотности и связки. Сигнал звука фиксируется микрофоном и по специальной программе обрабатывается и выдается результат твердости круга в виде величины звукового индекса с помощью прибора «Звук 220» (рис. 220) или других приборов.

Рис. 220. Схема измерения твердости кругов акустическим методом: 1 – шлифовальный круг; 2 – микрофон; 3 – молоток; 4 – измеритель частот собственных колебаний круга «Звук 220»

384

1 мм3 (или 4,39 карата в 1 см3) алмазоносного слоя. Алмазные инструментыизготавливаютс концентрацией алмазов25, 50, 100, 150 %.

Дисбаланс шлифовальных кругов. При шлифовании абра-

зивной поверхности деталей могут появиться следы вибрации от биения шлифовального круга. Часто это может быть проявлением дисбаланса круга вследствие неодинаковой плотности материала круга, износа периферии круга, большого эксцентриситета расположения посадочного отверстия к наружной поверхности круга, биения шпинделя станка и т.д. Дисбаланс помимо снижения качества обработки опасен вероятностью разрушения и разрыва круга при работе. Поэтому установлены 1 и 2 классы дисбаланса. Перед установкой кругов на станок предусматривается статическая балансировка кругов на балансировочных оправках с помощью перемещения балансировочных грузиков на посадочных оправках. Многие современные шлифовальные станки с ЧПУ оснащены автоматическими устройствами для динамической балансировки кругов во время шлифования.

Виды и классификация профилей шлифовальных кругов.

ГОСТ 2424–83 регламентирует выпуск 14 профилей шлифовальных кругов диаметром 3...1600 мм, толщиной 6...250 мм. Наиболее характерные типовые формы шлифовальных кругов приведены в табл. 25, 26. Кроме стандартных форм кругов применяются и нестандартные, использование которых объясняется специфическими потребностями отдельных видов производств.

Наиболее распространенная форма абразивных кругов – форма № 1 – плоские, прямого профиля, на керамической и бакелитовой связках. Применяются при разных видах шлифования – плоского, круглого, внутреннего, бесцентрового, профильного

идр. Круги в форме цилиндрических и конических чашек применяются чаще всего при заточке быстрорежущего инструмента по задней поверхности. Тарельчатые круги – для заточки по передней поверхности.

Втабл. 26 представлены основные формы алмазных кругов

икругов из кубического нитрида бора. Особенность этих кругов заключается в форме и размерах нанесенного алмазоносного слоя

иего функциональном назначении.

386

Маркировка шлифовальных кругов. Маркировка кругов не-

обходима для удобства их эксплуатации. Характеристики шлифовального круга наносятся на его торцовую поверхность. Например, абразивный круг типа 1, имеющий наружный диаметр D = 500 мм, высоту T = 50 мм, диаметр посадочного отверстия H = 305 мм, материал абразива – белый электрокорунд марки 25А,

388

сти; 10 – зернистость алмазного порошка; Б1 – связка бакелитовая первая (с наполнителем из карбида бора); 2 – относительная концентрация алмазов в алмазоносном слое, % (цифрами 1, 2, ..., 6 обозначается соответственно 25, 50, 75, 100, 125 и 150%-я концентрация); 29 – содержание алмазного порошка, карат; 8 – заводской номер круга; 17 – год изготовления круга.

Инструмент, изготовленный из эльбора, маркируется подобно алмазному. Например, маркировка 11А2 150 10 3 32 Л10 Б1 6 58 № 43–17 читается так: чашечный круг диаметром 150 мм с рабочим слоем высотой 10 мм и толщиной 3 мм, диаметр посадочного отверстия 32 мм, эльборовое зерно (Л), зернистость 10, связка Б1, концентрация 150 %, количество эльбора в круге 58 каратов; 43 – заводской номер круга; 17 – год изготовления круга. Концентрация 100 % в эльборовых кругах не указывается.

5.5.2. Виды шлифования. Элементы режима резания при круглом наружном шлифовании

Шлифование – процесс резания металлов, осуществляемый зернами абразивного, алмазного или эльборового материалов. Шлифованием можно обрабатывать практически любые материалы, так как твердость зерен абразива (2200…3100 НВ) и алмаза (7000 НВ) весьма велика. Например, твердость твердого сплава 1300 НВ, цементита 2000 НВ, закаленной стали 600…700 НВ. Зерна абразива скрепляются связкой в инструменты различной формы или наносятся на ткань (абразивные шкурки). Шлифование применяется чаще всего как отделочная операция и позволяет получать детали 6–9 квалитета с шероховатостью

Ra = 0,1…0,63 мкм и менее.

Особенности процесса шлифования.

1.Многопроходность позволяет исправлять погрешности формы и размеров деталей.

2.Режущие зерна в круге имеют хаотичное беспорядочное расположение и образуют прерывистую режущую поверхность. Снимаемый припуск с поверхности заготовки во много раз меньше, чем при лезвийной обработке.

390