16.2. Шлифовальный круг как режущий инструмент

Структурное строение шлифовальных кругов. Шлифоваль-ные круги представляют собой тела, состоящие:

а) из множества абразивных зерен, выполняющих функции режущих зубьев;

б) веществ, соединяющих все абразивные зерна в единую неразъемную конструкцию, имеющую определенную форму, размеры и прочность; их называют составляющими структурного строения круга.

Для нормальной работы шлифовального круга между абра-зивными зернами и связующими их веществами должны оста-ваться некоторые промежутки (поры), играющие роль впадин между зубьями, в которых размещается стружка. Размеры пор и плотность их распределения в объеме круга играют настолько существенную роль, что их принято рассматривать как третью составляющую структурного строения круга. От соотношения названных трех составляющих зависят режущие свойства шли-фовальных кругов.

В зависимости от содержания абразивных зерен в объеме шлифовальных кругов их структура может быть плотной, сред-ней, открытой и очень открытой. Более тонкая градация структур шлифовальных кругов осуществляется присвоением каждой группе номера от 0 до 20. Содержание абразивных зерен в группах с соседними номерами отличается на 2 %, уменьшаясь с увеличением номера структуры (табл. 16.1).

Таблица 16.1

Структуры шлифовальных кругов

Вид структуры	Плотные	Средние	Открытые	Очень открытые
Номер структуры Содержание абразивных зерен, %	0…3 62…56	4…8 54…46	9…12 44…38	13…20 36…22

К группе очень открытых структур относят также шлифо-вальные круги с пониженным содержанием зерен (до 6,25 %), не имеющие номеров.

Плотная структура шлифовальных кругов схематично пока-зана на рис. 16.6,а. При содержании в круге 50…60 % абразивных зерен они весьма плотно располагаются в его объеме. Связующего вещества немного, и оно тонким слоем обволакивает зерна и соединяет их в единое целое. Круги плотной структуры имеют поры малых размеров, в которых может разместиться небольшое количество срезаемой стружки. Поэтому применение шлифо-вальных кругов с плотной структурой ограниченно доводочными операциями.

а) б) в) г)

Рис. 16.6. Распределение абразивных зерен, связки и пор в кругах различных структур:

а) структура № 3; б) структура № 8; в) структура № 16;

г) структура № 16 с выгорающим наполнителем

При средних структурах (рис. 16.6,б) в объеме круга содер-жится 46…54 % абразивных зерен, и они расположены более сво-бодно. Связующие вещества более толстым слоем обволакивают зерна и соединяют их в единый монолит. Прочность соединения зерен увеличивается. Расположенные между зернами и связкой поры имеют несколько большие объемы для размещения сре-заемой стружки. Обычно абразивные круги со структурой № 4 со-держат крупные абразивные зерна и применяются для предвари-тельного шлифования. Шлифовальные круги со структурой № 5 и 6 имеют менее крупные зерна и применяются для чистового шлифования, а шлифовальные круги со структурами № 7 и 8 при-меняются для обработки вязких материалов и финишного шли-фования.

Открытые структуры (рис. 16.6,в) характеризуются объем-ным содержанием 38…44 % абразивных зерен, расположенных еще более свободно, увеличением содержания связующего ве-щества, более прочным соединением зерен, позволяющим повы-сить прочность круга в целом. Между абразивными зернами и связкой размещаются крупные поры, в которых свободно раз-мещается стружка, срезаемая за рабочий цикл. Во время холос-того цикла, когда данный участок режущей поверхности круга выходит из контакта с обрабатываемым материалом, срезанные частицы выбрасываются из пор центробежными силами. Круги открытой структуры могут использоваться для шлифования металлов при высоких режимах резания.

1

3

2

Рис. 16.7. Микрошлиф шлифовального круга: 1 – абразивные зерна;

2 – связка; 3 – поры

Очень открытая структура шлифовальных кругов (рис. 16.6,г) образуется не только из-за уменьшения содержания абразивных зерен (25…36 % от общего объема круга), но и за счет выгорания наполнителей, которые добавляют в формовочную массу в процессе произ-водства кругов. Круги с очень открытой структурой применяются для шлифо-вания мягких и вязких материалов, пре-имущественно неметаллов (резины, пластмасс, дерева, кожи и т.п.).

Взаимное расположение абразивных зерен, связующего вещества и располо-женных между ними пор наглядно видно на фотографии микрошлифа (рис. 16.7).

Для алмазных и эльборовых кругов характеристикой струк-туры является концентрация зерен. Здесь условно принимается, что при 100 %-й концентрации алмазная или эльборовая состав-ляющая занимает 1/4 объема рабочего слоя круга, а остальной объем занимают связка, наполнители и поры. По массе при 100 %-й концентрации в 1 ммалмазо- или эльбороносного слоя содер-жится 0,88 мг соответственно алмазных или эльборовых зерен. Шлифовальные круги выпускаются с 25; 50; 75; 100; 150; 200 и 250 %-й концентрацией.

Ф

ПП ПВ ПВД К Д

орма шлифовальных кругов. Для выполнения шлифоваль-ных операций используют широкую номенклатуру кругов. Формы шлифовальных кругов, наиболее часто используемых на практике, показаны на рис. 16.8.

ЧЦ ЧК 1Т 2Т 3Т

Рис. 16.8. Обозначения шлифовальных кругов наиболее часто применяемых форм

Круги ПП (плоский прямой) имеют плоские торцовые стороны и применяются для наружного и внутреннего круглого, а также для плоского шлифования. Круги ПВ (плоский с выточкой) имеют на одной стороне выемку – эти круги применяют для шлифования плоских и цилиндрических поверхностей с одним плоским торцовым буртом. Круги ПВД имеют выточки с обеих сторон – они применяются для шлифования цилиндрических и плоских поверхностей с двумя плоскими торцовыми буртами. Круги К кольцевой формы применяют для наружного круглого шли-фования. Дисковые круги Д используются для прорезки пазов и отрезки. Круги ЧЦ (чашечные цилиндрические) и ЧК (чашечные конические), имеющие форму чашек, и тарельчатые круги 1Т, 2Т, 3Т, где цифрой обозначена модификация круга (в зависимости от углов наклона рабочих конических поверхностей, их протяжен-ности и т.д.), в основном применяют для заточки инструментов.