Учебное пособие

Шлифовальные работы

13.6. Твердость абразивных инструментов

Величину, характеризующую свойство абразивного инструмента сопротивляться нарушению сцепления между зернами и связкой при сохранении характеристик инструмента в пределах установленных норм, называют твердостью абразивного инструмента. Это свойство абразивного инструмента оценивают определенными показателями, которые выбирают в зависимости от метода оценки твердости. Установлены шкала степеней твердости инструмента, их условные обозначения (табл. 13.13). Этой шкале соответствуют условные значения показателей твердости.

Чем выше твердость абразивного инструмента, тем прочнее связь между абразивными зернами в инструменте, тем большие силы способны они воспринять без выкрашивания. Чем выше твердость, тем меньше размеры пор, больше связки, зерно прочнее удерживается в круге, т. е. большую силу надо приложить для его вырывания. Поэтому более твердые круги изнашиваются меньше. Мягкими абразивными инструментами в отличие от твердых называют гакие инструменты, в которых абразивные зерна удерживаются слабо.

13.13. Твердость абразивных инструментов

Твердость абразивных инструментов зернистостью 125—16 определяют на пескоструйном приборе измерением глубины лунки, образующейся на поверхности инструмента под действием струи кварцевого песка, выбрасываемого из рабочей камеры прибора сжатым воздухом под давлением 0,15 МПа. С увеличением твердости абразивного инструмента глубина лунки, полученная на пескоструйном приборе, уменьшается.

Твердость абразивных инструментов на бакелитовой связке, создающей незначительную объемную пористость, можно измерять путем внедрения другого твердого тела под действием заданной нагрузки с помощью специальных приборов, называемых твердомерами.

Твердость абразивных инструментов зернистостью 12—М14, а также алмазных и эльборовых кругов определяют на приборе Роквелла путем вдавливания стального шарика диаметром 5 или 10 мм в тело инструмента под действием нагрузки 981 или 1471 Н. Затем измеряют глубину (образовавшейся после вдавливания шарика) лунки.

Наиболее существенным фактором, определяющим силы бцепле-ния между зерном и связкой в инструментах на бакелитовой связке, является степень полимеризации смолы при изготовлении кругов. При частичной полимеризации удерживающая способность связки ниже и круги по степени твердости относятся к мягким.

Твердость абразивных инструментов зависит от количества и качества связки, вида абразивного материала, степени шероховатости и конфигурации абразивных зерен и технологического процесса изготовления инструмента (давления, режима термической обработай и т. д.).

Определенной твердости круга соответствует определенный объем пор независимо от номера структуры (рис. 13.4).

Рис. 13.4. Соотношение между объемом абразивных зерен, пор и связки (в процентах от общего объема) в кругах разной степени твердости для структур 5 (а) и 10 (б)

Процентный объем пор в абразивном инструменте на керамической связке различных степеней твердости:

Абразивный инструмент на керамической связке выпускают всех степеней твердости, на бакелитовой—от СМ1 до Т1, на вулканитовой— без указания степеней твердости. Допускается отклонение твердости инструмента на керамической и бакелитовой связках в пределах одной степени для инструментов класса А и в пределах двух степеней — класса Б.

Выбор круга по твердости зависит главным образом от вида шлифования, точности размера и формы деталей, физико-меха-нических свойств обрабатываемого материала, гипа станка. В большинстве случаев применяют круги средней степени твердости, обеспечивающие высокую производительность и большую стойкость. Некоторые общие рекомендации по выбору твердости кругов приведены в табл. 13.14.

13.14. Применение кругов различном твердости

При выборе степени твердости кругов для конкретных условий шлифования необходимо учитывать следующие положения:

при работе на станках с высокой жесткостью и виброустойчивостью нужно использовать более мягкие круги, чем на нежестких станках;
при шлифовании периферией круга используют более твердые круги, чем при шлифовании торцом;
при бесцентровом, внутреннем и плоском шлифовании применяют более мягкие круги, чем при круглом наружном шлифовании;
при профильном шлифовании, резьбошлифовании, шлифовании прерывистых поверхностей и заготовок малых диаметров, точном шлифовании цилиндрических поверхностей, ограниченных галтелями с жестким допуском на радиус, используют более твердые круги;
при шлифовании с применением смазочно-охлаждающих жидкостей применяют более твердые круги, чем при шлифовании без них;
при замене керамической связки на бакелитовую, электрокорунда нормального на электрокорунд белый, электрокорунда белого на монокорунд, крупнозернистых кругов на мелкозернистые следует повысить твердость круга на одну-две степени;
для устранения опасности появления прижогов и трещин следует применять более мягкие круги.