>>> Перейти на полный размер сайта >>>

Учебное пособие

Слесарь-лекальщик

       

2. Шлифовальные круги

Шлифовальный круг — это пористое тело, состоящее из твердых зерен абразивных материалов, связанных друг с другом цементирующим веществом. Строение шлифовального круга изображено схематически на фиг. 59. Черные пятна на этой фигуре — это зерна образивного материала; поле, покрытое точками, — связка (цементирующее вещество); белые пятнышки — поры в связке.

Характерной особенностью шлифовального круга считается его способность сохранять долгое время режущие свойства в результате самозатачивания в процессе шлифования. Это явление объясняется тем, что затупившиеся зерна круга выкрашиваются частично или полностью и на смену им в работу вступают либо новые зерна, либо остатки разрушенных зерен, вновь получившие острые грани.

Фиг. 59.
Строение шлифовального круга.

Качество поверхности изделия при шлифовании зависит прежде всего от правильного выбора шлифовального круга, от его характеристики или паспорта, т. е. формы и размера круга, абразивного материала, связки, зернистости, твердости и структуры.

Правильно подобрать характеристику круга — задача нелегкая, так как даже доброкачественный круг может оказаться негодным, если его характеристика не соответствует условиям работы. Это несоответствие приводит или к преждевременному износу круга, или к его затуплению.

Работа затупившимся кругом вызывает так называемое дробление или огранку обработанной поверхности, прижоги (темные пятна, вызываемые чрезмерным нагревом), увеличение потребляемой мощности и сопровождается особым шумом. Часто из-за неправильно подобранной характеристики круга происходит то, что стружка обрабатываемых материалов втирается в круг, засаливает его, и вместо шлифования начинается вредная работа трения.

Абразивные материалы, применяемые для изготовления шлифовальных кругов, делятся на два вида: природные (наждак, корунд, кварц) н искусственные (электрокорунд и карбид кремния).

Наждак представляет собой горную породу, состоящую из смеси корунда и магнезита (железной руды). Для шлифовальных кругов в последнее время наждак почти не применяют. Он используется, главным образом, только в виде порошка при изготовлении шлифовальной шкурки и паст для полирования.

Наждак условно обозначается буквой Н.

Корунд — окись алюминия — в чистом виде встречается редко. Разновидности корунда (корунд сероватого и желтоватого цвета) имеют высокую твердость. Вязкость корунда незначительна, поэтому корундовые круги используются для более легких работ, т. е. когда зернам круга приходится выдерживать небольшое давление. Естественный корунд обозначается буквой Е.

В настоящее время природные абразивные материалы почти вышли из употребления как материал для изготовления шлифовальных кругов, уступив место более качественным искусственным материалам: электрокорунду и карбиду кремния.

Электрокорунд, или искусственный корунд, — это продукт, получаемый плавкой глины (боксита) в электрических печах.

Электрокорунд нормальный, называвшийся ранее алундом, содержит 92—97% окиси алюминия и окрашен в темные и светлокоричневые цвета. Большая вязкость зерна делает электрокорунд особо пригодным для обработки очень прочных и твердых материалов: незакаленных и закаленных сталей, ковкого чугуна, нержавеющих, марганцовистых сталей и др. Его условно обозначают буквой Э.

Белый и розовый электрокорунды, ранее широко известные под названием корракса, изготовляются из высококачественного сырья — глинозема, представляющего чистую окись алюминия, содержат 98—99% окиси алюминия и применяются при изготовлении высококачественных кругов для чистовой обработки закаленных и цементированных сталей, малолегированной быстрорежущей стали и для шлифования резьбы на специальных резьбошлифовальных станках. Зерна белого электрокорунда обладают большой твердостью, но меньшей вязкостью, чем зерна нормального электрокорунда, а поэтому изготовленные из него шлифовальные круги могут работать на меньших глубинах резания и употребляются, главным образом, для отделочных работ или для шлифования весьма твердых материалов (азотированный слой сормайт и др.). Шлифовальные круги из белого электрокорунда маркируются буквами ЭБ.

Карбид кремния (карборунд) представляет собой химическое соединение углерода с кремнием. Существует два сорта карбида кремния: черный, черного или темносинего цвета и зеленый (экстра), блестящего зеленого цвета различных оттенков. Черный карбид кремния имеет несколько больше примесей, чем зеленый. Они незначительно отличаются друг от друга по своим свойствам. Черный карбид кремния маркируется буквой К, а зеленый КЗ.

Зерна карбида кремния имеют острые ребра и очень высокую твердость, но малую вязкость и легко раздробляются. Поэтому карборунд применяется при обработке хрупких материалов (чугун, бронза), а также вязких материалов с неособенно большой твердостью и прочностью (алюминий, медь, латунь). Хорошие результаты дает обработка карборундовыми кругами изделий из мрамора, гранита, фарфора, фибры, кожи и стекла. Зеленый карборунд (экстра) применяется, главным образом, при обработке металлокерамических твердых сплавов.

Связка шлифовальных кругов представляет собой цементирующий материал, соединяющий отдельные абразивные зерна в одно целое — абразивный круг. Наиболее употребительные связки: керамическая, бакелитовая и вулканитовая. Реже применяют силикатную и магнезиальную связки.

Для кругов с керамической связкой связывающим веществом служат огнеупорная глина, каолин, полевой шпат, тальк. Круги на керамической связке обладают высокой пористостью, хорошо отводят тепло и легко режут металл. Керамическая связка допускает заботу всухую и с охлаждением. Круги на этой связке применяют для шлифования незакаленных и закаленных сталей. Недостатком этих кругов считается то, что круги не могут работать при окружных скоростях больше, чем 35 м/сек. Условно эта связка обозначается буквой К.

Бакелитовая связка изготовляется из искусственной жидкой или порошкообразной смолы, называемой бакелитом. Бакелитовые круги по сравнению с керамическими имеют большую прочность и допускают окружные скорости до 40 м/сек. Шлифовальные круги, изготовленные на бакелитовой связке, применяют при обдирочных и разрезных работах и при плоском шлифовании. Они дают чистую поверхность и не прижигают ее, так как при работе такими кругами теплообразование меньше. К недостаткам бакелитовых кругов относят их повышенный износ, меньшую пористость, разрушаемость щелочными охлаждающими жидкостями (например, содовым раствором) и малую огнеупорность (бакелитовая связка выгорает при 300°С). Бакелитовая связка обозначается буквой Б.

В вулканитовых кругах связкой служит вулканизированный каучук. Круги на этой связке можно изготовлять очень тонкими и плотными. Они применяются на прорезных и разрезных работах, при фасонном шлифовании, заточке пил и бесцентровом шлифовании. Недостаток их — выгорание связки при температуре 150°. Вулканитовая связка обозначается (маркируется) буквой В.

Зернистостью шлифовального круга называют величину абразивных зерен, из которых он изготовлен. Зернистость обозначается номерами от десяти до трехсот двадцати и далее от М28 до М5. Номер зернистости соответствует числу отверстий на линейном дюйме сита, через которое просеивают зерна после их измельчения. Чем меньше номер зернистости, тем крупнее зерна круга. Круги крупнозернистые № 12, 14, 16, 20, 24, 30, 36 применяют для обдирочного шлифования с ручной подачей, среднезернистые № 46, 54, 60, 80 — для предварительного шлифования и заточки инструментов. Мелкозернистые круги № 100, 120, 150, 180 и тонкозернистые № 220, 240, 280, 320, М28 и М20 применяют при шлифовании резьбы, а также при фасонном и отделочном шлифовании.

При выборе зернистости круга необходимо учитывать еще и следующее: чем больше опасность засаливания круга, чем больше поверхность соприкосновения круга с изделием и чем мощнее станок, тем крупнее надо брать зерно.

Твердостью шлифовальных кругов называют не твердость абразивных зерен, а прочность связки, т. е. силу сцепления между зерном и связкой. Твердость кругов имеет свои условные обозначения, приведенные в табл. 5.

Таблица 5
Условные обозначения твердости кругов

Твердые круги, обозначаемые, например, Т1, ВТ, применяют для мягких материалов; мягкие, обозначаемые, например, Ml, СМ1, СМ2, применяют для твердых материалов. Исключение представляют медь, алюминий, свинец, латунь, которые шлифуются обязательно мягкими кругами.

Круг должен быть тем мягче, чем больше поверхность соприкосновения круга с изделием и чем больше скорость его вращения и подача. При ручных подачах круг должен быть тверже, чем при автоматических. У мелкозернистых кругов должна быть меньше твердость, чем у крупнозернистых.

Сухое шлифование производят более мягкими кругами по сравнению с кругами для шлифования с охлаждением.

Чем чище должна быть обрабатываемая поверхность и чем точнее размеры шлифуемого изделия (при небольшой (поверхности шлифования), тем мягче должен быть круг.

Очень важное значение для работы шлифовального круга имеет его структура.

Под структурой понимается расстояние между зернами шлифовального круга, регулируемое количеством пор и связки. Структуры бывают плотные № 0, 1, 2 и 3, средние № 4, 5, б, 7 и открытые № 8, 9, 10, 11 и 12. Чем больше номер структуры, тем больше расстояние между зернами шлифовального круга. Круги с плотными структурами применяются для грубых, обдирочных работ. Круги с открытыми структурами применяются в тех случаях, когда соприкосновение шлифовального круга и изделия происходит по большой поверхности, например, при внутреннем или плоском шлифовании.

Так, при плоском шлифовании наиболее подходящей структурой является открытая структура № 8, а при наружном вполне подходит средняя структура № 5.

В настоящее время находят применение шлифовальные круги с еще более открытыми структурами (структуры 13—18), носящие название высокопористых. Высокопористые шлифовальные круги значительно легче структурных и величина их пор всегда больше величины абразивного зерна.

При работе такими кругами создается усиленный приток воздуха к (поверхности изделия, охлаждающий ее и позволяющий осуществлять шлифование с большими режимами резания.

Высокопористые круги дают возможность производить скоростное шлифование.

В зависимости от их назначения абразивные инструменты изготовляются различных форм и размеров (фиг. 60). Согласно существующему ГОСТ 2447-52 и 2464-52 эти инструменты имеют свыше 30 названий. Например, круги формы ПП называются плоскими кругами прямого профиля и применяются почти для большинства видов шлифования. Круги формы Д, называемые дисками, служат для различных прорезных работ. Круги формы 1К (кольцевые), ЧЦ (чашка цилиндрическая), ЧК (чашка коническая) применяются для плоского шлифования торцем круга, а ЧЦ и ЧК, кроме этого, употребляются для заточки инструментов.

Фиг. 60.
Шлифовальные круги.

Шлифовальные круги изготовляются диаметром от 1 до 1100 мм. Выбор размера круга зависит от размеров станка и шлифуемых изделий.

На каждом шлифовальном круге делают маркировку, указывающую характеристику круга, допускаемую окружную скорость и завод-изготовитель. На фиг. 61 приводится пример маркировки шлифовального круга.

Фиг. 61.
Маркировка шлифовального круга.

В зависимости от формы круга и конструкции шпинделя шлифовального станка существует несколько способов крепления шлифовальных кругов. Плоские круги крепятся на шпинделе посредством двух дисков или шайб (фиг. 62, а). Диаметр шайбы берется не меньше половины диаметра круга.

Фиг. 62.
Крепление шлифовального круга:
а — правильно; б — неправильно.

С внутренней стороны шайбы подкладывают тонкие прокладки из кожи, резины или картона. Между шпинделем и отверстием оставляют зазор до 0,5 мм на случай, если шпиндель расширится от нагревания. Если диаметр отверстия круга мал, то его растачивают резцом или металлическим конусом; если же он велик, то заливают свинцом. На фиг. 62, б показан пример неправильного крепления круга.

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru