Файл: Элементы строения абразивных инструментов их разновидности, свойства.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 27
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Однако отсутствие достаточного места для размещения более крупных кругов, недостаточная мощность и жесткость станка, форма обрабатываемой детали (ступенчатые изделия, тонкие и т. п.) могут ограничивать размеры круга.
Информация по типам и размерам абразивных инструментов, готовится и будет размещена на этой страничке позже.
При выборе инструмента для операций абразивной обработки существенное значение имеет вид абразивного материала, его зернистость и степень твердости.
Инструменты из электрокорунда применяются при обработке материалов с высоким сопротивление разрыву (сталь, ковкий чугун, латунь, бронза). Инструменты из карбида кремния применяются для обработки материалов с низким сопротивлением разрыву, высокой твердости и хрупкости (твердые сплавы, чугун, гранит, фарфор, стекло, керамика), а также очень вязких материалов (жаропрочная сталь и сплавы меди и алюминия).
При обработке материалов с высоким сопротивлением разрыву (обдирка стальных отливок, поковок, проката, сталистых высокопрочных и отбеленных чугунов, ковкого чугуна; получистовая и чистовая обработка различных деталей машин и механизмов из углеродистых и легированных сталей в незакаленном и закаленном виде, марганцовистый бронзы, никелевых и алюминиевых сплавов ит. п.) рекомендуется применять абразивные инструменты из нормального электрокорунда. При обработке на получистовых и чистовых операциях, при профильном шлифовании и заточке инструментов из стали следует применять шлифовальные крути из злектрокорунда повышенного качества.
Абразивные инструменты из электрокорунда белого применяются:
• при обработке закаленных деталей из углеродистых, быстрорежущих и нержавеющих сталей, хромированных и нитрированных поверхностей;
• при обработке тонких деталей и инструментов, когда отвод тепла, образующегося при шлифовании, затруднен (штампы, зубья шестерен, резьбовой инструмент, тонкие ножи и лезвия, стальные резцы, сверла, деревообрабатывающие ножи ит. п.);
• при обработке деталей (плоское, внутреннее и профильное шлифование) с большой площадью контакта между кругом и обрабатываемой поверхностью, сопровождающейся обильным теплообразованием;
• при отделочном шлифовании (хонингование, суперфиниширование и т. п.).
Для шлифования деталей из цементированных, закаленных, азотированных и высоколегированных сталей с низкой теплопроводностью и теплоемкостью применяются абразивные инструменты из монокорунда. Эти инструменты благодаря скалыванию мельчайших частиц зерен в процессе резания обладают высокой режущей способностью. За счет сохранения остроты режущих кромок снижаются потребляемая на резание мощность и соответственно нагрев обрабатываемой детали.
Преимущества абразивных инструментов из монокорунда проявляются в большей степени на операциях получистового и чистового шлифования, заточки режущих инструментов, шлифования тонких и длинных резьб, зубо- и шлицешлифования, шлифования колец подшипников.
Для обработки твердых материалов с низким сопротивлением разрыву (чугун, бронзовое и латунное литье, твердые сплавы, стекло, мрамор, гранит, фарфор и т. п.), а также мягких и вязких материалов (латунь, медь и т. п.) применяется абразивный инструмент из карбида кремния, который характеризуется более высокой твердостью и меньшими углами заострения зерен, чем инструмент из электрокорунда.
Абразивный инструмент из эльбора применяется:
• при шлифовании и доводке труднообрабатываемых сталей и сплавов;
• при чистовом шлифовании, заточке и доводке инструментов из быстрорежущих сталей;
• при чистовом и окончательном шлифовании прецизионных деталей из жаропрочных, нержавеющих и высоколегированных конструкционных сталей;
• при чистовом и окончательном шлифовании направляющих станков, ходовых винтов, обработка которых затруднена обычными абразивными инструментами из-за больших тепловых деформаций;
Абразивный инструмент из алмаза, имеющий высокую абразивную способность при обработке, применяется:
• при шлифовании и доводке хрупких и высоко-твердых материалов и сплавов (твердые сплавы, чугун, керамика, и т. п.);
• при чистовом шлифовании, заточке и доводке твердосплавных режущих инструментов;
• при чистовом и окончательном шлифовании и хонинговании деталей автотракторного производства;
Карбид бора применяется исключительно в незакрепленном состоянии в виде паст и свободного зерна для доводки, притирки и отделки режущих поверхностей инструментов (резцов, разверток, зенкеров, протяжек, сверл), армированных пластинками металлокерамики. Имеет широкое применение при доводке фильер, калибровочных колец из твердых сплавов, шлифовании рубина, сверлении и доводке подпятников к специальным измерительным приборам.
В качестве мягкого абразивного материала для притирки и доводки деталей из стали, цветных металлов, а также для декоративного полирования металлов находят широкое применение крокус (окись железа), венская известь, мел, тальк, окись хрома и окись алюминия. Все эти материалы используются в виде паст или суспензий.
Абразивные материалы, предназначенные для изготовления абразивного инструмента, подвергаются переработке по различным технологическим схемам, таким как дробление, измельчение, различные виды обогащения, термическая обработка, рассев, либо гидравлическая или пневматическая классификация. В результате получаются шлифовальное зерно или порошок требуемой крупности (размера).
Зернистость абразивного материала — это показатель, определяющий содержание и размер данного шлифовального материала.
Размер зерна — это индивидуальный размер частицы в круге. Он соответствует количеству линейно расположенных отверстий на одном дюйме сита, используемого для окончательного рассева зерна. Другими словами, большие числа означают меньшее количество отверстий на сите, через которое проходит зерно. Меньшие числа (такие как 10, 16, или 24) означают круг с грубым зерном. Чем грубее зерно — тем больше размер удаляемого материала. Грубые зерна используются для быстрого и объемного съема материала, где окончательная обработка не столь важна. Большие числа (такие как 70, 100 или 180) относятся к кругам из тонкого зерна. Они подходят для тонкой окончательной обработки, для небольшой площади контакта, и для использования на твердых и хрупких материалах.
В России обозначение зернистостей и их состав определяет ГОСТ 3647-71:
• шлифовальное зерно — 320, 250, 200, 160, 125, 100, 80, 63, 50, 40, 32, 25, 20, 16 (получают рассевом на ситах);
• шлифовальные порошки — 12, 10, 8, 6, 5, 4, 3 (получают рассевом на ситах);
• микропорошки - М63, М50, М40, М28, М20 М14, М10, М7, М5, М3, М2, Ml (получают гидравлической классификацией).
Определяющей характеристикой зернистости является ее основная фракция. Крупность основной фракции продуктов рассева определяется размерами ячеек двух сеток; через первую все зерна основной фракции проходят и задерживаются на второй. За зернистость принимается номинальный размер стороны ячейки в свету сетки, на которой задерживается зерно. Например, для основной фракции размером 500—400 мкм зернистость будет 40.
При гидравлической классификации картина обратная, т. е. за зернистость принимается максимальный размер зерен основной фракции. ГОСТ так же регламентирует содержание основной фракции в шлифовальном зерне 39—45 %. По заказу содержание основной фракции может быть доведено до 55%.
С уменьшением размера абразивных зерен повышается их режущая способность за счет возрастания числа зерен на единице рабочей поверхности, уменьшения радиусов округления зерен, меньшего износа отдельных зерен. Однако уменьшение размера зерен приводит к значительному уменьшению пор круга, что вызывает необходимость снижения глубины шлифования и величины снимаемого на операции припуска. Чем мельче абразивные зерна в инструменте, тем меньше в единицу времени снимается материала с обрабатываемой детали.
В настоящее время все более широкое применение находят абразивные инструменты так называемых промежуточных (20, 32 и 63) зернистостей. Применение шлифкругов зернистостью 32 вместо шлифкругов зернистостью 40 позволяет повысить стойкость круга до 60 % и снизить шероховатость поверхности. Замена кругов зернистостью 40 кругами зернистостью 63 при предварительном и комбинированном шлифовании повышает съем металла до 20 % при одновременном увеличении стойкости кругов до 18 %. Таким образом, рациональное сочетание режима обработки, правки инструмента и его зернистости позволяет получать высокие точность и качество обработки поверхности.
Зернистость абразивного инструмента выбирается в зависимости от следующих факторов:
• количества снимаемого при обработке материала;
• требуемого класса шероховатости и точности обработки поверхности;
• физических свойств обрабатываемого материала.
Крупнозернистые абразивные инструменты применяются:
• при обдирочных и предварительных операциях с большой глубиной резания, когда удаляются большие припуски;
• при обработке материалов, которые вызывают заполнение пор круга и засаливание его поверхности, например при обработке латуни, меди, алюминия;
• при большой площади контакта круга с обрабатываемой деталью, например при использовании высоких кругов, при плоском шлифовании торцом круга, при внутреннем шлифовании.
Средне- и мелкозернистые инструменты применяются:
• для получения шероховатости 0,32—0,03 мкм;
• при обработке закаленных сталей и твердых сплавов;
• при окончательном шлифовании, заточке и доводке инструментов;
• при высоких требованиях к точности обрабатываемого профиля детали.
Связка. Чтобы абразивный инструмент резал с наибольшей эффективностью, он должен содержать подходящую связку. Связка — это материал, который удерживает абразивные зерна вместе, так чтобы они могли эффективно резать. Связка должна изнашиваться по мере затупления и вырывания абразивных зерен из круга для открывания новых режущих точек.
Вид связки имеет определяющие значение для прочности и режимов работы абразивного инструмента. В производстве абразивного инструмента применяют два вида связок: неорганические (минерального происхождения) и органические.
К органическим связкам относятся: бакелитовая, вулканитовая, глифтале- вая, эпоксидная, поливинилформалевая и полиэфирная. Рассмотрим наиболее распространенные связки.
Бакелитовая связка — это фенолформальдегидная смола в жидком (бакелит) и порошкообразном виде (пульвербакелит) с наполнителями (криолит, гипс, пирит, антимонит и др.). В ряде случаев жидкий бакелит заменяют на другие увлажнители, в частности, фурфурол.
Абразивная масса готовится на смесительных машинах, куда в соответствии с рецептурами, загружаются абразивное зерно, увлажнитель, пульвербакелит и наполнители. Смешанная масса протирается через сито протирочной машины. В ряде случаев для придания постоянных во времени свойств масса сушится в течение нескольких часов при комнатной температуре («старение массы»), затем вновь пропускается через сито.
Прессование производится на формовочных агрегатах на базе гидравлических прессов. Дозирование и укладка механизированы, либо производятся в автоматическом режиме. Прессование производится при удельных давлениях от 200 до 500 кгс/см2.
При прессовании армированных стеклосеткой кругов, укладка массы производится послойно с перекладкой дисками из стеклосетки (марки СПАП-БЖ, Мит. п.). Количество дисков в кругах зависит от толщины и диаметра кругов и изменяется от 1—3 (в отрезных кругах) до 6—10 (в обдирочных кругах). При изготовлении обдирочных кругов для упрочнения используются металлические кольца от 1 до 3-х.
Термообработка (бакелизация) заготовок кругов производится в камерных или туннельных печах, имеющих специальное название — бакелизаторы. Время термообработки от 6 до 36 часов. Конечная температура — 180—200 °С.
Абразивный инструмент на бакелитовой связке обладает высокой ударной прочностью и высокой прочностью на сжатие, превосходя по этим показателям инструмент на керамике. Высокая прочность бакелитовой связки позволяет абразивному инструменту работать при больших нагрузках и высоких скоростях резания (при армировании стеклосеткой — до 80 м/с и выше). Абразивные круги на бакелитовой связке применяются для обдирочных и отрезных операций, и для шлифования с большими нагрузками и съемом металла.
К недостаткам следует отнести невысокую теплостойкость — деструкция связки происходит при температурах 400—700 °С, недостаточную устойчивость к воздействию щелочных растворов, что ограничивает применение охлаждающих жидкостей (нежелательно применение растворов содержащих более 1,5 % щелочи).
Вулканитовая связка — это многокомпонентные композиции на основе синтетических каучуков. В состав входят: вулканизирующий агент — сера, органические ускорители и вулканизаторы (каптакс, тиурам и др.), наполнители (окислы металлов, соли, синтетические смолы и т. п.), смягчители.