Абразивные материалы
Абрази́вныематериа́лы (абразивы) (от лат. abrasio — соскабливание), вещества повышенной твердости, применяемые в массивном или измельченном состоянии для механической обработки (шлифования, резания, истирания, заточки, полирования и т. д.) других материалов. Естественные абразивные материалы — кремень, наждак, пемза,корунд, гранат, алмаз и др.; искусственные — электрокорунд, монокорунд, карбидкремния, боразон, эльбор, синтетический алмаз и др.
Абразивным может быть любой природный или искусственный материал, зерна которого обладают определенными свойствами: твердостью, прочностью и вязкостью; формой абразивного зерна; зернистостью, абразивной способностью, механической и химической стойкостью, т. е. способностью резания и шлифования других материалов. Главной особенностью абразивных материалов является их высокая твердость по сравнению с другими материалами и минералами. Именно на различии в твердости основаны все процессы шлифовки и резки материалов.
Виды абразивной обработки.
Существуют следующие виды абразивной обработки: шлифование круглое — обработка цилиндрических и конических поверхностей валов и отверстий; шлифование плоское — обработка плоскостей и сопряжённых плоских поверхностей; шлифование бесцентровое — обработка в крупносерийном производстве наружных и внутренних поверхностей (валы, обоймы подшипников и др); шлифование бесцентровое лентой — наружные поверхности, в том числе, сложные профили; шлифование лентой сложных профилей — например шлифование лопаток турбин;отрезание и разрезание заготовок — заготовительное и монтажное производство, демонтаж конструкций; притирка — абразивное притирание поверхностей (например седло и игла дизельной форсунки); гидроабразивная обработка — струйная и галтование (отливки, поковки, метизы и др); пескоструйная обработка — очистка субстратов от старой краски, ржавчины, окалины и других загрязнений, а так же сглаживание поверхностей и очистка отливок и поковок; ультразвуковая обработка — пробивка отверстий в твёрдых сплавах, извлечение сломанного инструмента, изготовление штампов; магнитно-абразивная обработка — обработка магнитно-абразивным порошком в магнитном поле; хонингование — обработка отверстий (цилиндры двигателей, насосов и др); полирование — придание поверхности малой шероховатости и зеркального блеска; суперфиниширование — окончательное придание наружным, внутренним и сложным профилям высочайшей точности и чистоты поверхности, в том числе алмазное суперфиниширование (точные механизмы, инструмент, детали особо точных приборов, инструментов, оружия и т. д.).
Инструменты абразивной обработки
Абразивный инструмент на основе различных электрокорундов применяют на обдирочных и черновых операциях обработки заготовок из материалов, имеющих высокий предел прочности на растяжение, на чистовых и отделочных операциях обработки заготовок и инструментов из различных сталей, получистовых и чистовых операциях обработки заготовок из средне- и высоколегированных сталей и т. д. Абразивный инструмент из титанистых электрокорундов обладает более высокими режущими свойствами и выделяет меньше теплоты при шлифовании по сравнению с использованием нормального и белого электрокорунда. Это позволяет использовать его на операциях, где имеется опасность появления прижогов или недостаточная стойкость инструментов. Абразивный инструмент на основе карбида кремния имеет наиболее широкую из всех абразивных материалов область применения: он незаменим при обработке чугуна, меди, алюминия, стекла и др. Алмазные круги с внутренней или внешней режущей кромкой широко применяются в полупроводниковой промышленности.
При изготовлении абразивного инструмента используют различные связки. В качестве связок, применяемых для закрепления зерен в абразивном инструменте, могут применяться неорганические и органические вещества, а также их комбинации. Основной объем абразивного инструмента выпускается на керамических, бакелитовых и вулканитовых связках, реже — на силикатовой, глифталевой и магнезиальной связках, скрепляющих отдельные абразивные зёрна.
Понятие твердость абразивного инструмента не совпадает с физической характеристикой вещества. Твердостью абразивного инструмента называется величина, характеризующая свойство абразивного инструмента сопротивляться нарушению сцепления между зернами и связкой при сохранении характеристик инструмента в пределах установленных норм. Шкала твердостей абразивного инструмента состоит из 8 основных степеней твердости. Термин твердость абразивного инструмента характеризует также способность изделия к самозатачиванию. В процессе шлифования абразивные зерна по мере их затупления скалываются и выкрашиваются, обнажая лежащий под ними слой незатупившихся зерен. Это свойство абразивного инструмента называют способностью к самозатачиванию, т. е. частичного самовосстановления режущих свойств инструмента в процессе его работы. Чем интенсивнее происходит скалывание и выкрашивание, тем полнее самозатачивание абразивного инструмента. При частичном самозатачивании абразивного инструмента режущая способность его восстанавливается не полностью. Для полного ее восстановления абразивный инструмент подвергают правке удалением поверхностного слоя зерен. При этом одновременно выправляется форма инструмента.
Шлифовальные круги
Абразивный круг, приводимый во вращение механическим или электрическим приводом, принято называть точилом, шлифовальным или точильным кругом. Абразивные диски, продаваемые в хозяйственных и инструментальных магазинах, как и другие шлифовальные круги, изготовляются из искусственных минералов: электрокорунда, карбида кремния (карборунда), карбида бора и др., иногда из наждака (наждак — это природный минерал и в настоящее время используется в основном для производства шлифовальных шкурок).Лучше покупать абразивный диск из белого электрокорунда (его маркировка на круге начинается с ЭБ) или монокорунда (маркировка М). Они больше подходят по твёрдости зерен для чистовой обработки, а в нашем случае — для заточки закаленного инструмента — хорошо зарекомендовали себя в шлифовании весьма твёрдых поверхностей металла с малой глубиной стачивания.
Маркировка твёрдости на абразивных кругах указывается начальными буквами слов: мягкие (М), средне-мягкие (СМ) и далее аналогично — средние, среднетвёрдые, твёрдые, весьма твёрдые, чрезвычайно твёрдые и добавлением цифр 1 и 2 (иногда 3), уточняющих степень твёрдости.
Современные шлифовальные круги сформованы на прочном связующем, обладают большой сопротивляемостью на разрыв, обеспечивающей им в два-три раза большую частоту вращения, чем та, которую сообщает электродрель. И тем не менее после покупки шлифовального диска, особенно если он без маркировки, обязательно следует проверить его на большой частоте вращения, приняв меры безопасности (не находиться в плоскости вращения диска) на случай разрыва. И в дальнейшем целесообразно при холостых (т.е. максимальных) оборотах круга не держать голову в плоскости его вращения. Эти меры нужны на случай брака или дефекта диска.
А для уверенности, что вращение нового шлифовального круга в дрели безопасно, полезно знать следующие сведения. Обычно на маркировке диска указана не частота вращения (в об/мин), а окружная скорость (в м/с). Это связано с тем, что центробежная сила (а значит, и разрывная) зависит не только от частоты вращения, а и от диаметра круга. Для примера рассчитаем окружную скорость зерен на ободе шлифовального круга диаметром в 175 мм, вставленного в электродрель, дающую 2000 об/мин. При длине окружности обода 0,175? 3,14 = 0,55 м, частота вращения составит приблизительно 33 об./с (2000:60), а окружная скорость зерен на нем 0,55? 33 = 18,15 м/с. А допустимая скорость вращения современных шлифовальных кругов колеблется от 35 до 40 м/с, что превышает нашу расчетную более чем в два раза.
1. Фронтальный опрос
1. Какие существуют виды и способы шлифования?
2. Назовите основные абразивные материалы?
3. Что представляет собой шлифовальный круг?
4. Для чего применяют СОЖ при шлифовании?
А.Г. Схирдладзе. Ю.В. Новиков «Станочник широкого профиля», §13,5 стр 211-214