×

 

Рекомендуем


Наши партнёры

 

 





Главная  /  Каталог статей  /  Строительные инструменты и оборудование

Шлифовальный круг

Потребность в шлифовании с целью улучшения эстетических либо функциональных характеристик изделия возникла многие тысячелетия назад. Создание первых рабочих инструментов, оружия, предметов домашнего обихода и т.д. сопровождала операция шлифовки, проводимая при помощи природного абразива – камня. По мере технического развития совершенствовались и инструменты для шлифовальных операций, создавались искусственные абразивы, сегодня применяемые наряду с природными материалами.

Среди современных инструментов для шлифовки наиболее популярны шлифовальные круги, выполненные из абразивного материала и особых связующих компонентов. Их размеры и форма соответствует оборудованию, для оснащения которого круги были созданы, а посадочные отверстия для крепления на станке, как правило, имеют одинаковые типоразмеры.

Абразивы для шлифовальных кругов

Материалы, свойства которых подходят для применения в качестве абразивов, добываются рудничным способом (природные абразивы) или создаются на предприятиях химической промышленности (искусственные абразивы). Их измельчают путем дробления, очищают с помощью электромагнитов и химических препаратов, подвергают термообработке. Готовый абразивный материал сортируется по классам – его просеивают в установках, оборудованных каскадом сеток из проволоки и капрона с различными размерами ячеек. Зерно, преобладающее в отсеянном материале по объему, массе и количеству, считаются основной фракцией.

По условиям ГОСТ 3647-80 существует четыре вида основной фракции шлифовальных абразивов – шлифзерно размером от 160 до 2000 мкм, шлифпорошок размером от 40 до 125 мкм, микрошлифпорошок размером от 14 до 63 мкм и тонкий микрошлифпорошок размером от 3 до 10 мкм. Следует учитывать, что шлифовальный материал состоит не только из основной фракции, но и зерен других размеров, больших или меньших. По общему объему абразивно-шлифовального материала определяется его зерновой состав. Существует два вида зернового состава: зерновой состав по массе, определяемый весом всех зерен одного размера в пределах фракции к общему весу материала; зерновой состав по количеству зерен, рассчитываемый по числу зерен всех фракции по отдельности к общему количеству зерен в материале.

Зернистость, означающая размер зерна в основной фракции, в отношении групп материалов для шлифовки указывается так:

  • для шлифпорошков и шлифзерен – 1/10 часть ширины ячейки сита в мкм, через просвет которой не проходят зерно основной фракции. Пример обозначения – 25, 40 или 18, означающие размер абразивных частиц 250, 400 и 180 мкм;
  • для микрошлифпрошков – предельно большой размер зерна в границах основной фракции (в мкм), с указанием перед цифрами литеры «М». Пример – М10, М40, М24;
  • для алмазных шлифпорошков и шлифзерна – число в виде дроби, числитель которой равен ширине ячейки верхнего сита, а в знаменателе указывается ширина ячейки нижнего сита, препятствующего просеиванию зерен основной фракции (цифры в мкм). Например – 160/125, 400/315;
  • для алмазных субмикропорошков и микропорошков – число в виде дроби, в числителе которой указан максимальный размер зерна основной фракции, а в знаменателе – минимальный размер (в мкм). Пример – 28/20, 40/28, 12/9.

Также состав абразивных частиц оценивается по процентному содержанию зерна основной фракции в общем объеме – высокий («В»), повышенный («П»), нормальный («Н») и допустимый («Д»). К примеру, при зернистости М63-М5 основная фракция должна быть не меньше, чем «В» - 60-55%, «П» - 50-45%, «Н» - 45-40%.

 

 

Природные и искусственные абразивы

Лучшим среди природных абразивов считается алмаз, добыча которого ведется в россыпных и коренных месторождениях. Для резки и шлифовки применяются черные алмазы или карбонадо, а также радиально-лучистые алмазы, именуемые «борт». Следует отметить, что на мировом рынке абразивов под наименованием борт обычно реализуются обычные алмазы, негодные к огранке.

Шлифовальные кругиКорунд, представляющий собой кристаллизованный оксид алюминия, чаще всего добывается в россыпных месторождениях. После измельчения корундовой руды, ее обогащения, очистки и сортировки, полученное абразивное зерно используется для шлифовки в виде порошка, фракционного зерна для шлифовальных кругов, шкурок и брусков.

Прочие абразивы природного происхождения в современной промышленности не используются, поскольку обладают более низкой механической прочностью и режущими свойствами, чем искусственные абразивные материалы.

Циркониевый корунд (циркон корунд) получают путем расплава при 1900оС смеси двуокиси циркония и окиси алюминия. В ходе производства смесь плавится в электродуговых печах, затем их наклоняют, подвергая поток расплава быстрому охлаждению – образуются микрокристаллы размером не более 50 мкм. Благодаря значительной вязкости, плотности и твердости, циркониевый корунд широко используется для шлифовки изделий из нержавеющей стали в составе различных абразивных инструментов.

Карбид кремния кристаллизуется при температуре свыше 2000оС в электропечи, исходная смесь содержит нефтепродукты и кварцевый песок. Твердые кристаллы зерен карбида кремния обладают высокими режущими способностями, применяются в работах над стеклом, титаном, чугуном и полимерами.

Оксид алюминия или электрокорунд производится из бокситовых глин с содержанием Al203 не ниже 60%. Электрокорундом зерна оксида алюминия называются из-за технологии выпуска – плавления в электродуговых печах при температуре нагрева более 2000оС. Кристаллизация происходит на поверхности расплава при его охлаждении, содержание оксида алюминия в зерне – свыше 94%. Электрокорунд может быть нескольких разновидностей, между собой отличающихся по процентному содержанию оксида алюминия и степени твердости. Зерна этого искусственного абразива используются при создании шлифовальных и отрезных кругов, прочих шлифовальных инструментов.

Керамический электрокорунд или керамокорунд, по сравнению с другими типами искусственных абразивов, обладает наивысшими характеристиками в области резки, кроме того, он способен самозатачиваться, что увеличивает срок эксплуатации дисков, содержащих его зерна. Микрокристаллы керамокорунда содержат в своей структуре изломы, которые образуют новые режущие поверхности в процессе резки и шлифовки.

Связующие материалы в составе шлифовальных кругов

Связками называется однокомпонентное или многокомпонентное вещество, используемое для размещения зерен абразива в шлифовальном инструменте. По химическим и физическим характеристикам компонентов связки подразделяются на минеральные, органические и металлические.

Минеральные (керамические) связки. В их состав входят несколько компонентов, в том числе полевой шпат, тальк, огнеупорная глина, борное стекло. Рецептура керамических связок тщательно рассчитывается, для скрепления (склеивания) минеральных компонентов друг с другом используются декстрин, жидкое стекло и пр. Шлифовальные круги, созданные при помощи минеральных связок, характеризуются значительной жесткостью и прочностью, но при этом им свойственная хрупкость – по своей сути они выполнены из стекла. Серьезный недостаток керамических связок связан со значительными сложностями технологии их производства. Зерна карбида кремния, к примеру, крепятся на шлифовальном инструменте с помощью минеральных связок К2 и К3, отверждаемых спеканием. А связки К5 и К8, плавящиеся, применяются для надежного закрепления электрокорундовых зерен путем химической реакции между ними.

Органические связки. В их числе бакелитовая, глифталевая, эпоксидная, вулканитовая связки и др. Для получения бакелитовой связки необходим бакелит в жидкой или порошкообразной форме, специальные увлажнители и наполнители. Существует три основных типа бакелитовых связок – Б, Б1 или пульвербакелит, Б2 или жидкий бакелит и Б3 или специальная связка. Бакелитовые связки характеризуются высокими показателями по упругости и прочности, что позволяет использовать созданный с их помощью шлифовальный круг без охлаждения в процессе шлифовки.Шлифовальные круги

Вулканитовые связки изготавливаются на основе синтетического каучука. В их состав вводятся разнородные наполнители и ускорители процесса вулканизации, благодаря которым достигаются определенные эксплуатационные и технологические характеристики инструментов для шлифовки. Производятся четыре типа вулканитовых связок – от В до В3. Их основное отличие от других органических связок – значительная эластичность и плотность.

Металлические связки. Выполняются из сплавов олова, меди, никеля, алюминия, цинка и некоторых других цветных металлов, применяются для создания алмазных шлифовальных инструментов. В составе алмазных кругов металлический корпус и кольцевой слой абразива. Корпус выполняется из сплавов алюминия, сталей и пластмасс, в составе абразивного слоя алмазный порошок, наполнитель и связка. На толщину абразивного слоя влияет крепящая зерно связка – он может составлять как нескольких десятых миллиметра, так и несколько миллиметров (как правило, от 1,5 до 3 мм). В производстве алмазных кругов используются все три вида связок, из которых минеральные необходимы для производства режущих кругов.

Наполнители в составе шлифовальных кругов

Производство изделий для шлифовки, обладающих заданной пористостью, сопровождается вводом наполнителей в формовочную массу. Первый тип наполнителей включает в себя материалы, способные к растворению и возгонке с образованием пористой структуры при изготовлении кругов – опилки, древесная мука, поваренная соль, молотый уголь, пластмассы, нафталин. Второй тип наполнителей приводит к появлению пор в процессе шлифовальных работ за счет крошения в участках, сопредельных режущей поверхности – мрамор, гипс, известняк и кварц.

Поры необходимы для стабильной работы круга во время шлифовки. С учетом размеров и плотности распределения порообразующего наполнителя, он занимает важное место среди обязательных компонентов шлифовального круга, наряду с зерном и связкой.

Характеристики кругов для шлифовки

Способность противостоять силам, стремящимся нарушить жесткие связи между связкой и зерном абразива, называется твердостью круга для шлифовки. Существует два способа оценки твердости – воздействие песчаной струей (метод лунки) и вдавливание под заданной нагрузкой стального шарика. Рассмотрим шкалу марок, присваиваемых абразивному изделию по результатам испытаний на твердость:

  • ВМ1 и ВМ2 – весьма мягкие;
  • М1, М2 и М3 – мягкие;
  • СМ1 и СМ2 – среднемягкие;
  • С1 и С2 – средние;
  • СТ1, СТ2 и СТ3 – среднетвердые;
  • Т1 и Т2 – твердые;
  • ВТ – весьма твердые;
  • ЧТ – чрезвычайно твердый.

Шлифовальные кругиЦифры, которыми сопровождается буквенное обозначение внутри большинства степеней, указывают на возрастание твердости. К примеру, чтобы повысить твердость шлифовального круга на одну степень, необходимо на 1,5% повысить объем связки.

По общему объему структурное соотношение абразивного зерна, связки и пор в составе инструмента указывается номером – от 0 до 20 (в первом случае объемная концентрация абразивных частиц соответствует 62%, во втором – 22%). По мере роста номерного обозначения объемное количество зерен снижается – на 2% с каждым номером. Относительная концентрация зерен в алмазных шлифовальных инструментах обозначается также в процентах, но несколько иначе – приведенный номер четырехкратно превышает действительное содержание в инструменте шлифовального материала – 75, 100, 150 и т.п.

Тип круга для шлифовки, марка абразивного зерна, размеры круга, индекс зернистости, структурный номер, тип и марка связки, а также прочие параметры обозначают статическую характеристику – состояние инструмента в момент поставки. На кругах диаметром свыше 250 мм данные статической характеристики выставляются на торце, на изделиях меньших размеров – от 40 до 250 мм – сведенья указываются на упаковке (пакетах или коробках).

02.08.2014
Автор текста: Абдюжанов Рустам



Понравилась статья? Поделись с друзьями:


Данный текст статьи защищен авторскими правами! Любое копирование возможно, только после письменного согласия администрации.