Статья: Абразивные круги и подбор шарошек-звездочек для их правки

Абразивные круги

Абразивные инструменты (шлифовальные круги или шлифовальные головки) состоят из зерен абразивных материалов, скрепленных в одно целое каким-либо связующим веществам. Они изготавливаются в основном, из искусственных и, в небольшом количестве, из природных абразивных материалов преимущественно путем прессования массы, состоящей из шлифовального зерна и связки, с последующей термической и механической обработкой полученных заготовок. Кроме того, абразивные инструменты изготовляются способом горячего прессования, литья, литья под давлением, экструдированием и др.

Абразивные материалы, применяемые для механической шлифовки и полировки полупроводниковых материалов, отличаются между собой размером (крупностью) зёрен, имеющих номера 200, 160, 125, 100, 80, 63, 50, 40, 32, 25,20, 16, 10, 8, 6, 5, 4, 3, М40, М28, М20, М14, М10, М7 и М5 и подразделяются на четыре группы:

  • шлифзерно (от №200 до 15),
  • шлифпорошки (от №12 до 3),
  • микропорошки (от М63 до М14) и
  • тонкие микропорошки (от М10 до М5).

Классификацию абразивных материалов по номерам зернистости проводят рассеиванием на специальных ситах, номер которого характеризует размер зерна. Номер зернистости абразивных материалов характеризуется фракцией: предельной, крупной, основной, комплексной и мелкой. Процентное содержание основной фракции обозначают индексами В, П, Н и Д. Все абразивные инструменты имеют свою маркировку. В маркировке абразивного инструмента указывается природа абразивного материала, размер его зерен (зернистость) и зерновой состав (содержание основной фракции), твердость инструмента, природа и свойства связки, класс точности и класс неуравновешенности круга.

Так, например, маркировка абразивного круга может быть:

25А 16П СМ2 8 К8 Б 3,

где
25А – шлифовальный материал-электрокорунд белый,
16 — зернистость (160-200 мкм.),
П — зерновой состав (содержание основной фракции 55%),
СМ2 – твердость круга,
8 — номер структуры,
К8 — связка керамическая,
Б — класс точности,
3 — класс неуравновешенности круга.

Кроме этого на абразивном круге указывается обозначение его формы, размеры и максимальная окружная скорость (скорость резания) в метрах в секунду.

В качестве шлифовальных материалов применяются:

  • на основе кристаллической окиси алюминия Al2O3- нормальный электрокорунд (марки 13А, 14А и 15А), электрокорунд белый (23А, 24А,25А), хромистый электрокорунд (33А и 34А), монокорунд (43А, 44А);
  • на основе карбида кремния SiC- карбид кремния черный (53С, 54С, 55С) и карбид кремния зеленый (63С, 64С);
  • природный алмаз (А1, А2, А3, А5, А8);
  • синтетический алмаз (АС2, АС4, АС6, АС15, АС20).

В зависимости от размера зерен шлифовальные материалы делятся на четыре группы: шлифзерно (2000-160 мкм), шлифпорошки (125-40 мкм), микрошлифпорошки (63-14 мкм) и тонкие микропорошки (10-3 мкм). В номере зернистости размер зерен основной фракции указывается в сотых долях миллиметра.

Содержание основной фракции обозначается буквенными индексами: В (высокое), П (пониженное), Н (низкое) и Д (допустимое). Твердость абразивного инструмента зависит от прочности связки и характеризует способность связки удерживать зерна шлифовального материала. Установлены семь степеней твердости инструментов: весьма мягкие (ВМ1, ВМ2), мягкие (М1, М2, М3), среднемягкие (СМ1, СМ2), средние (С1, С2), среднетвердые (СТ1, СТ2, СТ3), твердые (Т1, Т2), весьма твердые (ВТ) и чрезвычайно твердые (ЧТ).

Номер структуры круга показывает объемное содержание шлифовального материала. С увеличением номера от 1 до 16 содержание шлифовального материала уменьшается, а объем пор увеличивается.

Связки абразивных инструментов могут быть: керамические (К1-К10), бакелитовые (Б, Б1-Б4), вулканитовые (В, В1-В5), металлические (М1, МК, МВ1), глифталевые (Г) и другие.

Шлифовальные круги изготавливаются трех классов точности (АА, А и Б) и четырех классов неуравновешенности (1, 2, 3 и 4). При шлифовании вращательное главное движение резания всегда придается режущему инструменту — шлифовальному кругу. Скорость его является скоростью резания, измеряемой, в отличие от всех других видов обработки резанием, в метрах в секунду. По форме обрабатываемой поверхности шлифование может быть плоским или круглым.

Основные типы шлифовальных кругов (ГОСТ 2424-83) и области их применения указаны в таблице

Абразивный инструмент Обозначение (старое) Области применения
Круги шлифовальные : прямого профиля Тип 1 (ПП) Шлифование круглое наружное, внутреннее, плоское периферией круга, обдирочное; зачистные работы
Круги шлифовальные: с двусторонним коническим профилем Тип 4 (2П) Шлифование резьбы, зубьев зубчатых колес, прожиля шеверов и долбяков, зуборезного инструмента
Круги шлифовальные: сконическим профилем Тип3 (ЗП) Заточка пил
Круги шлифовальные: свыточкой Тип 5 (ПВ) Круглое внутреннее шлифование; шлифование шейки и торца
Круги шлифовальные: с двусторонней выточкой Тип 7 (ПВД) Круглое и внутреннее шлифование; бесцентровое шлифование (ведущие круги)
Круги шлифовальные: с конической выточкой Тип 23 (ПВК) Круглое шлифование шейки и торца
Круги шлифовальные: с двусторонней конической выточкой Тип 26 (ПВДК) Круглое наружное шлифование с одновременной подрезкой торца
Круги шлифовальные: кольцевые тип 2 (К) Плоское шлифование торцом круга
Круги шлифовальные: чашечные цилиндрические Тип 6 (ЧЦ) Заточка режущего инструмента; плоское шлифование торцом круга
Круги шлифовальные: чашечные конические Тип 11 (ЧК) Заточка режущего инструмента; плоское шлифование торцом круга; шлифование направляющих станин станков
Круги шлифовальные: тарельчатые Тип 12, 13, 14 (Т, 2Т, 1Т) Заточка и доводка многолезвийного режущего инструмента; шлифование зубьев шестерен и зуборезного инструмента

Шарошки для правки шлифовальных кругов


Размер шарошек Зернистость шлифовального круга
40 25 16
35*10 ПП, 2П, 3П, ПВ, ПВД ПП, 2П, 3П, ПВ, ПВД ПП, 2П, 3П, ПВ, ПВД
40*8
50*14 ПВДК, К, ЧЦ, ЧК, Т ПК, ПВД, К, ЧЦ, ЧК,Т ПК, ПВД, К, ЧЦ, ЧК,Т
70*20

Режимы правки абразивных шлифовальных кругов

Правящий инструмент Продольная подача, мм/мин Номер зернистости шлифовального круга
40 25 16 40 25

16
Поперечная подача, мм/ход Число рабочих ходов
Круг из карбида кремния 1 0,04…0,02 0,03…0,02 0,02…0,01 3…2 2 3…2
Диск твердосплавный 0,5…1 0,03…0,02 0,02…0,01 0,02…0,01 4…2 3…2 2
Диск монолитный
Диск стальной 1…1,5 0,04…0,05 0,02…0,01 0,02…0,01 2 2 2

Абразивная обработка позволяет получить высокую точность и качество обработанных поверхностей. Основные требования к шлифованию сводятся к повышенной производительности, снижению себестоимости операции обработки при сохранении требуемого качества обработанных поверхностей. Под действием сил резания и высоких температур, возникающих в процессе обработки, а также в результате химического воздействия абразивных зерен на обрабатываемый материал заготовок происходит истирание режущих кромок зерен, появление площадок износа, скалывание режущих кромок, вырывание целых зерен из связки круга или налипание частичек металла на вершинах режущих кромок и заполнение пор круга металлической стружкой. Все это, как правило, приводит к износу и потере первоначальной геометрической формы и режущих свойств шлифовального круга. Требуется периодическая правка круга с целью восстановления его режущих свойств и геометрической формы. Периодичность правки зависит от качества абразивного инструмента, от обрабатываемого материала, условий шлифования и рациональной организации управления процессом абразивной обработки.

Особенность процесса шлифования заключается в том, что шлифовальный круг может самозатачиваться при частичном разрушении или полном выкрашивании затупившихся абразивных зерен, соединенных связкой. В случае большой нагрузки на зерна и применения мягких кругов процесс обычно протекает с интенсивным самозатачиванием рабочей поверхности круга. На окончательных операциях, когда нагрузка на зерно вследствие небольшой глубины шлифования оказывается меньше, происходит постепенное затупление абразивных зерен на рабочей поверхности круга.

При интенсивном самозатачивании из-за неравномерной нагрузки на зерна и неравномерного износа круг приобретает неправильную геометрическую форму. Это приводит к ухудшению качества обрабатываемой поверхности и появлению вибраций и огранки. По мере затупления круга увеличивается радиус округления режущих граней абразивных зерен, на которые налипают частицы шлифуемого материала. При этом поры круга заполняются мельчайшими частицами металла и связки. При шлифовании затупленными кругами возрастает давление на деталь в зоне резания, появляются шлифовочные прижоги и огранка.

Таким образом, как всякий режущий инструмент, шлифовальные круги в процессе шлифования затупляются и теряют форму. Для восстановления режущей способности кругов и придания им правильной геометрической формы, размеров и профиля периодически в процессе работы производится их правка.

Практический опыт и разносторонние исследования показывают, что от правильного выбора средств и режимов правки зависят не только точность и шероховатость обрабатываемой поверхности, производительность операций, но и расход шлифовальных кругов, износостойкость инструментов до правки и себестоимость шлифования.

Широко применяемые в современном машиностроении шлифовальные круги зернистостями 40-25 и степени твердости СМ2-СТ2, в основном, расходуются не в процессе шлифования, где износ их крайне мал, а при правке. На правку расходуется, например, от 45 до 80% полезного объема кругов при круглом, плоском и внутреннем шлифовании и до 95% при шлифовании шеек коленчатых валов. Затраты времени на правку достигают 40% и более штучного времени обработки.

Массовое и серийное производство предъявляет высокие требования к правке шлифовальных кругов с точки зрения повышения как качества шлифования, так и производительности правки. В зависимости от применяемого для правки инструмента и режимов правки шлифовальным кругом одной характеристики можно получить шероховатость поверхности Ra 1,25-0,080 мкм, достичь точности обработки от 1 до 3 класса, получить высокую или низкую стойкость круга между правками.

Период работы круга между двумя правками характеризует его стойкостную наработку. За стойкость круга принимается способность шлифовального круга противостоять процессам затупления его режущих кромок и засаливания. Интенсивность этих процессов, а следовательно, и период стойкости круга зависят от его размеров и характеристики, материала и конфигурации обрабатываемой заготовки, режима шлифования, жесткости и виброустойчивости круга, станка и заготовки.

Различие в стойкости шлифовальных кругов и сохранение постоянных показателей их работы усложняют определение сроков проведения их правки. Часто время необходимой правки определяется опытным путем по субъективным признакам, сопутствующим процессу шлифования и снижению качества обрабатываемой поверхности. На станках с автоматическим циклом шлифования применяется принудительная правка кругов через определенные отрезки времени их работы с минимальным удалением рабочего слоя круга.


Rambler's Top100 Корпоративный блог | Карта сайта | Полезное. Copyright © 2005–2014. Все права защищены.
Копирование материалов сайта запрещено

Онлайн-консультант разработан компанией

Exiterra – создание и продвижение сайтов