Кола шліфувальні. Зернистість, форми, види

Найбільш поширеним методом абразивної роботи є шліфування.

Шліфування - це фінішна обробка поверхонь виробів з різних матеріалів (металеві, дерев'яні, скляні, керамічні та ін.) із застосуванням абразивного інструменту на шліфувальному верстаті.

За допомогою шліфування можна отримати:
- високу точність оброблених поверхонь;
- високу міру точності форми поверхонь;
- низьку шорсткість поверхонь.

Процес шліфування у свою чергу ділиться на наступні операції:
1. Кругле шліфування:
а) Зовнішнє:
- в центрах - це схема шліфування, при якому деталь кріпиться на верстат за допомогою центрів, при цьому вісь центрів і деталі співпадають;
- безцентрове - це схема шліфування, в якій деталь проходить одночасно між 2 абразивними кругами і спирається на опорний ніж. В цей час центр шліфувальних кругів знаходиться трохи нижче центру

Рисунок 1 – Схема круглої зовнішньої безцентрової шліфовки

б) Внутрішнє шліфування:
- в патроні - це така схема шліфовки, при якій відбувається обертання деталі навколо своєї осі, а абразивний круг виконує поворотно поступальну ходу;

Рисунок 2 – Схема круглого внутрішнього шліфування в патроні

- планетарне - це схема внутрішнього шліфування отвору, при якій деталь нерухома, а круг здійснює поворотно поступальну ходу, при цьому обертаючись по спіралі.

Рисунок 3 –Схема круглої внутрішньої планетарної шліфовки


2. Плоске шліфування
а) Периферією круга;
б) Торцем круга.
3) Прорізка і відрізок;
4) Зубошліфування:

а)З допомогою методу обкатки - це такий метод шліфовки зубчастих коліс, під час якого відбувається відтворення зубчастого колеса і круга для шліфування. У результаті отримують эвольвентний профіль.

Рисунок 4 – Шліфовка зубчастих коліс методом обкатки із застосуванням тарілчастого круга.
б) За допомогою методу копіювання - це такий спосіб шліфовки зубчастих коліс, в процесі якого форма западини зубчатого колеса повторює профіль круга для шліфовки.

Рисунок 5 – Шліфування зубчастих коліс за допомогою методу копіювання.

Розглянемо приклад маркування абразивного кола для шліфування фірми «ЗАК»

:

1. ПП – профіль кола;
2. 400*40*127 – габаритні розміри кола;
3.  14А – марка абразивного зерна;
4. F46 – зернистість за стандартом FEPA. 60 – набір сит, якими просіюється абразив;
5. СМ1 - твердість кола;
6. 7 – Структура;
7. К - вид зв'язки

 

1. Форма шліфувальних кіл досить різноманітна, але враховуючи той факт, що підприємства все більше набувають сучасних шліфувальних верстатів, в яких встановлена ​​система профілювання (надання абразивному колу потрібної форми, що відповідає профілю оброблюваної заготовки) кіл, ми не розглядатимемо всі профілю абразивних кіл, а розглянемо лише ті, які мають широкий попит на внутрішньому ринку України:

ПП – коло прямого профілю, вважається найбільш популярним профілем абразивних кіл. Його застосовують для виконання круглого (зовнішнього, внутрішнього (для обробки наскрізних отворів) і безцентрового) шліфування периферією кола. Також він використовується для виконання плоского шліфування (тільки периферією кола) і для заточування інструментів (у цій ситуації як робоча поверхня можуть застосовувати як торцеві поверхні, так і циліндричні). Завдяки сучасному устаткуванню у більшості підприємств з одиничним виробництвом, ці кола почали використовувати і для зубошліфування.

Малюнок 6 – Коло прямого профілю,

де d - Позначає діаметр посадкового отвору, міліметри;
D – позначає зовнішній діаметр кола, міліметри
H – означає висоту кола, мм.

ПВ - коло пряме з виточкою. Застосовується для обробки глухих отворів на внутрішньошліфувальних верстатах. Цей профіль відрізняється в тому, що у виточках розміщуються затискні фланці, що дозволяє обробляти глухий отвір практично до торця.

 

 

Малюнок 7 – Коло пряме з одностороннім виточенням

де D – означає зовнішній діаметр кола, міліметри;
d – означає діаметр посадкового отвору, міліметри;
d1 – позначає діаметр виточення, мм;
H – висота кола, мм;
h1 – глибина виточення, мм.
Примітка: лише габаритні розміри (D, H, d) у маркуванні кола.

ПВД - коло прямий, у якого дві виточки. Область застосування аналогічна профілю ПВ.

Малюнок 8 – Коло пряме з двостороннім виточенням,

де буква «D» означає зовнішній діаметр кола, мм;
d – діаметр посадкового отвору, мм;
d1, d2 – діаметр виточення, мм;
H – висота кола, мм;
h1, h2 – глибина виточення, мм.
Примітка: Вказано лише габаритні розміри (D, H, d) у маркуванні кола.

 

ЧЦ – чашка циліндрична. Вона використовується для заточування інструментів та плоского шліфування торцем кола. Кріпиться за допомогою надійного фланцевого кріплення до верстата шпинделя.

Малюнок 9 – Круг чашка циліндрична

де буква «D» означає зовнішній діаметр кола, вказаний у міліметрах;
d1 позначає діаметр виточення, міліметри;
d означає діаметр посадкового отвору, міліметри;
H означає висоту кола, міліметри;
h1позначає товщину основи кола, міліметри.
Примітка: У маркуванні кола вказуються лише габаритні розміри (D, H, d).

 

ЧК – чашка конічна. Область застосування аналогічна колу із профілем ЧЦ. Відмінною особливістю є те, що завдяки конічній формі чашки полегшується підведення інструменту, що заточується, до робочої поверхні кола.

 

Малюнок 10 – Коло чашка конічна

де D - Зовнішній діаметр кола, мм;
d – діаметр посадкового отвору, мм;
d1 – діаметр виточення біля основи, мм;
d2 – діаметр виточення у верху кола, мм;
H – висота кола, мм;
h1 – товщина основи кола, мм;
a – кут нахилу, град.

Примітка: лише габаритні розміри (D, H, d) у маркуванні кола.

1Т - тарілчастий профіль. Застосовують кола даного профілю для заточування гвинтових поверхонь.

Малюнок 11 – Коло шліфувальне тарілчасте,
де буква «D» означає зовнішній діаметр кола, мм;
d – діаметр посадкового отвору, мм;
D1 – діаметр фланця, мм;
H – висота кола, мм;
h1 – товщина основи кола, мм;
a – кут нахилу, град.
Примітка: У маркуванні кола вказуються лише габаритні розміри (D, H, d).

2. Існує понад 100 стандартизованих розмірів шліфувальних кіл. Усі розміри вимірюються в мм. Розміри кола записуються у такому вигляді: 400*40*203, де:
400 – зовнішній діаметр кола для шліфування. Стандарт передбачає розміри кіл по зовнішньому діаметру кола в діапазоні від трьох до 1100 міліметрів;
40 – висота кола для шліфування. Стандарт передбачає розміри кіл за висотою в діапазоні від 0,18 мм до 250 мм;
203 - позначає діаметр посадкового отвору. Стандарт передбачає кола з діаметром отвору, які мають діапазон від одного міліметра до 305 міліметрів.

3. Усі марки абразивного зерна біля кіл для шліфування ділять на дві групи:
- Електрокорундова група;
- Карбід кремнієва група.

4. Зернистість кіл для шліфування визначається номером. Цей номер впливає розмір абразивного зерна, який вимірюють у сотих частках міліметрів.

 

Коли вибираєте коло для шліфування, слід звертати увагу на зернистість.
При виборі зернистості необхідно враховувати такі дані:
- фізичні якості оброблюваного матеріалу;
- необхідна шорсткість та точність оброблених поверхонь;
- величина припуску, який потрібно видалити під час обробки.

Інструменти з великим розміром абразивного зерна (з грубою зернистістю) застосовують у таких випадках:

- для виконання обдирки та попередніх дій, у яких велика глибина різання, коли необхідно видаляти великі припуски;
- для виконання роботи на верстаті, у якого велика потужність та жорсткість;
- для виконання роботи з в'язкими матеріалами (наприклад, алюмінієм, міддю, латунню). Вони заповнюють пори кола, у результаті відбувається його засолювання.
- у разі появи припаків на поверхнях заготовок;
- якщо велика площа кола контактує з оброблюваною заготовкою, наприклад, коли виконується плоска шліфування торцем кола.

 

Круги для шліфування, які мають середній та дрібний розмір абразивних зерен, застосовуються у таких випадках:
- У тих ситуаціях, коли потрібно отримати шорсткість поверхні з розміром Ra 0,32 мкм;
- для виконання завершального шліфування, доведення та заточування інструментів;
- для обробки загартованих сталей та матеріалів з твердих сплавів;
- якщо є підвищені вимоги щодо точності профілів деталей, які обробляють.

У таблиці 1 наведено рекомендації про те, як вибрати зернистість кіл для шліфування, враховуючи необхідну обробку.

 

Таблиця 1 – Залежно від різновиду обробки вибір зернистості абразивних інструментів

 

Існує два способи позначити абразивне зерно у колах для шліфування. Перший спосіб – ГОСТ 3647-80 (цей спосіб позначення застосовується виробниками кіл для шліфування, які у країнах СНД). Другий спосіб - FEPA42-D-1984 R1993 (F) (дане позначення використовують європейські виробники шліфувальних кругів).

У таблиці №2 нижче представлено відповідність зернистості абразивних кіл за даними стандартами.

Таблиця 2 - Шліфувальні круги: відповідність зернистостей за встановленими стандартами ГОСТ, FEPA.

5. Поняття "твердість абразивних інструментів" - стійкість зв'язки до виривання абразивних зерен з поверхонь кіл під певним впливом зовнішньої сили. На неї не впливає твердість абразивних зерен, а вплив вид зв'язки та її кількість в абразивних інструментах. З цієї причини поняття «м'який» і «твердий» ставляться не до абразивних матеріалів, а до опору зв'язки до руйнування.

Нижче в таблиці 3 представлений орієнтовний переклад ступенів твердості за ГОСТом та позначеннями прийнятими за ISO.

Таблиця 3 - Орієнтовний переклад позначень ступеня твердості за ГОСТом та позначення прийнятих за ISO/FDIS 6103.

 

 

Коли вибираєте абразивні кола, потрібно враховувати такі дані:
- що менше рівень зернистості абразивних зерен, то менше твердість;
- м'які кола використовуються для високошвидкісної роботи (50 м/с та вище). Є певне правило: що вища швидкість, то м'якше коло.
- Для обробки твердих матеріалів рекомендують використовувати м'які кола;
- тверді кола застосовують для грубого чорнового шліфування.

Таблиця № 4 - Ступені твердості та їх застосування

Найбільше поширення мають кола з такими ступенями твердості: СМ1 та СМ2. Дані кола набули такого поширення через те, що у нас на підприємствах в основному одиничне або дрібносерійне виробництво (це означає, що кожна деталь виготовлена ​​з різного матеріалу та має різну твердість). Кола для шліфування з такими ступенями твердості можуть бути універсальними для роботи з різними матеріалами (але для цього доводиться при роботі з матеріалами, до яких вони не призначені, зменшувати рівень продуктивності та збільшувати кількість правок).

6. Поняття «структура» означає будову абразивних інструментів, враховуючи кількісні співвідношення між зв'язкою, зернами та порами в одиниці обсягу. Існує 3 види структури:

- відкрита;
- напіввідкрита;
- Закрита.

За об'ємним змістом абразиву, кола класифікуються за дванадцятьма номерами структури, починаючи від одного до дванадцяти. Існує певне правило: чим вищий номер структури, тим менша кількість в обсязі інструментів абразивних зерен, при цьому більше пір і зв'язки при однаковій твердості. Від одного до чотирьох – це закриті структури (щільні), від 5 до 8 (середні або напіввідкриті), від 9 до 12 – це високопористі чи відкриті.

Для структури 1 об'ємний вміст абразиву в інструментах становить 62%, для наступного номера структури знижується обсяг зерна на 2%.

7. Зв'язку використовують для того, щоб скріпити окремі абразивні зерна. Її якості суттєво впливають на міцність інструментів та режим різання.

Зв'язки бувають наступних видів:
1) Органічна:
а) Вулканітова;
б) Бакелітова;
2) Неорганічна:
а)  Керамічна

Докладніше ознайомитися з видами зв'язки кіл для шліфування тут.

Правильний підбір абразивного матеріалу під конкретне завдання – справа дуже непроста, тому рекомендуємо вам звернутися до професіоналів своєї справи, компанії-виробника «Золоте Руно, Україна».