Круги шлифовальные. Зернистость, формы, виды

01/06/2020
автор Администратор Главный
Круги шлифовальные. Зернистость, формы, виды

Наиболее распространенным методом абразивной работы является шлифование.

Шлифование – это финишная обработка поверхностей изделий из различных материалов (металлические, деревянные, стеклянные, керамические и др.) с применением абразивного инструмента на шлифовальном станке.

С помощью шлифования можно получить:
• высокую точность обработанных поверхностей;
• высокую степень точности формы поверхностей;
• низкую шероховатость поверхностей.

Процесс шлифования в свою очередь делится на следующие операции:
1. Круглое шлифование:
а) Наружное:
•    в центрах – это схема шлифования, при котором деталь крепится на станок при помощи центров, при этом ось центров и детали совпадают;
•    бесцентровое – это схема шлифования, в которой деталь проходит одновременно между 2 абразивными кругами и опирается на опорный нож. В это время центр шлифовальных кругов находится немного ниже центра детали.

Рисунок 1 – Схема круглой наружной бесцентровой шлифовки

б) Внутреннее шлифование:
•    в патроне – это такая схема шлифовки, при которой происходит вращение детали вокруг своей оси, а абразивный круг выполняет возвратно поступательные движения;

Рисунок 2 – Схема круглого внутреннего шлифования в патроне

    планетарное – это схема внутреннего шлифования отверстия, при которой деталь неподвижна, а круг совершает возвратно поступательное движение, при этом вращаясь по спирали.

Рисунок 3 – Схема круглой внутренней планетарной шлифовки
 

2. Плоское шлифование

а) Периферией круга;
б) Торцом круга.
3) Прорезка и отрезка;
4) Зубошлифование:

а) C помощью метода обкатки – это такой метод шлифовки зубчатых колес, во время которого происходит воспроизведение зубчатого колеса и круга для шлифования. В итоге получают эвольвентный профиль.

Рисунок 4 – Шлифовка зубчатых колес методом обкатки с применением тарельчатого круга.

б) С помощью метода копирования – это такой способ шлифовки зубчатых колес, в процессе которого форма впадины зубчатого колеса повторяет профиль круга для шлифовки.

Рисунок 5 – Шлифовка зубчатых колес с помощью метода копирования.

Рассмотрим пример маркировки абразивного круга для шлифования фирмы «ЗАК»:

1. ПП – профиль круга;
2. 400*40*127 – габаритные размеры круга;
3.  14А – марка абразивного зерна;
4. F46 – зернистость по стандарту FEPA. 60 – набор сит, через которые просеивается абразив;
5. СМ1 – твердость круга;
6. 7 – Структура;
7. К – вид связки.


1. Форма шлифовальных кругов довольно разнообразна, но учитывая тот факт, что предприятия все более приобретают современные шлифовальные станки, в которых установлена система профилирования (придание абразивному кругу нужной формы, соответствующей профилю обрабатываемой заготовки) кругов, мы не будем рассматривать все профиля абразивных кругов, а рассмотрим только те, которые пользуются широким спросом на внутреннем рынке Украины:

ПП - круг прямого профиля, считается наиболее популярным профилем абразивных кругов. Его применяют для выполнения круглой (наружной, внутренней (для отделки сквозных отверстий) и бесцентровой) шлифовки периферией круга. Также он используется для выполнения плоской шлифовки (только периферией круга) и для затачивания инструментов (в этой ситуации в качестве рабочей поверхности могут применять как торцовые поверхности, так и цилиндрические). Благодаря современному оборудованию у большинства предприятий с единичным производством, данные круги начали использовать и для зубошлифования.

Рисунок 6 – Круг прямого профиля,

где d - обозначает диаметр посадочного отверстия, миллиметры;
D - обозначает наружный диаметр круга, миллиметры
H –обозначает высоту круга, мм.

ПВ - круг прямой с выточкой. Применяется для обработки глухих отверстий на внутришлифовальных станках. Данный профиль отличается в том, что в выточках размещаются зажимные фланцы, что позволяет обрабатывать глухое отверстие практически до торца.

Рисунок 7 – Круг прямой с односторонней выточкой

где D – обозначает наружный диаметр круга, миллиметры;
d – обозначает диаметр посадочного отверстия, миллиметры;
d1 – обозначает диаметр выточки, мм;
H – высота круга, мм;
h1 – глубина выточки, мм.
Примечание: указаны только габаритные размеры (D, H, d) в маркировке круга.
 

ПВД – круг прямой, у которого две выточки. Область применения аналогична профилю ПВ.

Рисунок 8 – Круг прямой с двухсторонней выточкой,

где буква «D» обозначает наружный диаметр круга, мм;
d – диаметр посадочного отверстия, мм;
d1, d2 – диаметр выточки, мм;
H – высота круга, мм;
h1, h2 – глубина выточки, мм.
Примечание: Указаны только габаритные размеры (D, H, d) в маркировке круга.


ЧЦ – чашка цилиндрическая. Она используется для затачивания инструментов и плоской шлифовки торцом круга. Крепится с помощью надежного фланцевого крепления к шпинделю станка.
 

Рисунок 9 – Круг чашка цилиндрическая

где буква «D» обозначает наружный диаметр круга, указанный в миллиметрах;
d1 обозначает диаметр выточки, миллиметры;
d обозначает диаметр посадочного отверстия, миллиметры;
H обозначает высоту круга, миллиметры;
h1обозначает толщину основания круга, миллиметры.
Примечание: В маркировке круга указываются только габаритные размеры (D, H, d).

ЧК – чашка коническая. Область применения аналогична кругу с профилем ЧЦ. Отличительной особенностью является то, что благодаря конической форме чашки облегчается подвод затачиваемого инструмента к рабочей поверхности круга.

Рисунок 10 – Круг чашка коническая

где D – наружный диаметр круга, мм;
d – диаметр посадочного отверстия, мм;
d1 – диаметр выточки у основания, мм;
d2 – диаметр выточки в верху круга, мм;
H – высота круга, мм;
h1 – толщина основания круга, мм;
a – угол наклона, град.

Примечание: указаны только габаритные размеры (D, H, d) в маркировке круга.

1Т – тарельчатый профиль. Применяют круги данного профиля для затачивания винтовых поверхностей.

Рисунок 11 – Круг шлифовальный тарельчатый,
где буква «D» обозначает наружный диаметр круга, мм;
d – диаметр посадочного отверстия, мм;
D1 – диаметр фланца, мм;
H – высота круга, мм;
h1 – толщина основания круга, мм;
a – угол наклона, град.
Примечание: В маркировке круга указываются только габаритные размеры (D, H, d).

2. Существует более 100 стандартизованных размеров шлифовальных кругов. Все размеры измеряются в мм. Размеры круга записываются в следующем виде: 400*40*203, где:
400 – наружный диаметр круга для шлифования. Стандарт предусматривает размеры кругов по наружному диаметру круга в диапазоне от трех миллиметров до 1100 миллиметров;
40 – высота круга для шлифования. Стандарт предусматривает размеры кругов по высоте в диапазоне от 0,18 миллиметров до 250 миллиметров;
203 – обозначает диаметр посадочного отверстия. Стандарт предусматривает круги с диаметром отверстия, у которых диапазон составляет от одного миллиметра до 305 миллиметров.

3. Все марки абразивного зерна у кругов для шлифования делят на две группы:
Электрокорундовая группа;
Карбид кремниевая группа.
Более детально узнать информацию по материалам абразивного зерна вы можете  тут.
 

4. Зернистость кругов для шлифования определяется номером. На этот номер влияет размер абразивного зерна, который измеряют в сотых долях миллиметров. 

Когда выбираете круг для шлифования, нужно обращать внимание на зернистость. 
При выборе зернистости необходимо учитывать такие данные:
- физические качества обрабатываемого материала;
- требуемая шероховатость и точность обработанных поверхностей;
- величина припуска, который необходимо удалить во время обработки. 

Инструменты с большим размером абразивного зерна (с грубой зернистостью) применяют в таких случаях:

- для выполнения обдирки и предварительных действий, у которых большая глубина резки, когда необходимо удалять большие припуска;
- для выполнения работы на станке, у которого большая мощностью и жесткость;
- для выполнения работы с вязкими материалами (например, алюминием, медью, латунью). Они заполняют поры круга, в итоге происходит его засаливание.
- в случае появления прижогов на поверхностях заготовок;
- если большая площадь круга контактирует с обрабатываемой заготовкой, к примеру, когда выполняется плоская шлифовка торцом круга.

Круги для шлифовки, которые имеют средний и мелкий размер абразивных зерен, применяются в следующих случаях:
- в тех ситуациях, когда нужно получить шероховатость поверхности с размером Ra 0,32 мкм;
- для выполнения завершающей шлифовки, доводки и затачивания инструментов;
- для отделки закаленных сталей и материалов из твердых сплавов;
- если есть повышенные требования к точности профилей деталей, которые обрабатывают.

В таблице 1 представлены рекомендации о том, как выбрать зернистость кругов для шлифования, учитывая требуемую обработку.


Таблица 1 – В зависимости от разновидности обработки выбор зернистости абразивных инструментов

Существует два способа обозначить абразивное зерно в кругах для шлифования. Первый способ – ГОСТ 3647-80 (этот способ обозначения применяется производителями кругов для шлифования, которые расположены в странах СНГ). Второй способ - FEPA42-D-1984 R1993 (F) (данное обозначение используют европейские производители шлифовальных кругов).

В таблице №2 ниже представлено соответствие зернистостей абразивных кругов по данным стандартам.

Таблица 2 – Шлифовальные круги: соответствие зернистостей по установленным стандартам ГОСТ, FEPA.

5. Понятие «твердость абразивных инструментов» - устойчивость связки к вырыванию абразивных зерен с поверхностей кругов под определенным воздействием внешней силы. На нее не влияет твердость абразивных зерен, а влияет вид связки и ее количество в абразивных инструментах. По этой причине понятие «мягкий» и «твердый» относятся не к самим абразивным материалам, а к сопротивлению связки к разрушению.

Ниже в таблице 3 представлен ориентировочный перевод степеней твердости по ГОСТ и обозначений принятых по ISO.


Таблица 3 - Ориентировочный перевод обозначений степени твердости по ГОСТу и обозначений принятых по ISO/FDIS 6103.

Когда выбираете абразивные круги, нужно учитывать такие данные:
- чем меньше уровень зернистости абразивных зерен, тем меньше твердость;
- мягкие круги используются для высокоскоростной работы (50 м/с и выше). Есть определенное правило: чем выше скорость, тем мягче круг.
- для обработки твердых материалов рекомендуют использовать мягкие круги;
- твердые круги применяют для грубой черновой шлифовки.

Таблица № 4 - Степени твердости и их применения

Самое большое распространение имеют круги с такими степенями твердости: СМ1 и СМ2. Данные круги получили такое распространение из-за того, что у нас на предприятиях в основном единичное или мелкосерийное производство (это означает, что каждая деталь изготовлена из разного материала и имеет разную твердость). Круги для шлифования с такими степенями твердости могут быть универсальными для работы с различными материалами (но для этого приходится при работе с материалами, к которым они не предназначены, уменьшать уровень производительности и увеличивать количество правок).


6. Понятие «структура» обозначает строение абразивных инструментов, учитывая количественные соотношения между связкой, зернами и порами в единице объема. Существует 3 вида структуры:

- Открытая;
- Полуоткрытая;
- Закрытая.

По объемному содержанию абразива, круги классифицируются по двенадцати номерам структуры, начиная от одного до двенадцати. Существует определенное правило: чем выше номер структуры, тем меньшее количество в объеме инструментов абразивных зерен, при этом больше пор и связки при одинаковой твердости. От одного до четырех – это закрытые структуры (плотные), от 5 до 8 (средние или полуоткрытые), от 9 до 12 – это высокопористые или открытые.
Для структуры 1 объемное содержание абразива в инструментах составляет 62%, для любого следующего номера структуры снижается объем зерна на 2%.


7. Связку используют для того, чтобы скрепить отдельные абразивные зерна. Ее качества существенно влияют на прочность инструментов и режим резки. 

Связки бывают следующих видов:
1) Органическая:
а) Вулканитовая;
б) Бакелитовая;
2) Неорганическая:
а)  Керамическая

Подробнее ознакомиться с видами связки кругов для шлифования тут.

Правильный подбор абразивного материала под конкретную задачу дело весьма непростое, поэтому рекомендуем вам обратиться к профессионалам своего дела, компании-производителю «Золотое Руно, Украина».