Эффективность шлифования при обеспечении требуемого качества обработки является одной из главных задач в области абразивной обработки. Эффективность шлифовальных операций в значительной степени зависит от правильного выбора характеристики абразивного инструмента.
Полезная информация
Абразивные материалы разделяются на два класса: искусственные (синтетические) и естественные. К искусственным абразивным материалам относятся электрокорундовые абразивные материалы, электрокорунды (нормальный, белый и легированные), монокорунд; спеченные корунды (формокорунды), SG-абразивы; карбидокремниевые абразивные материалы—карбиды кремния зеленый и черный; карбид бора; синтетические алмазы и материалы на основе кубического нитрида бора (эльбор, гексанит, кубонит и другие марки), выделяющиеся в самостоятельную группу абразивных материалов, называемую сверхтвердыми материалами.
Наиболее многочисленной и наиболее используемой группой абразивных материалов являются электрокорундовые абразивные материалы и спеченные корунды, которые по химическому составу состоят в основном из окиси алюминия и сопутствующих примесей. В состав легированных корундов входят легирующие добавки, специально вводимые в процессе производства для повышения или придания им специальных физико-механических свойств.
По основным видам электрокорундовые материалы имеют классифицируются следующим образом:
Карбид кремния как абразивный материал содержит 98,5 % и более SiC, кристаллизующегося в основном в гексогональной структуре α -SiC. Карбид кремния существует в двух кристаллических формах: β-SiC (кубическая структура, кристаллизуется при 1500— 16500C, устойчива до 18000C) α-SiC (гексагональная структура, кристаллизуется при 1800—20000C, устойчива до 2300 0C). При температуре 1900—23000 C происходит перекристаллизация β-формы в α-форму.
Из общемировой практики известно, что абразивные инструменты из электрокорунда нормального используются при обработке материалов с высоким сопротивлением разрыву (обдирка стальных отливок, поковок, проката, сталистых высокопрочных и отбеленных чугунов, ковкого чугуна, получистовая обработка различных деталей машин из углеродистых и легированных сталей в незакаленном и закаленном виде и т.п.) в основном на органических связках. На керамической связке круги из нормального электрокорунда имеют низкие эксплуатационные показатели и склонность к прижогам.
Одним из ключевых эксплуатационных параметров абразивного материала является его зернистость, которая регламентирует требования к крупности абразивного материала.
Задача связки сформировать и удержать шлифовальный материал в форме круга (сегмента, бруска). Любая связка является балластом и мешает процессу шлифования, т. к. режущим инструментом является только абразивный материал. Но без связующего вещества создать абразивный инструмент фиксированной геометрической формы невозможно.
Твёрдость абразивного инструмента понятие крайне относительное и интерпретируется по-разному. Физический смысл: твёрдость означает сопротивление, с помощью которого связующее вещество препятствует выпадению абразивных зёрен из шлифовального круга или другого абразивного инструмента.
Под структурой принято понимать соотношение объёмов шлифматериала, связки и пор в абразивном инструменте. Структура абразивного инструмента характеризуется содержанием абразивного материала в единице его объема, выраженным в процентах.
VЗ + VС + VП = 100 %,
где VЗ - объем зерна, VС - объем связки, VП -объем пор.
Определяющим параметром структуры является объем VЗ.
Чтобы уточнить рекомендации по выбору абразивного инструмента необходимо учитывать следующие параметры обработки:
- характеристика обрабатываемого материала (хим.состав, физико-механические свойства и т.д.)
- геометрические параметры и форма шлифуемой поверхности (сплошная, прерывистая), точность обработки
- припуск на обработку, исходное состояние шлифуемой поверхности (в т.ч. шероховатость), требуемое качество обработки
- тип станка и его параметры
- условия обработки (скорость круга и изделия, тип и диапазон подач, охлаждение и т.д.)