Алмазные шлифовальные круги

 

 В настоящее время выпускаются три вида кругов - на металлических, на органических и на керамических связках.

 

 Алмазные круги на  металлических связках отличаются  повышенной прочностью и теплостойкостью,  значительным сроком службы, хорошо  сохраняют свою геометрическую  форму, но быстро засаливаются  и требуют частой правки. Эти  круги применяются для предварительной  обработки, когда требуется сошлифовать значительный объем материала с получением 8—9-го классов шероховатости поверхности.

 

 Алмазные круги на  органических связках предназначены  для окончательной (чистовой) обработки  (доводки), когда необходимо достигнуть 10—12-го классов шероховатости.  Эти круги отличаются большей  производительностью и почти  не засаливаются, но по сравнению  с кругами на металлической  связке расход алмаза на единицу  веса снятого материала в 3 раза больше.

 

 При работе алмазными  кругами на металлической связке  применение охлаждения обязательно.  Кругами на органической связке  можно работать и без охлаждения, но при этом увеличивается  износ круга.

 

 Одной из важнейших  характеристик алмазного круга,  определяющей при прочих равных  условиях экономичность и эффективность  его работы, является степень  концентрации алмазов, т. е.  количество (в миллиграммах) алмазного  зерна в 1 мм3 алмазоносного слоя.

 

 Алмазные круги выпускаются  25-, 50- и 100-процентной концентрации  алмазного зерна. За 100-процентную  концентрацию в практике принято  считать 0,878 мг/мм3, что соответствует  4,39 карата в 1 см3 алмазоносного  слоя. Соответственно круги с 50-процентной концентрацией содержат в 2 раза меньше алмазного зерна, т. е. 0,439 мг/мм3, а с 25-процентной концентрацией — в 4 раза меньше (0,219 мг/мм3}.

 

 При 100-процентной концентрации  алмазные зерна в кругах независимо  от материала связки занимают  по объему 25% алмазоносного слоя. Остальные 75% по объему занимают  связка и наполнитель. Содержание  компонентов в алмазоносном слое  различной конфигурации для кругов  на органической связке приведено  в табл. 2.

 

 

Таблица 2

 

Содержание алмазов, связки и наполнителя в кругах на органической связке

 

(в % по весу)Наименование компонентов Концентрация круга

100% 50% 

25 %

 

Алмаз …….. 

41,4 29,3

 

29,3 

22,0 31,4

 

46,6 

11,4 32,4

 

43,8

 

Связка ……..

 

Наполнитель ……..

 

 

 

 

 

 

 Круги с большой  концентрацией алмазов характеризуются  большей производительностью. Поэтому  высокая концентрация алмазов  целесообразна при жестких режимах,  при шлифовании периферией круга  и при необходимости избегать  деформации круга. Например, для  профильного шлифования и при  внутреннем шлифовании оптимальной  концентрацией является 100-процентная.

 

 Для большинства работ  применяются круги 50-процентной  концентрации. Круги пониженной  концентрации (25%) используются на  операциях доводки вручную.

 

 Алмазные круги изготовляются  не только на различных связках  и с различной степенью концентрации  алмазов, но и различными по форме и зернистости.

 

 ГОСТ 24747-81 предусмотрено  68 типоразмеров кругов.

 

 В табл. 3 представлены  формы и основные размеры кругов. Каждый тип круга имеет буквенный  индекс, который состоит из двух  частей. Например, в круге АПП  буква А обозначает круг алмазный, а ПП — плоский прямой. ( Обозначение дано по ГОСТ 24747-81, в скобках дано старое обозначение кругов)

 

Таблица 3

 

Круги шлифовальные алмазные

Наименование и обозначение  круга 

Форма круга

Шлифовальный плоский прямого профиля 1А1 (АПП)

 

 

 

 

 

 

 

 

Шлифовальный  плоский прямого профиля без  корпуса А8(А1ПП)

Шлифовальные чашечные конические 12А2=45°(АЧК)

 

 

Шлифовальные  тарельчатые 12А2=20°(АТ)

 

 

Шлифовальные плоские  с двухсторонним коническим профилем 14ЕЕIX(А2П)

 

Шлифовальные плоские с полукругловыпуклым профилем 1FF1X(А5П)

 

 

 

Круги шлифовальные алмазные

Из всех алмазов, применяемых сейчас в промышленности, 70% используется в  качестве алмазного порошка для  изготовления кругов, брусков, надфилей и других инструментов.

Алмазные круги состоят из корпуса  и рабочего алмазоносного слоя. Корпуса  изготовляются из стали, алюминиевых  сплавов или полимеров. Алмазоносный слой состоит из алмазного порошка, связки и наполнителя.

В настоящее  время выпускаются три вида кругов - на металлических, на органических и  на керамических  связках.

Алмазные  круги на металлических связках  отличаются повышенной прочностью и  теплостойкостью, значительным сроком службы, хорошо сохраняют свою геометрическую форму, но быстро засаливаются и требуют  частой правки. Эти круги применяются  для предварительной обработки, когда требуется сошлифовать значительный объем материала с получением 8—9-го классов шероховатости поверхности.

Алмазные  круги на органических связках предназначены  для окончательной (чистовой) обработки (доводки), когда необходимо достигнуть 10—12-го классов шероховатости. Эти  круги отличаются большей производительностью  и почти не засаливаются, но по сравнению  с кругами на металлической связке расход алмаза на единицу веса снятого  материала в 3 раза больше.

При работе алмазными кругами на металлической  связке применение охлаждения обязательно. Кругами на органической связке можно  работать и без охлаждения, но при  этом увеличивается износ круга.

Одной из важнейших характеристик алмазного  круга, определяющей при прочих равных условиях экономичность и эффективность  его работы, является степень концентрации алмазов, т. е. количество (в миллиграммах) алмазного зерна в 1 мм³ алмазоносного слоя.

Алмазные  круги выпускаются 25-, 50- и 100-процентной концентрации алмазного зерна. За 100-процентную концентрацию в практике принято  считать 0,878 мг/мм³, что соответствует 4,39 карата в 1 см³ алмазоносного слоя. Соответственно круги с 50-процентной концентрацией содержат в 2 раза меньше алмазного зерна, т. е. 0,439 мг/мм³, а с 25-процентной концентрацией — в 4 раза меньше (0,219 мг/мм³}.

При 100-процентной концентрации алмазные зерна в кругах независимо от материала связки занимают по объему 25% алмазоносного слоя. Остальные 75% по объему занимают связка и наполнитель. Содержание компонентов в алмазоносном слое различной конфигурации для кругов на органической связке приведено в табл. 2.

 

 

 

 

Таблица 2

Содержание алмазов, связки и наполнителя  в кругах на органической связке

(в % по весу)

Наименование компонентов	Концентрация круга
	100%	50%	25 %
Алмаз ……..	41,4 29,3 29,3	22,0 31,4 46,6	11,4 32,4 43,8
Связка ……..
Наполнитель ……..

 

 

Круги с  большой концентрацией алмазов  характеризуются большей производительностью. Поэтому высокая концентрация алмазов  целесообразна при жестких режимах, при шлифовании периферией круга  и при необходимости избегать деформации круга. Например, для профильного  шлифования и при внутреннем шлифовании оптимальной концентрацией является 100-процентная.

Для большинства  работ применяются круги 50-процентной концентрации. Круги пониженной концентрации (25%) используются на операциях доводки  вручную.

Алмазные  круги изготовляются не только на различных связках и с различной  степенью концентрации алмазов, но и  различными по форме и зернистости.

ГОСТ 24747-81 предусмотрено 68 типоразмеров кругов.

В табл. 3 представлены формы и основные размеры кругов. Каждый тип круга  имеет буквенный индекс, который  состоит из двух частей. Например, в  круге АПП буква А обозначает круг алмазный, а ПП — плоский прямой. ( Обозначение дано по ГОСТ 24747-81, в скобках дано старое обозначение кругов)

Таблица 3

Круги шлифовальные алмазные

Наименование и обозначение круга	Форма круга	Размеры, мм
Шлифовальный плоский прямого профиля 1А1 (АПП)		D=16…500 H=2…100 d=6…203
Шлифовальный плоский прямого профиля без корпуса А8(А1ПП)		D=6…13 H=6…10 d=2…4
Алмазные шлифовальные плоские прямого профиля трехсторонние 14VI (А2ПП)		D=125…250 H=10…20 d=32…76
Шлифовальные чашечные конические 12А2=45°(АЧК)		D=50…250 H=19,5…52 d=16…76
Шлифовальные чашечные конические 12V2=45°(А2ЧК)		D=50…150 H=20…40 d=16…51
Шлифовальные тарельчатые 12А2=20°(АТ)		D=50…250 H=6…23 d=10…51
Шлифовальные плоские с двухсторонним коническим профилем 14ЕЕIX(А2П)		D=25…400 H=3…10 d=6…203 a=30;40;60;90;120°
Шлифовальные плоские с полукругловыпуклым профилем 1FF1X(А5П)		D=50…150 H=2…32 d=16…51 R=5…17

 

Все алмазные круги маркируются на внутреннем торце металлического корпуса (наименование завода-изготовителя, обозначение зернистости  и марки связки, характеристика концентрации алмаза, высота алмазоносного слоя, вес алмаза в каратах, номера ГОСТ и круга, год изготовления).

Например, маркировка круга обозначена: АМ40Б1-50-3-29-9770-61-3240-64. Это значит: зернистость АМ40 на органической связке; марка Б1; концентрация алмаза 50%; высота алмазоносного слоя 3 мм; вес алмаза 29 каратов; ГОСТ 9770-61; изготовлен под номером 3240 в 1964 г.

Диаметры  отверстий алмазных кругов приняты  в соответствии с размерами посадочных мест у шпинделей универсальных  заточных станков по ГОСТ 3808-57, а  также в соответствии с размерами  отверстий шлифовальных кругов по ГОСТ 16167-80 .

При выборе кругов для различных  работ необходимо учитывать тип  станка, форму и размер обрабатываемой поверхности, требуемые точность и  шероховатость поверхности, характер связки, концентрацию алмазов и их зернистость.

Для рационального  использования алмаза формы и  размеры кругов выбираются применительно  к конкретным операциям (например, для  шлифования по наружному диаметру, для доводки по задней поверхности  и т. д.).

Ширина  алмазоносного кольца определяется характером работы круга (на проход или  врезанием). При работе на проход следует  применять круги с широкими рабочими поверхностями, а при работе методом  врезания—круги с рабочей частью, не превышающей высоты обрабатываемой поверхности.

Рекомендуемые режимы шлифования приведены  в табл. 4.

Таблица 4

Рекомендуемые режимы алмазного  шлифования

Основные параметры	Внутреннее шлифование	Круглое шлифование	Плоское шлифование	Заточка	Доводка
Окружная скорость, м/сек	10—25	25—35	25—35	25—35	25—35
Продольная подача, м/мин . .	0,5-2,0	0,5-1,5	3,0—9,0	0,5—1,0	0,3-0,5
Поперечная подача, мм/дв. ход	—	—	0,5—1,0	0,01—0,02	0,005—0,01
Скорость вращения детали, м/мин .....	20—25	15—30		—
Глубина резания, мм ....	0,005-0,015	0,005-0,02	0,01-0,03	—	—

 

Номенклатура  алмазных кругов, выпускаемых по ГОСТ 24747-81, обеспечивает их применение почти  на всех моделях шлифовальных станков  при круглом (наружном и внутреннем), плоском и фасонном шлифовании.

Зернистость алмазных инструментов выбирают в зависимости  от требуемого качества обрабатываемой поверхности, согласно рекомендации  приведены в табл.5

Таблица 5

Выбор зернистости алмазных инструментов

Шероховатость обрабатываемой поверхности Rа, мкм	Зернистость круга со связкой
	органической	металлической	керамической
0.63—1,25 0,32—0,63 0,16—0,32 0,08—0,16 0,04—0,08 0,04	200/160—125/100 160/125—100/80 100/80—50/40 50/40—40/28 40/28—14/10 14/10—5/3	160/125—125/100 125/100—80/63 80/63—50/40 - - -	160/125—125/100 125/100—80/63 80/63—50/40 63/50—40/28 - -