14 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Абразивные материалы зернистость

Зернистость абразивного материала

Особенности изготовления абразивных элементов

Зернистость абразивных материалов определяется исходя из размера шлифовочной частицы, которая наносится на особую основу и скрепляется связующим веществом. Абразивные круги, бруски, головки, сегменты, шкурки и порошки применяются для шлифования и снятия верхнего слоя с различных типов поверхностей. Чем крупнее зерно абразива, тем большую стружку он удаляет, более мелкие представители счищают меньше.

Точная и эффективная обработка осуществляется при равномерном составе абразива. Это снижает уровень изнашиваемости круга и повышает класс шероховатости покрытия шлифованного изделия.

При изготовлении мелкозернистого шлифовального материала используются крупные куски абразива, который измельчается в дробильных машинах. По окончанию этого этапа зерно очищается от каких-либо примесей. Следом оно подвергается обработке температурами и химическими реагентами. В конце его просеивают на специальных решетах, предназначенных для сортирования материала по размерам.

Калибр и номер зерна определяют грани ячеек двух решет. Такой подход приводит к тому, что в сите остается только 60% абразивных частиц, остальные из-за не совсем точного размера клетки просеиваются. Так большие размеры зерна, соответствующие диаметру, остаются в решете, а мелкие проходят сквозь него. Номера зернистости шлифовальных материалов представляются единицами, мерой измерения которых стал микрометр.

Связки абразивных зерен

Шлифовальный материал представляет собой абразивные частицы, скрепленные связующими веществами. Связка играет важную роль в определении эффективности готового полотна. В процессе их производства используются следующие виды составляющих:

  • неорганические;
  • органические;
  • металлические.

К неорганическим компонентам относят:

  • керамическую;
  • силикатную;
  • магнезиальную.

Чаще всего применяются керамические связующие вещества, на их основе изготовлены более 50% образцов всех шлифовальных приспособлений.

К категории органических связок относят:

  • бакелитовую;
  • глифтолиевую;
  • вулканитовую.

Здесь популярным стало бакелитовое сырье. Инструмент на его основе отличается своей прочностью, эластичностью и скоростью. Хотя уровень химической и тепловой устойчивости такого материала крайне невысок.

Глифталевая связка повышает упругость шлифовальных кругов, поэтому они прекрасно подходят для чистовой и доводочной обработки.

Вулканитовая основа позволяет изготовить абразивный элемент, толщина которого не будет превышать 0,5 мм. Они применяются для порезки и бесцентрового шлифования.

Металлические связки

В основе металлического связующего вещества – наполнитель и порошок олова, меди или другого металла. Используется в алмазных кругах, изредка в инструментах из карбида кремния.

Классификация абразивных материалов по зернистости

Выделяют 4 группы абразивных материалов, отличающихся между собой размером шлифовальных частиц:

  1. Шлифзерно.
  2. Шлифпорошок.
  3. Микропорошок.
  4. Тонкий микропорошок.

Микропорошок маркируется буквой «М» и цифрой, которая показывает самый большой диаметр абразивной частицы в микрометрах. Каждый номер зернистости имеет следующие фракции:

Фракции – это группа шлифовальных зерен, которые имеют одинаковый интервал размера, преобладающий по объему частиц.

Диаметр абразивной частички микропорошка определяется путем измерения самой большой ширины зерна, которую видно под микроскопом.

Круг и зернистость абразивов выбирается исходя из следующих параметров: тип шлифовки, размер обрабатываемой поверхности, необходимая шероховатость и точность выполняемой работы.

Существует три разновидности зернистости абразивных материалов:

  • крупнозернистый;
  • среднезернистый;
  • мелкозернистый.

Крупный размер наждачного полотна позволяет провести грубую шлифовку покрытия, а более мелкий диаметр применяется для финишной абразивной обработки, доводки и заточки.

Область применения абразивных материалов в зависимости от зернистости

Читать еще:  Все про строительные материалы

Абразивные приспособления позволяют провести шлифовку, подрезку и полировку разных типов поверхностей: дерево, метал, камень. В зависимости от вида шлифовального материала и размера зерна абразива данные приспособления применяются для различных работ.

Крупнозернистые устройства используют в следующих процессах:

  • на этапах обдирания и предварительных работ в операциях, требующих большую глубину реза, где удаляются припуски;
  • для работы на машинах с большой мощностью и жесткостью;
  • для шлифования материалов, которые заполняют поры инструмента и засаливают его покрытие, например, при зашкуривании латунных, медных, алюминиевых изделий;
  • при работе, где круг контактирует с большой площадью;
  • для плоской шлифовки торцом;
  • для внутренних шлифовальных работ.

Приспособления со средним и мелким зерном применяют в следующих случаях:

  • для получения определенной шероховатости покрытия (0,32 -0,08 мкм);
  • в процессе обработки закаленной стали и твердых металлических сплавов;
  • для финишной шлифовки, заточки и доводки различных приборов;
  • для точной и качественной обработки деталей.

Свойства абразивов

Зернистость

Измельченный на фракции абразивный материал называют шлифовальным. Фракция — это совокупность абразивных зерен в установленном интервале размеров. Преобладающую по массе, объему или числу зерен фракцию называют основной.

Зернистость характеризует размер режущих зерен основной фракции в данном инструменте. В зависимости от размера зерен шлифовальные материалы делятся на следующие группы: шлифзерно-от № 200 до № 16; шлифпорошки-от № 12 до № 4; микрошлифпорошки-от М63 до М14; тонкие микрошлифпорошки — от М10 до М5. Шлиф зерно и шлифпорошки получают ситовым рассевом, микрошлифпорошки — осаждением в жидкости (гидроклассификация). Однородность зернового состава, существенно влияющая на шероховатость обрабатываемой поверхности, режущие свойства и стойкость инструмента, характеризуется процентным содержанием основной фракции. Поэтому условное обозначение зернистости дополняют буквенным индексом, соответствующим этому процентному содержанию: В — высокое; П — повышенное; Н — номинальное; Д — допустимое.

В зависимости от группы материалов зернистость обозначается следующим образом:

  • для шлифзерна и шлифпорошков — 0,1 размера (мкм) в свету стороны ячейки сита, на котором задерживаются зерна основной фракции, например 40, 25, 16 (соответственно 400, 250, 160 мкм);
  • для микрошлифпорошков — по верхнему пределу размера зерен основной фракции с добавлением индекса М, например М40, М28, М10 (соответственно 40, 28, 10 мкм);
  • для алмазных шлифпорошков — дробью, у которой числитель соответствует размеру (мкм) стороны ячейки верхнего сита, а знаменатель — размеру (мкм) стороны ячейки нижнего сита основной фракции, например 400/250, 400/315, 160/100, 160/125;
  • для алмазных микрошлифпорошков и субмикропорошков.-дробью, у которой числитель соответствует наибольшему (мкм), а знаменатель — наименьшему размеру (мкм) зерен основной фракции, например 40/28, 28/20, 10/7;
  • для шлифзерна и шлифпорошков эльбора — в зависимости от метода контроля: при ситовом методе — 0,1 размера (мкм) в свету стороны ячейки сита, на котором задерживаются зерна основной фракции, например Л20, , Л16, Л10; при микроскопическом методе — аналогично обозначению зернистости шлифзерна и шлифпорошков, например 250/200, 200/160, 125/100.

Требования к зерновому составу шлифовальных материалов приведены в ГОСТ 3647 — 80, алмазных порошков — в ГОСТ 9206 — 80Е, эльбора в зерне — ОСТ 2-МТ79-2-75.

Читать еще:  Влагостойкий материал для наружных работ

Зернистость шлифовального зерна и порошков по ГОСТ 3647-80 и ISO 8486-86 (FEPA)

Твердость

Понятие твердости абразивных инструментов по смыслу не совпадает с аналогичным понятием, определяющим свойства металлов и других твердых тел. Твердость абразивного инструмента характеризует прочность связи в нем абразивных зерен между собой. Поэтому из зерен самого твердого абразивного материала можно изготовить мягкие абразивные инструменты (мягкий абразив) и, наоборот, из абразивного материала малой твердости можно изготовить твердые инструменты. Мягкий абразив — это инструмент у которого в отличие от твердых, абразивные зерна легко выкрашиваются.

Твердость характеризует прочность закрепления абразивных зерен в инструменте с помощью связки, поэтому она определяется количеством и свойствами связки, введенной в инструмент. С увеличением количества связки на-1,5% твердость инструмента повышается на одну степень. При этом объем связки увеличивается за счет соответствующего уменьшения объема пор. Расстояние между зернами остается неизменным.

Твердость оказывает влияние на режущие свойства и кромкостойкость инструмента, а также на характер его изнашивания в процессе резания. Если прочность закрепления зерен в инструменте ниже прочности самого абразивного зерна (мягкий абразив), то изнашивание происходит вследствие выкрашивания зерен и абразивный инструмент работает в режиме самозатачивания. Если же прочность абразивного зерна окажется ниже прочности его закрепления в инструменте (твердый инструмент), то изнашивание будет протекать частично за счет хрупкого разрушения, скалывания зерен и частично за счет их стирания с образованием площадок износа на зерне.

В таблице 1 приведена классификация твердости и указаны области применения абразивного инструмента в зависимости от его твердости.

1. Области применения абразивного инструмента в зависимости от твердости

Мягкий абразив (М)

Шлифование с интенсивным самозатачиванием инструмента — плоское (торцом круга), внутреннее (закаленных сталей); заточка и доводка режущего инструмента, цветных металлов, трудно обрабатываемых и вязких сплавов, высокотвердых закаленных сталей, имеющих склонность к прижогам и трещинам; зубошлифование; резьбошлифование; чистовое шлифование и суперфиниширование.

Окончательное и чистовое шлифование (круглое, бесцентровое и внутреннее); плоское шлифование периферией круга; резьбошлифование; шлифование чугунов; обдирочное шлифование торцом круга.

Круглое и бесцентровое врезное шлифование; профильное шлифование; обработка разобщенных поверхностей; обдирочное шлифование чугунов.

Обдирочное шлифование; снятие заусенцев на поковках и литье; изготовление отрезных кругов и ведущих кругов для бесцентрового шлифования; хонингование закаленных сталей; врезное профильное шлифование с большим объемом металла.

Весьма твердый (ВТ)

Обдирочное шлифование и зачистка в металлургии и кузнечно-литейном производстве; правка шлифовальных кругов; шлифование с большим давлением резания (например, шаров).

Получение абразивных инструментов требуемой твердости достигается соответствующей технологией их изготовления, устанавливающей соотношение абразивного зерна и связки: давлением при прессовании, температурой и длительностью термической обработки (обжига).

Структура

Структура абразивного инструмента характеризуется содержанием абразивного материала в единице его объема, выраженным в процентах.

где VЗ, — объем зерна, VС — объем связки, VП-объем пор.

Определяющим параметром структуры является объем VЗ.

С увеличением на один номер структуры объем зерен уменьшается на 2%, расстояние между зернами и размер отдельных пор увеличиваются, однако ни сохранения одинаковой твердости инструмента объем связки также увеличивается на 2%, при этом объем пор остается неизменным.

Читать еще:  Варианты кровли частного дома материалы

Таким образом, абразивные инструменты, имеющие одинаковые зернистость и твердость, но разные структуры, различаются между собой по степени сближения абразивных зерен. Структуру, обозначенную № 1. 4, принято называть закрытой (плотной), № 4. 8 — средней, № 9. 12 и выше (до 16) — открытой. Чем больше номер структуры, тем больше расстояние между зернами, т. е. структура более открытая.

Рекомендуемые области применения инструмента основных номеров структур следующие:

№ 1. 3 — изготовление инструмента на бакелитовой и керамической связках при шлифовании с малым съемом металла, преимущественно для обработки шарикоподшипников;

№№ 3, 4 — профильное шлифование, шлифование, с большими подачами переменной нагрузкой, отрезные работы;

№ 4. 6 — круглое наружное, бесцентровое, плоское шлифование периферией круга;

№ 7. 9 — плоское шлифование торцом круга, внутреннее шлифование, заточка инструмента;

№ 8. 10 — шлифование и заточка инструмента, оснащенного твердым сплавом;

№ 8. 12 — профильное шлифование мелкозернистыми кругами (резьбошлифование).

Инструменты открытой структуры имеют улучшенные условия отвода стружки меньшее тепловыделение. Наиболее эффективно их применение при обработке вязких металлов, а также металлов, склонных к прижогам и трещинам.

Помимо шлифовальных кругов с заранее заданной структурой, на керамической связке изготовляются круги, отличающиеся повышенной пористостью (величина пор до 2-3 мм) и получившие название высокопористых. Поры в таких кругах создаются различными наполнителями, выгорающими в процессе термической обработки (пластмасса, уголь, древесная мука).

Объемная масса высокопористых кругов значительно меньше, чем обычных, в результате чего они при тех же размерах, что и обычные, легче и требуют меньшего расхода энергии на вращение.

Высокопористый круг лучше охлаждается поступающим в процессе работы воздухом. Установлено, что скорость воздуха в зоне резания при вращении высокопористого круга на 25-35% больше, чем при вращении обычного, что позволяет работать с большей глубиной резания и с меньшей опасностью прижога обрабатываемой детали. Наличие большого количества крупных пор, а также увеличенная скорость воздушной струи в процессе работы абразивного инструмента создают лучшие условия для удаления стружки и уменьшают возможность застревания ее в порах. При обработке мягких и вязких материалов (красной меди, алюминия, пластмассы, дерева, резины, кожи и т. п.) рабочая поверхность высокопористого абразивного инструмента дольше остается работоспособной и реже требует правки. Высокопористые круги по сравнению с обычными имеют примерно в 1,5 раза меньший удельный износ.

При заказе высокопористых кругов следует сообщать заводу-изготовителю условия их применения и требования, предъявляемые к выполняемой операции. Высокопористые круги следует заказывать зернистостью на 1-3 номера мельче, чем обычно. Например, если применяется структурный круг зернистостью 40, то высокопористый следует заказывать зернистостью 25 или 16.

Класс точности

Точность размеров и геометрической формы абразивного инструмента характеризуется тремя классами АА, А и Б. Для менее ответственных операций абразивной обработки применяют инструмент класса Б. Более точным и качественным является инструмент класса А. Для работы в автоматических линиях, на высокопрецизионных и многокруговых станках применяют прецизионный инструмент класса АА, отличающийся наибольшей точностью геометрических параметров, однородностью зернового состава, уравновешенностью абразивной массы и изготавливающийся из лучших сортов шлифовальных материалов.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector