Учебное пособие

Шлифовальные работы

13.4. Структура абразивного инструмента

В абразивных инструментах различают несколько основных фаз: абразивную, занимаемую абразивными зернами; связующую, занимаемую связкой; газообразную, занимаемую порами. В некоторых инструментах имеется дополнительная фаза, занимаемая наполнителями. Содержание каждой фазы выражают в долях объема (объемная фазовая характеристика) или массы (массовая фазовая характеристика).

Массовыми характеристиками пользуются при изготовлении абразивных паст. Долю объема или массы, которую занимает та Или иная фаза в инструменте, обычно выражают в процентах от обшего объема или массы инструмента (рис. 13.2).

Рис. 13.2. Фазовый состав абразивных инструментов и паст: а — инструменты из обычных абразивов, 6 — инструменты из шлмаза и эльбора, в — доводочная паста

Соотношение объемов шлифовального материала, связки и пор в абразивном инструменте называется его структурой. Объемное содержание абразивной фазы в инструменте принято характеризовать для инструментов из обычных абразивных материалов номером структуры (табл. 13.8). Структура обозначается номерами oт 0 до 20. Чем меньше зерен в единице объема, тем выше порядковый номер структуры для традиционных абразивных инструменшв. С увеличением структуры на один номер объем зерна в круге уменьшается на 2%, а объем связки соответственно увеличивается на 2%.

13.8. Объемная концентрация абразивных зерен и инструментах

Содержание абразивного порошка из алмазов и чльбора. равномерно распределяемого в объеме, характеризуется относительной концентрацией (см. табл. 13.8). Действительное содержание алмазов в инструменте в 4 раза меньше, чем количественное обозначение концентрации зерен. Применяют круги 25, 50, 100 и 150%-ной относительной концентрации. В 1 мм³ алмазоносного слоя таких кругов разной относительной концентрации содержится следующее количество алмаза (мг):

При 100%-ной относительной концентрации алмазный порошок фактически занимает только 1/4 часть (25%) объема круга, а остальные 75% приходятся на долю связки с наполнителем и поры.

Абразивные инструменты плотной структуры (0—3), имеющие очень тесное расположение зерен и малые поры, применяются ограниченно, главным образом для доводки (рис. 13.3, а). Открытая структура (9—12) характеризуется большим расстоянием между соседними абразивными зернами (рис. 13.3, б). Шлифовальные круги с открытой структурой позволяют лучше отводить срезаемую стружку и работать на повышенных режимах. Однако крути открытой структуры обладают меньшей прочностью.

Рис. 13,3. Относительное расположение абразивных зерен, связки, наполнителя и пор в кругах разной структуры при постоянной пористости

В последнее время широкое применение находят высокопористые круги, величина пор у которых в поперечнике обычно больше, чем размеры абразивных зерен; поверхность такого круга напоминает по своему строению губку (рис. 13.3, в, г). Поры такой величины получаются в результате выгорания при термической обработке добавок (древесные опилки, мука, молотый уголь, пластмассы, бисер сополимера и т. д.), которые вводятся в формовочную массу перед прессованием в виде наполнителей. Высокопористые круги в основном предназначены для шлифования мягких и вязких материалов (резина, кожа, дерево, пластмассы и т. д.), так как повышенная пористость создает лучшие условия для размещения стружки и она меньше застревает в порах круга. Рекомендуемые номера структур для абразивного инструмента различной зернистости:

При маркировке кругов по ГОСТ 16181—82 вместо обозначения относительной концентрации в процентах применяют сокращенное обозначение цифрами: 1(25%); 2 (50%); 3 (75%): 4 (100%); 5 (125%); 6 (150%)

Из табл. 13.8 видно, что алмазные и эльборовые круги имеют очень малое процентное содержание абразивных зерен по сравнению с обычными абразивными инструментами. Поэтому при изготовлении таких кругов в связующее вещество вводят различные наполнители, которые в отличие от высокопористых кругов остаются в композиции, улучшая ее физико-механические свойства (рис. 13.3, д).

Выбор круга по структуре

В большинстве случаев применяют круги, имеющие структуры 5—8. В табл. 13.9 приведены рекомендации по выбору структуры кругов.

13.9. Применение кругов различной структуры