Как выбрать круг для шлифовки. Виды, технические характеристики.

Как выбрать круг для шлифовки

Что такое шлифовальный круг?

Шлифовальный круг – техническое средство обработки заготовок и деталей. Суть процесса – снятие малых величин вещества поверхностного слоя:

0.001~0.01 мм – полирование;
0.01~0.1 мм – тонкое шлифование;
свыше 0.1 мм – обдирочная операция

Используется для ручных способов обработки и на станках. Представляет собой диск различной конфигурации с монолитной структурой или в виде сборной конструкции.

Компоненты:

Зерно абразива. Мелкие частицы твёрдого вещества, отвечающие за срез стружки. Применяются природные и искусственно созданные минералы.
Связка. Соединяет между собой отдельные зёрна, создавая монолитное изделие.
Поры. Пустоты в теле круга, незаполненные минеральными или органическими компонентами.
Пропитки. Добавки, улучшающие технологические свойства круга:

прочность и стойкость;
снижение температуры в зоне контакта;
уменьшение вибрации и т.п.

Характеристики

Зернистость. Показатель отражает размер отдельного зерна, – фракционность. Определяется величиной ячейки сита или номер соответствующего сита, сквозь которое просеивается порошок. Влияет на толщину снимаемой стружки, скорость резания.
Твёрдость. Характеризует способность зёрен оказывать сопротивление «на вырыв» из тела диска.
Структура. Определяет объём, занятый связкой и крошкой.
Пористость. Увеличение пустот влияет на скорость удаления продуктов резания. Улучшает условия для доставки СОЖ (смазывающе-охлаждающая жидкость) в зону контакта заготовки и зерна. Уменьшает степень «засаливания» режущей кромки диска.
Самозатачиваемость. Определяет процесс смены затупленных зёрен, – вырывание из тела инструмента или раскалывание. Обновление поверхности вызвано возрастанием сил резания из-за утраты острых кромок. Происходит рост внешних воздействий, приводящий к разрушению связки и удалению частиц.

Классификация по зернистости

шлифовальный круг

Размер снимаемого слоя, скорость резания, производительность определяется величиной крошки. По зернистости производится выбор инструмента и выбор операции:

FEPA*	ГОСТ 3647-80**	ГОСТ 9206-80***	Фракция, мм****	Примечание
F8–20	200–100	Р10–20	2.0~1.0	Грубое шлифование плоской торцевой частью
F16–22	125–80	Р16–24	1.3~0.8	Обдирочные операции
F24–100	63–16	Р30–100	0.7~0.15	Средняя шероховатость
F120–400	12–М40	Р120–400	0.12~0.035	Чистовая обработка
F 600–2500	М28–10	Р500	0.025~0.008	Полировка
F150–1000	10–М20	Р150–500	0.10~0.018	Доводка резьбы

ПРИМЕЧАНИЕ:

* – FEPA, Европейский метод классификации зернистости.
** – ГОСТ 3647-80 «Материалы шлифовальные. Классификация. Зернистость и зерновой состав. Методы контроля».
*** – ГОСТ 9206-80 «Порошки алмазные технические условия».
**** – приведён диапазон размера.

Выбор зернистости

Размер зерна подбирается исходя из вида технологической операции, степени шероховатости поверхности детали:

Очистка от ржавчины, окалины, снятие старого лакокрасочного покрытия относится к грубому способу. Отсюда, зерно должно иметь крупную фракцию.
Внешнюю поверхность заготовки, не входящую в контакт с движущимися частями, очищают до средней шероховатости.
Сопрягаемые детали, периодически трущиеся друг о друга, подвергают чистовой обработке, вплоть до полирования.

Типы

Нормативные требования к форме, прочности приводятся в ГОСТ 2424-83. В старой редакции – ГОСТ 2424-75.

Основные виды:

ПП – прямой, круглый (дискообразный). В разрезе представляет классический прямоугольник с утолщёнными стенками, посадочным отверстием по центру.
К – кольцевой. Цилиндрический профиль.
3П – конический. Одна из сторон скошена от края к центру.
2П – двухсторонний конический. Обе рабочие стороны сточены под угол. В разрезе – верхняя часть круга выглядит как треугольник.
ЧЦ – чашечный цилиндрический. Выполнен в виде прямоугольной чашки (цилиндр с дном).
ЧК – чашечный конический. Цилиндр с наклонной образующей и плоским дном.
Т – тарельчатый. Профиль напоминает неглубокую тарелку.

Современный действующий документ различает 39 типов приспособлений.

Классический вид, наиболее распространённый в промышленности, малом бизнесе и для бытового применения, – типоразмер ПП. Менее распространены в домашнем хозяйстве ЧК и Т.

Особенности конструкции

шлифовальный круг

Основные отличия – размер (до 230 мм в диаметре), малая масса и возможность использовать сборные приспособления:

Отрезной диск (шлифовальный круг). Композит из армирующей основы, связующего (вулканит, бакелит, керамика), абразива (электрокорунд, карбид кремния).
Лепестковый. Основа – набор полосок ткани. Применяется для грубых операций.
Барабанный. Гибкая лента в форме цилиндра фиксируется на барабане. Применим для средних и тонких работ.

В реальности, ассортимент приспособлений гораздо шире. Подробное знакомство – в отдельных темах.

Материал

Абразивный шлифовальный круг – это приспособление для резания, снятия тонких слоёв вещества. Среди последних встречаются древесина, пластмасса, мягкие металлы, горные породы, стекло, стали и твёрдые сплавы. Основной показатель режущей кромки – твёрдость.

Минералы:

Электрокорунд. Основа – оксид алюминия (Al2O3). Виды:

a. Белый. Марка 25а, 24а, 23а. Эффективен для работ по закалённым инструментальным сталям.
b. Нормальный. Марка 16а, 15а, 14а, 13а. Используется в приспособлениях с переменной режущей нагрузкой, обработка материала с вязкой структурой.
c. Титанистый. В состав введён оксид титана. Применим в тяжёлых условиях резания.
d. Хромотитанистый. Марка 95а, 94а. Введена лигатура из соединений хрома и титана. Область – ответственные операции обработки.
e. Циркониевый. Марка 38а. Эффективность, по сравнению с электрокорундом, до 100~400%. Основные операции – обдирочное шлифование.

Увеличение цифрового показателя – рост качества и свойств зёрен.

Карбид кремния. Техническое название синтетического аналога – карборунд.

a. Зелёный. Марка 62с, 63с, 64с.
b. Чёрный. Марка 52с, 53с, 54с, 55с.

Область применения – хонингование, заточка режущих инструментов. Имеет одну из самых низких цен среди аналогов.

Алмаз. В промышленности применяются синтетические алмазы. Используются для разрезания металлов, заточки твёрдосплавных напаек режущего инструмента, правки сверхтвёрдых материалов.
Эльбор. Кубический нитрид бора. Второй по твёрдости после алмаза. Но имеет повышенную температурную стойкость, до 1100~1300°C. Для решения домашних задач почти не применяется в силу высокой стоимости.

Маркировка

Понять особенности шлифовального круга помогает визуальный осмотр и чтение маркировки. В наименовании отражено:

вид изделия;
геометрические параметры;
размеры посадочного места;
зернистость;
твёрдость круга;
материал связки;
безопасное число оборотов;
скорость резания (шлифования);
группа точности;
биение диска (неуравновешенность).

Пример:

Изделие	Ø, мм	Толщина диска, мм	, мм	Характеристика		Число оборотов max, об/мин	Масса, грамм
				ГОСТ	FEPA
Диск отрезной	180	2.5	22.23	14А 63 Т2 БУ	A 30 S BF	8500	143

Где,

14А 63 Т2 БУ:
14А – электрокорунд нормальный (A – по FEPA)
63 – зернистость (30 по FEPA);
Т2 – твёрдость шлифовального круга (S по FEPA);
БУ – бакелитовая смола с армирующей сеткой (BF по FEPA).

Твёрдость

Это определение зачастую недопонимают. Твёрдость минерала и приспособления – суть разные понятия. Для инструмента – это степень сопротивления вырыву зерна из основания.

По международной системе сертификации маркируется буквами латинского алфавита:

Группа самых мягких изделий – F, G.
Нормальномягкие – H, I, J.
Среднемягкие – K, L.
Средние – M и N.
Среднетвёрдая группа – O, P, Q.
Твёрдые – R, S.
Совсем твёрдые – T, U.
Особотвёрдые – V, W, X, Y, Z.

Показатель твёрдости абразивного шлифовального круга показывает соотношение объёмов связки и пор. Уменьшение пустот повышает твёрдость. Степень зависит от применяемой местной рецептуры и способа производства.

Связка

Зёрна в шлифовальном круге соединяются с силовой основой и между собой посредством:

Вулканита – органическое вещество на основе синтетического каучука. Маркировка В (R).
Бакелита – объединение формальдегидных смол. Основное преимущество – возможность работать на высоких оборотах. Маркировка Б (B).
Керамики – смесь глин, подвергшихся спеканию или расплавлению. Обладает высокой огнеупорностью, водостойка. Маркировка К (V).

Основной ориентир при подборе абразивного шлифовального круга – технические характеристики обрабатываемого материала и назначение технологической операции. Например, шлифование металла или резка. Целесообразно учесть совокупную стоимость.