Руководство по выбору шлифовальных круги

Выбор используемого связующего определяет тип технологии, в которой будут изготовлены абразивы. В то же время его количество в шлифующей массе влияет на твердость абразива, то есть на его способность удерживать зерна. Жёсткие абразивы имеют высокую способность удерживать зерно, в то время как мягкие — менее выраженную.

Таблица ниже показывает типы используемых связующих веществ:

Указанные выше символы из таблицы должны быть использованы при заказе соответствующего ассортимента абразивных материалов. Примеры правильных обозначений представлены в заказах различных ассортиментов.

Тип использованного шлифовального зерна определяет материал, который обрабатывается шлифовальным инструментом.

В общем, что касается типа обрабатываемых материалов, можно сказать, что боразон — это сверхтвердый аналог электрокорунда, а алмаз — карбида кремния.

Абразивные материалы имеют систематизированную структуру обозначений, состоящую из трех частей

Размер зерна имеет решающее влияние на процесс шлифовки, поэтому его правильный выбор имеет решающее значение для достигаемых результатов.

Правильный выбор размера зерна обеспечивает правильную работу шлифовального круга и достижение желаемой гладкости обработанных поверхностей. В общем, чем меньше размер зерна, тем более гладкая обрабатываемая поверхность. Однако целью не всегда должно быть достижение наиболее гладкой поверхности, а всегда — достижение желаемых результатов за кратчайший период времени. Это означает, что следует использовать зерно как можно крупнее, которое позволяет достичь приемлемой гладкости.

Не следует использовать излишне большие надатки при шлифовании с помощью шлифовальных кругов с мелким зерном, так как это увеличивает износ абразивного слоя и ухудшает качество обрабатываемых поверхностей. Для грубой обработки всегда следует выбирать наиболее крупное зерно для максимизации эффективности шлифования.

Рекомендуется использовать глубину шлифования не более 1/3 номинального размера зерна, указанного в характеристике шлифовального круга. Например, для зерна D126 по стандарту FEPA, надатка шлифования не должна превышать 0,042 мм.

При выборе размера зерна следует учитывать следующие критерии:
— тип обработки (грубая, отделочная)
— желаемая гладкость поверхности обрабатываемой детали
— ожидаемая производительность шлифования

Зерна меньше размера46 называются микропорошками. Таблица размеров этих зерен выглядит следующим образом:

Концентрация определяетКоличество алмазного или боразонового зерна на единицу объема слоя шлифовального круга. Стандартные значения концентрации зерна для шлифовальных кругов смолистого связующего приведены в таблице ниже.

Концентрация абразивного зерна в рабочем слое является одним из наиболее важных параметров шлифовального круга. Она влияет на способность круга шлифовать, его срок службы, температуру обрабатываемой детали и точность обработки. Как и любой параметр, концентрация должна быть правильно подобрана под условия процесса шлифования. Следует помнить, что оптимальное значение концентрации зависит от других параметров шлифовального круга, таких как размер зерна, твердость связки и т.д.

Высокая концентрация (K100, K125; V240, V300) рекомендуется для:
– высоких требований к поведению профиля шлифовального круга в процессе эксплуатации
– низкая высота абразивного слоя
– твердая связка
– крупное зерно
– глубокое шлифование

Стандартная концентрация (K50, K75; V120, V180) рекомендуется для:
– шлифование плоских и цилиндрических поверхностей
– средняя высота абразивного слоя
– мягкая связка
– мелкое зерно

Низкая концентрация (K25; V60) рекомендуется для:
– очень широких абразивных слоев
– очень мелкого зерна

Высокая концентрация зерна увеличивает срок службы инструмента, что особенно важно для контурной шлифовки и обработки деталей с очень маленькими диаметрами. Преимущества высокого срока службы обычно перекрывают более высокую стоимость инструмента.

Недостаток высокой концентрации зерна заключается в увеличении сил резания и повышении температуры процесса обработки. Высокая концентрация зерна не всегда является наиболее благоприятным и технологически лучшим решением, но она требует хорошего охлаждения.

Материал корпуса
Корпус шлифовального круга может быть изготовлен из различных материалов. Материал корпуса значительно влияет на процесс шлифования через свои свойства по смягчению вибраций или рассеиванию тепла. Поэтому выбор зависит от желаемых параметров обработки.

Доступны следующие материалы:
— алюминий, инструменты из смолы, керамика
— формовочный компаунд, инструменты из смолы
— сталь
— керамика, керамические инструменты

Сравнение характеристик доступных материалов представлено в таблице ниже:

Основным критерием выбора диаметра является тип используемого шлифовального станка. При наличии выбора следует использовать шлифовальные круги большего диаметра. Преимущество заключается в улучшенном качестве обработанной поверхности и более высокой эффективности работы за счет повышенной производительности обработки.

При шлифовании отверстий убедитесь, что диаметр шлифовального круга составляет от 60 до 80% диаметра шлифуемого отверстия. Шлифовальные круги меньшего диаметра могут помешать получению высококачественной обработанной поверхности, в то время как большие круги затрудняют удаление стружки.

Мы определяем твердость шлифовального круга как способность круга удерживать зерна. Твердые круги имеют высокую емкость по удержанию зерна, в то время как мягкие круги имеют более слабую емкость по удержанию зерна.

Выбор твердости круга зависит от ряда параметров эксплуатации шлифовального круга. Распространенные критерии выбора представлены в таблице ниже:

Кубический нитрид бора (CBN) производится аналогично синтетическому алмазу. CBN является вторым по твердости искусственно созданным абразивным материалом. В отличие от алмаза, он не негативно воздействует на железо, что делает его идеальным для обработки всех видов сталей с сплавами.

Инструменты из CBN обладают более высокой стойкостью к износу по сравнению с обычными инструментами, и с их помощью легче достигнуть желаемых размеров и качества поверхности заготовок. Указанные характеристики позволяют достичь значительно более высокой производительности и снизить затраты при шлифовании с использованием инструментов из CBN.

Алмаз обладает самой высокой твердостью из всех известных абразивов. Его твердость, стойкость к износу, а также высокая теплостойкость делают его особенно подходящим для использования при обработке труднообрабатываемых материалов.

Сегодня 90% промышленных алмазов производится синтетически из графита. Под высоким давлением и температурой в присутствии катализаторов кристаллическая решетка графита преобразуется, образуя синтетический алмаз. Благодаря этому контролируемому процессу можно получить алмазы с различными свойствами, что позволяет точно выбирать тип абразивного зерна для удовлетворения потребностей заказчика

Электрокорунд — это синтетический абразив, состоящий из кристаллического оксида алюминия (α-Al2O3), называемого алюминием, и небольшого количества добавок. В зависимости от содержания посторонних оксидов TiO2, Si02, Fe2O3, CaO, MgO или NaO2 выделяют следующие типы электрокорунда:

Помимо упомянутых видов алюминия, производят несколько специальных сортов алюминия путем плавки, таких как хром-алюминий (розового цвета), цирконий, титан и другие.

Помимо электрокорунда, широко используется карбид кремния. Карбид кремния представлен двумя разновидностями:

Виды карбида кремния

С точки зрения химического состава и физических свойств, два вида карбида кремния немного отличаются; однако зеленый карбид кремния содержит меньше добавок, что делает его более хрупким и обладающим лучшими абразивными свойствами.

Общие рекомендации указывают на необходимость использовать наименьшую возможную ширину абразивного слоя W. Ширина рабочего слоя шлифовального круга должна всегда быть меньше ширины обрабатываемой заготовки. Если это не выполняется, на рабочей поверхности шлифовального круга возникает дефект, способствующий увеличению износа.

Высота абразивного слоя инструмента фундаментально не влияет на процесс шлифования, а только на стоимость самого инструмента. С учетом экономического аспекта, выгодно использовать более высокий слой X, если условия обработки позволяют.

Охлаждение во время обработки
Влажный процесс шлифования (с охлаждением) превосходит сухой процесс шлифования (без охлаждения) как по сроку службы инструмента, так и по производительности. Охлаждение способствует улучшению условий шлифования путём улучшения удаления отходов и снижения температуры в зоне шлифования. Поэтому влажное шлифование следует использовать всегда, если это возможно. В качестве охлаждающих сред обычно используют несколькопроцентные водно-масляные эмульсии или минеральные масла с добавками для повышения эффективности охлаждения.

Во время операций шлифования скорость шлифования, то есть линейная скорость зерен на поверхности абразивного слоя, играет очень важную роль. Правильный выбор этой скорости, зависящий от материала обрабатываемой детали и типа обработки, является фундаментальным вопросом при шлифовании.

Рекомендуемые скорости шлифования для типов связок ‘B’, ‘P’, ‘M’, ‘G’ в зависимости от условий шлифования приведены в таблице ниже:

Примечание:, для связок типа ‘V’, изготовленных на керамических основах ‘KC’, скорость шлифования 35 m/s не должна превышаться. При скоростях шлифования выше 35 м/с используйте алюминиевые основы KA’.

Скорость, обозначаемая как ‘n’, указывает количество оборотов в минуту абразивного инструмента, то есть сколько оборотов делает абразивный инструмент за одну минуту. Скорость шлифования, Скорость обозначенная как ‘Vc’, это скорость, с которой одно отдельное зерно абразива режет обрабатываемую деталь. Обе скорости соответствуют друг другу согласно следующей формуле:

π — ~3,14
d [mm]- диаметр диска
n [rpm ⁄ min] — скорость вращения шпинделя станка с абразивным инструментом

Для алмазных или CBN-инструментов периферийная скорость ‘Vc’ должна быть в диапазоне: 20/30 [м/с]

Пример — расчёт скорости [rpm]
для диаметра абразивного инструмента d = 22 мм, предполагая, что диск шлифует с периферийной

Эффективность работы шлифовального круга может быть определена как отношение объема удаленного материала в конкретной операции шлифования к использованному объему абразивного слоя шлифовального круга:

G = VuVz

where:
G, фактор производительности шлифования
Vu , объем удаленного материала [mm ]
Vz , использованный объем абразивного слоя шлифовального круга [mm ]

Более высокое отношение этих значений означает более высокую производительность конкретного шлифовального круга, что приводит к снижению единичных затрат на продукцию.

В правильно использованном шлифовальном круге зерно выступает над поверхностью связки, что позволяет ему работать эффективно. Если рабочая поверхность «заклинивается», эффективность шлифования резко снижается. В этом случае структуру шлифовального круга следует «открыть» с помощью керамического точильного камня. Суть операции представлена на рисунке:

По окончании производственного процесса шлифовальные круги проходят динамическую балансировку для обеспечения:
– оптимального срока службы круга
– минимального износа подшипников шлифовального станка
– достижения требуемой точности обработки

При работе с несбалансированным шлифовальным кругом происходит частичный контакт между абразивным слоем и заготовкой. Это приводит к износу шлифовального круга в конкретном месте за короткий промежуток времени, усиливая дисбаланс и увеличивая шероховатость обработанной поверхности.

Сбалансированный шлифовальный круг считается таким, у которого центр тяжести совпадает с геометрическим центром оси вращения диска..

Если результаты шлифования не соответствуют желаемым, важно убедиться, что параметры процесса были выбраны правильно. Если это так, а проблемы сохраняются, необходимо определить причину.

Список наиболее распространенных проблем, возникающих в процессе обработки отверстий, и возможные способы их устранения представлены в таблице:

Перечисленные причины — не единственные, которые могут вызвать определенные неисправности. Это лишь наиболее распространенные из них.

Схема выбора шлифовального круга выглядит следующим образом:
геометрические параметры, такие как:
– тип круга, размеры абразивного слоя и диаметр отверстия или хвостовика
– в зависимости от материала, подлежащего обработке, а также типа обработки, следует выбрать тип, концентрацию и размер зерна, а также твердость связки
– указать условия эксплуатации с охлаждением (влажно) или без охлаждения (сухо)

Если возможно, укажите в вашем заказе тип материала и тип обработки, а также условия и тип оборудования, для которого предназначены шлифовальные круги. Это позволит нам максимально точно подстроить круг под ваши потребности и сократить время выбора.

Если вас интересует шлифовальный круг, которого нет на нашем сайте, мы можем изготовить его по вашему специальному заказу. На этой странице представлены примеры наиболее популярных продуктов из нашего ассортимента.