Условные обозначения, соответствующие размеру зерен основной фракции, называют зернистостью.
В зависимости от размера зерен шлифовальные материалы делят на четыре группы: 1)шлифзерно - 2500...160 мкм (номера от 200 до 16); 2) шлифпорошки - 160...40 мкм (от 12 до 4); 3) микропорошки - 63...10 мкм (от М63 до Ml4); 4) тонкие микрошлифпорошки - 10...3 мкм (от М10 до 5).
Структура абразивного инструмента характеризуется соотношением объемов абразивных зерен, связки и пор. Система регулирования структур основана на сохранении равенства V3+VС+VП=100%, где V3 — объем зерна, VC объем связки, VП — объем пор. Определяющим параметром структуры является объем V3.
С увеличением на один номер структуры объем зерен уменьшается на 2%, расстояние между зернами и размер отдельных пор увеличиваются, однако для сохранения одинаковой твердости инструмента объем связки также увеличивается на 2%, при этом объем пор остается неизменным.
Различные соотношения объемов зерна и связки, при соблюдении которых к процессе производства получают абразивные инструменты различной твердости с тем или другим объемом пор, приведены в табл. 1.5.
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.
Инструменты открытой структуры имеют улучшенные условия отвода стружки и меньшее тепловыделение. Наиболее эффективно их применение при обработке вязких металлов, а также металлов, склонных к прижогам и трещинам. 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 и переменной нагрузкой, отрезные работы;
№ 4...6 — круглое наружное, бесцентровое, плоское шлифование периферией круга;
Структура абразивных инструментов
| Номер структуры | V3,% | Твердость | ||||||||||||||||
| ВМ1 | ВМ2 | М1 | М2 | М3 | СМ1 | СМ2 | С1 | С2 | СТ1 | СТ2 | СТЗ | Т1 | Т2 | ВТ1 | ВТ2 | ЧТ | ||
| VП,% | ||||||||||||||||||
| 48 | 46,5 | 45 | 43,5 | 42 | 40,5 | 39 | 37,5 | 36 | 34,5 | 33 | 31,5 | 30 | 28,5 | 27 | 25,4 | 24 | ||
| VС,% | ||||||||||||||||||
| 0 | 62 | 0,5 | 2 | 3,5 | 5 | 6,5 | 8 | 9,5 | 11 | 12,5 | 14 | |||||||
| 1 | 60 | — | — | — | — | — | — | 1 | 2,5 | 4 | 5,5 | 7 | 8,5 | 10 | 11,5 | 13 | 14,5 | 16 |
| 2 | 58 | — | — | — | — | — | 1,5 | 3 | 4,5 | 6 | 7,5 | 9 | 10,5 | 12 | 13,5 | 15 | 16,5 | 18 |
| 3 | 56 | — | — | — | 0,5 | 2 | 3,5 | 5 | 6,5 | 8 | 9,5 | 11 | 12,5 | 14 | 15,5 | 17 | 18,5 | 20 |
| 4 | 54 | — | — | 1 | 2,5 | 4 | 5,5 | 7 | 8,5 | 10 | 11,5 | 13 | 14,5 | 16 | 17,5 | 19 | 20,5 | 22 |
| 5 | 52 | — | 1,5 | 3 | 4,5 | 6 | 7,5 | 9 | 10,5 | 12 | 13,5 | 15 | 16,5 | 18 | 19,5 | 21 | 22,5 | 24 |
| 6 | 50 | 2 | 3,5 | 5 | 6,5 | 8 | 9,5 | 11 | 12,5 | 14 | 15,5 | 17 | 18,5 | 20 | 21,5 | 23 | 24,5 | 26 |
| 7 | 48 | 4 | 5,5 | 7 | 8,5 | 10 | 11,5 | 13 | 14,5 | 16 | 17,5 | 19 | 20,5 | 22 | 23,5 | 25 | 26,5 | 28 |
| 8 | 46 | 6 | 7,5 | 9 | 10,5 | 12 | 13,5 | 15 | 16,5 | 18 | 19,5 | 21 | 22,5 | 24 | 25,5 | 27 | 28,5 | 30 |
| 9 | 44 | 8 | 9,5 | 11 | 12,5 | 14 | 15,5 | 17 | 18,5 | 20 | 21,5 | 23 | 24,5 | 26 | 27,5 | 29 | 30,5 | 32 |
| 10 | 42 | 10 | 11,5 | 13 | 14,5 | 16 | 17,5 | 19 | 20,5 | 22 | 23,5 | 25 | 26,5 | 28 | 29,5 | 31 | 32,5 | 34 |
| 11 | 40 | 12 | 13,5 | 15 | 16,5 | 18 | 19,5 | 21 | 22,5 | 24 | 25,5 | 27 | 28,5 | 30 | 31,5 | 33 | 34,5 | 36 |
| 12 | 38 | 14 | 15,5 | 17 | 18,5 | 20 | 21,5 | 23 | 24,5 | 26 | 27,5 | 29 | 30,5 | 32 | 33,5 | 35 | 36,5 | 38 |
№ 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).
Увеличенные размеры пор достигаются добавкой в абразивную массу порообразующих веществ, выгорающих при термической обработке инструмента (молотый уголь, пластмассовая крошка, древесные опилки). Такой абразивный инструмент называется высокопористым. Наибольшая его эффективность проявляется при обработке очень вязких материалов, при сухом (без подачи охлаждающей жидкости) шлифовании и заточке.
Связка определяет прочность и твердость инструмента, оказывает большое влияние на режимы, производительность и качество обработки. Различают связки неорганические и органические. К неорганическим связкам относятся керамическая, силикатная и магнезиальная (для алмазного инструмента — металлическая), к органическим — бакелитовая, вулканитовая, глифталевая, поливинилформалевая, эпоксидная.
Керамическая связка обладает высокой огнеупорностью, водостойкостью, химической стойкостью, хорошо сохраняет профиль рабочей кромки, круга, но чувствительна к ударным и изгибающим нагрузкам. Применяют плавящиеся и спекающиеся керамические связки. Абразивный инструмент из электрокорунда изготовляют на плавящихся связках, а из карбида кремния — на спекающихся. Шлифовальные круги из электрокорунда более прочны, чем из карбида кремния.
Вследствие расширяющихся экономических связей с зарубежными странами в импортируется абразивный инструмент, имеющий маркировку, соответствующую стандарту страны-экспортера. Ниже для примера представлены данные по маркировке абразивного инструмента, соответствующие стандарту США ANSI В 74.13—1972.
Абразивный материал обозначают буквами:
электрокорунд — A;
эльбор — B;
карбид кремния (SiC) — С;
алмаз — D.
Перед обозначением может стоять (но не обязательно) вводный символ изготовителя, указывающий конкретный вид абразивного материала.
Четыре степени зернистости обозначают цифрами:
8, 10, 12, 14, 16, 20, 24— грубая;
30, 36, 46, 54, 60 — средняя;
70, 80, 90, 100, 120, 150, 180 — тонкая;
220, 240, 280, 320, 400, 500, 600 — очень тонкая.
Твердость характеризуется 26 степенями, обозначаемыми латинскими буквами:
A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K (мягкий инструмент);
L, M, N, O, Q, R (инструмент средней твердости);
S, T, U, V, W, X, Y, Z (твердый инструмент).
Структуру обозначают цифрами от 1 до 16. Чем большей цифрой обозначена структура, тем она более открытая (открытая структура может обозначаться цифрами и более 16).
Девять видов связок обозначают следующим образом:
B — бакелитовая;
BF — бакелитовая с усилением;
E — шеллаковая;
M — металлическая;
O — магнезиальная;
R — Вулканитовая;
RF — Вулканитовая с усилением;
S — силикатная;
V — керамическая.
В качестве примера можно привести следующую маркировку шлифовального круга: 51A36L5V23 (последние цифры являются фирменным элементом маркировки, который может опускаться).
Список литературы:
1. Кремень З. И., Юрьев В. Г., Бабошкин А. Ф. Технология шлифования в машиностроении.
2. Эльбор в машиностроении / Под ред. В. С. Лисанов. — Л.: Машиностроение, 1978.
3. Бластинг: Гид по высокоэффективной абразивоструйной очистке. — Екатеринбург: ООО «ИД «Оригами», 2007. — 216 с. — ISBN 978-5-9901098-1-0
4. Техническая энциклопедия / Гл. ред. Мартенс Л. К.. — Москва: Электронные и традиционные Словари, 2005. — ISBN 5-86460-132-2
5. Киселев С.П. Полирование металлов. - Л., 1967.
6. Корчак С.Н. Прогрессивная технология и автоматизация круглого шлифования. - М., 1968.
7. Маслов Е.Н. Теория шлифования материалов. - М., 1974.
8. Масловский В.В. Дудко П.Д. Полирование металлов и сплавов. - М.,1974.
9. Попилов Л.Я. Полирование. Справочная книга по отделочным операциям в машиностроении. - Л., 1966.
10. Редько С.Г. Процессы теплообразования при шлифовании металлов. - Саратов. 1962.
11. Хрущев М.М. Бабичев М.А. Абразивное изнашивание. - М., 1970.