Особливості процесу шліфування металу

Шліфування - технологічний метод обробки за допомогою абразивних інструментів, ріжучими елементами яких є-ються тверді зерна абразивних матеріалів.

Шліфування є процесом масового швидкісного різання з утворенням дуже дрібних стру-жек.

Шліфування найчастіше виконується на остаточній стадії обробки (на чистових і обробних операціях), що виконується після лезових операцій різання (точіння, фрезерування, строга-ня та ін.), Тому що дозволяє забезпечувати 6 ... 7 квалітети точності раз-мерів при малій шорсткості поверхонь (R а = 0,08. 0,32 мкм).

Особливості процесу шліфування:

- зрізання абразивним зерном невеликого шару металу, у вигляді обмеженої довжини і малого поперечного перерізу;

- в процесі різання бере участь одночасно велику кількість зерен;

- пови-шенное тертя і нагрів деталі, тому що зерна на поверхні інструменту орієнтовані по раз-ному (хаотично), тому частина з них не ріжуть, а пружно деформують оброблювану поверхню;

- необхідно безперервне рясне охолодження (МОР) зони різання.

Інструментом при шліфуванні можуть бути: абразивні круги, головки, бруски, сегменти, листи. стрічки, пасти і вільні зерна. Найбільше застосування з них мають шліфувальні круги.

2. Характеристика та маркування абразивного інструменту

Абразивний інструмент являє собою масу абразивних зерен, зв'язаних між собою сполучною речовиною (зв'язкою).

Абразивний інструмент характеризується наступними параметрами: формою і розмірами, матеріалом і розмірами зерен, зв'язкою, твердістю і структурою.

Абразивний інструмент виготовляється відповідно до стандартів і технічних умов.

1) Абразивні матеріали

Абразивні матеріали можуть бути природного походження (природні) і штучні.

Природні абразивні матеріали (корунд, наждак, кварцовий пісок, гранат, кремінь, алмаз і ін.) Мають обмежене застосований-ня через нестабільність їх фізико-механічних характеристик.

У машинобудуванні в основному використовують штучні абразивні матеріали, такі як:

електрокорунди, карбіди кремнію і бору,

синтетичні алмази і ельбор.

Електрокорунд - штучний корунд на основі оксиду алю-Мінія (Аl2 О3), випускається у вигляді декількох різновидів (маркується двома цифрами і буквою «А»):

- нормальний: марок 13А, 14А, 15А, 16А;

- білий: 22А, 23А, 24А, 25А;

- хромовий: 32А, 33А, 34А;

- хромотітаністий: 91А, 92А. 93А, 94А;

- монокорунд: 43А, 44А, 45А;

Карбід кремнію (карборунд) складається з SiC і має дві

- чорний: 52С, 53С, 54С, 55С;

- зелений: 62С, 63С, 64С.

Карбід бору (містить до 94% В4 С) - марки КБ.

Синтетичні алмази випускаються у вигляді:

- шлифпорошков: АСО, АСР, АРВ, АРК, АРС;

- мікропорошків: АСМ, АСН.

Ельбор (кубічний нітрид бору): ЛО, ЛП, ЛКВ, ЛВМ, ЛПМ.

2) Зернистість абразивних матеріалів

Зернистість характеризує розміри зерен в поперечнику. Залежно від розміру розрізняють 4 групи зерен:

- шліфпорошкі (від 3 до 12) - розміри від 40 до 125 мкм;

- мікропорошки (від Ml 4 до М63) - розміри від 14 до 63 мкм;

- тонкі мікропорошки (від М5 до M10) - від 3 до 10 мкм.

Зернистість алмазних і ельборних порошків позначається дробом: в чисельнику - найбільший розмір, в знаменнику - найменший розмір зерен даної фракції, в мікрометрів (наприклад: 200/160).

3) Зв'язка абразивних інструментів

Зв'язка - речовину, що застосовується для закріплення в абра-зівной інструменті і надання необхідної форми і розмірів інструменту. Зв'язка визначає міцність і твердість інструмента, впливає на геометрію рельєфу робочої поверх-ності інструменту, знос інструменту, продуктивність і якост-ство обробки.

Зв'язки бувають: неорганічні, органічні та металеві.

Неорганічними зв'язками є:

- керамічна: марки К0. К8;

- бакелитовая: марки Б, Б1. Б4, БО, БП2;

- вулканітова: В, В1, В2, ВЗ, В5, СКН;

4) Твердість абразивних інструментів

Твердість характеризує міцність закріплення абразивних зерен в інструменті за допомогою зв'язки, тому вона визначається кількістю і властивостями зв'язки, введеної в інструмент.

Твердість абразивних інструментів поділяють на 18 номерів (з 0 по 17), умовно розділених на 8 груп:

- вельми м'яка (ВМ1, ВМ2);

- м'яка (М1, М2, МЗ);

- среднемягкая (СМ1, см2,);

- среднетвердая (СТ1, СТ2, СТЗ);

- вельми тверда (ВТ1, ВТ2);

- надзвичайно тверда (ЧТ1, ЧТ2).

5) Структура абразивного інструменту

Структура абразивного інструменту характеризується співвідношенням обсягів абразивних зерен, зв'язки, пор і наповнювача. Структура позначається номерами (з 1 по 20).

Розрізняють 4 групи структур:

- закриті (з №1 по №4);

- середні (з №5 по №8);

- відкриті (з №9 по №12);

- пористі (з №13 по №20).

Для кожної операції шліфуванні необхідно використовувати абразивний інструмент певної структури.

6) Класи точності і неврівноваженості шліфувальних кругів

Залежно від вимог, що пред'являються до параметрів точності ШЛИФКРУГИ, встановлено 3 класу точності: АА. А та Б.

Неврівноваженість кіл, що викликається розподіл не-уравнове-шенних мас і яка веде до шкідливих вібрацій, погіршення якості поверхні і т.д. розділяється стандартом на 4 класи: 1, 2, 3 і 4.

7) Форма і розміри абразивного інструменту

Абразивні інструменти випускають різної форми у вигляді:

дисків, тарілок, чашок, головок, кілець, сегментів, брусків і ін.

Форма абразивного інструменту вказується в маркуванні за допомогою умовних позначень, наприклад:

ПП - коло плоский прямого профілю; ПВ - плоский з виточенням;

ПВД - з двосторонньою виточкою; ПВК - з конічною виточенням;

ПВДК - коло з двостороннім конічною виточенням;

2П. ЗП. 4П - коло з конічним профілем; К - кільця; Д - диски;

ЧЦ. ЧК - чашки (циліндричні і конічні); Т - тарілки;

ГЦ. ГК. ГШ - головки (циліндричні, конічні і кульові);

СП. 1С. 9С - сегменти різного профілю;

БКВ. БП. БТ. Бкр. БПкр - бруски різного профілю.

Для алмазних і ельборних кіл до позначення профілю кола додають літери А чи Л.

Розміри основних параметрів шліфувальних кругів вказані в їх маркуванні, як: D xH x d,

де D- зовнішній діаметр,

d- діаметр посадкового отвору.

Для алмазних і ельборних кіл ще вказується товщина алмазо- або ельборонесущего шару, наприклад: D xH x d x S,

Для кіл складної форми можуть бути вказані і інші важливі параметри

- поропластовая - спінений полівінілформаль (ПФ);

- з порошків мідних сплавів: М1, М1П;

- на основі алюмінієво -цінкових сплавів: М5, МО13, МВ1;

- гальванічні на нікелевої основі: МН і ін.

Металеві зв'язки використовують для виготовлення алмазних і ельбор- них шліфувальних і заточувальних кіл.

Найбільш поширені керамічні та бакелітові зв'язки.