2.4. Твердость абразивных кругов

Под твердостью круга понимается сопротивляемость связки вырыванию

зерен с поверхности круга под действием внешних сил. Степень твердости круга практически не зависит от твердости абразивного зерна. Чем легче абразивное зерно выкрашивается из инструмента, тем он мягче, и наоборот. Согласно ГОСТ 18118-82 шлифкруги на керамической и бакелитовой связках делятся по твердости на несколько групп: весьма мягкие ВМ1, ВМ2 (номера 0 и 1); мягкие - М1,М2,М3 (номера 2, 3 и 4); среднемягкие -СМ1, СМ2 (номера 5 и 6);средние - С1,С2 (номера 7 и 8); среднетвердые -СТ1,СТ2,СТ3 (номера 9, 10 и 11); твердые - Т1,Т2 (номера 12 и 13); весьма твердые - ВТ (номера 14 и 15); чрезвычайно твердые - ЧТ1 и ЧТ2 (номера 16 и 17).Обозначения твердости даны по степени возрастания.

В соответствии с ГОСТ 21323-82 для абразивного инструмента на вулканитовой связке устанавливаются следующие степени твердости: среднемягкий - СМ; средний - С; среднетвердый - СТ; твердый - Т.

Показателем твердости абразивного инструмента на керамической и бакелитовой связках является глубина лунки на поверхности круга (при использовании пескоструйного метода измерения твердости по ГОСТ 18118-82). Твердость кругов на вулканитовой связке определяется методом (ГОСТ 21323-82) на приборе типа ТКВ (модернизированный прибор Роквелла).

Большое значение имеет правильный выбор шлифовальных кругов по

твердости. Круг может возобновлять в некоторой степени свою режущую способность. При шлифовании кругом, правильно выбранным по твердости, зерна по мере затупления и увеличения на них нагрузки выкрашиваются или расщепляются и в работу вступают новые режущие грани. Режущие свойства слишком твердого круга не восстанавливаются, и наступает состояние засаливания рабочей поверхности, в результате чего шлифование прекращается, а вследствие интенсивного трения круга о деталь на ней могут появиться прижоги и трещины. Появляется необходимость в правке круга. При шлифовании слишком мягким кругом зерна, не успев затупиться, выкрашиваются, резко повышая износ круга и понижая производительность. При выборе твердости шлифкруга для конкретной операции необходимо руководствоваться следующими соображениями:

1. Чем тверже обрабатываемый материал, тем мягче должен быть

шлифкруг.

2. Для обработки мягких материалов используют твердые шлифкру-

ги. Однако такие металлы, как медь, латунь и другие, обладающие высокой

вязкостью, шлифуются мягкими шлифкругами, имеющими большую пористость.

3. Для точных операций шлифования применяют более мягкие шлифкру-

ги.

4. При увеличении площади контакта шлифкруга с обрабатываемой по-

верхностью нужно выбирать мягкий шлифкруг.

5. Чем мягче шлифкруг, тем выше его производительность. Кроме то-

го, у более мягкого шлифкруга в процессе шлифования возникает меньшая

сила резания. Поэтому лучше использовать мягкий шлифкруг.

6. С повышением твердости и уменьшением размера зерен шлифкруга

высота микронеровностей обработанной поверхности снижается.

7. Твердые шлифкруги целесообразно использовать на черновых опе-

рациях, при шлифовании неровных и узких поверхностей, снятии заусенцев.

8. Для работы на автоматических станках ( с автоматической прав-

кой шлифкруга) предназначены шлифкруги, твердость которых на одну-две

ступени ниже, чем на обычных станках.

9. Твердость шлифкругов из монокорунда и шлифкругов из электроко-

рунда хромистого, применяемых вместо шлифкругов из электрокорунда бело-

го, должна быть на 1-2 ступени выше.

10. Для заточки и доводки твердосплавных пластин используют

шлифкруги из карбида кремния на керамической связке твердостью М3-СМ2

и на бакелитовой связке твердостью СМ2-С2.

11. При скоростном шлифовании необходимы шлифкруги, твердость

которых на одну ступень ниже, чем при обычном шлифовании.

12. С повышением твердости шлифкруга кромкостойкость его увеличи-

вается.

2.5. Структура абразивных кругов

Структура шлифовального круга отражает количественное соотношение

объемов абразивных зерен, связки и пор. Система структур выражается равенством  V_з + V_с + V_п = 100 %,

где V_з, V_с, V_п  - объем абразивных зерен, связки и пор.

Основной системой структур является объемное содержание абразивного зерна в инструменте V_з (табл.1.3).С повышением номера структуры на единицу объем абразивных зерен уменьшается на 2 %. Структуры 1-4 называют закрытыми или плотными, 5-8 - средними, 9-12 - открытыми.

Таблица 1.3

Номер структуры и объемное содержание зерен в шлифовальном круге

Номер структуры	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Объемное содержание зерна,%	60	58	56	54	52	50	48	45	44	42	40	38

При увеличении твердости круга на одну ступень объем связки увеличивается на 1,5 % и соответственно уменьшается объем пор. При увеличении на единицу номера структуры уменьшается на 2 % объем абразивного зерна в круге и увеличивается соответственно объем пор. Содержание в абразивном инструменте объема зерна, связки и пор, в процентах от объема круга, следующее

V_зер  = 62 - 2n; V_св=-11.5+1.5N+2n; V_пор= 49.5-1.5N,

где N и n- соответственно номера твердости и структуры.

Для обеспечения работоспособности круга количество связки в нем должно быть не меньше 0,5%,а поэтому V_св =-11,5+1,5N+2n>=0,5%. Расчетобъемного количества зерна и связки, необходимого для изготовления абразивного инструмента на керамической связке, проводится перемножением объема круга на процентное содержание данного компонента, выраженного в сотых долях. Количество зерна и связки потребное для изготовления абразивного инструмента, в весовых единицах определяется перемножением объемного количества на соответствующую плотность.

Плотность карбида кремния 3200, электрокорунда нормального 3900, электрокорунда белого, хромистого, титанистого 3950, циркониевого 4100, монокорунда 3970, керамических связок 2300-2600 кг/м ³.