На шлифовальных кругах обычно указывается максимальная безопасная рабочая скорость. Не превышайте этот предел скорости. Самое безопасное — даже не устанавливать данный круг на шлифовальную машину со скоростью, превышающей этот предел.
Шлифовальный круг — это режущий инструмент. Это абразивный режущий инструмент.
В шлифовальном круге абразив выполняет ту же функцию, что и зубья в пиле. Но в отличие от пилы, у которой зубья расположены только по краю, у шлифовального круга абразивные зерна распределены по всему кругу. Тысячи этих твердых, жестких зерен движутся по заготовке, отрезая крошечные кусочки материала.
Поставщики абразивов предлагают широкий ассортимент продукции для широкого спектра шлифовальных работ в металлообработке. Выбор неправильного продукта может стоить мастерской времени и денег. В этой статье представлены некоторые основы выбора лучшего шлифовального круга для конкретной работы.
Абразивные материалы — зерно и крупность
Шлифовальные круги и другие абразивные материалы на связке состоят из двух основных компонентов — абразивных зерен, которые собственно и выполняют резку, и связки, которая удерживает зерна вместе и поддерживает их во время резки. Процентное соотношение зерен и связки, а также расстояние между ними в круге определяют структуру круга.
Конкретный абразив, используемый в круге, выбирается исходя из того, как он будет взаимодействовать с обрабатываемым материалом. Идеальный абразив способен оставаться острым с минимальным затуплением. Когда начинается затупление, абразив разрушается, создавая новые точки резания. А если вы хотите купить качественный шлифовальный инструмент в Алматы, переходите на сайт тут.
Каждый тип абразива уникален и имеет свои свойства по твердости, прочности, вязкости разрушения и стойкости к ударам.
Оксид алюминия — самый распространенный абразив, используемый в шлифовальных кругах. Обычно его выбирают для шлифования углеродистой стали, легированной стали, быстрорежущей стали, отожженного ковкого железа, кованого железа, бронзы и подобных металлов. Существует множество различных типов абразивов на основе оксида алюминия, каждый из которых специально изготавливается и смешивается для определенных видов шлифовальных работ. Каждый тип абразива имеет свое собственное обозначение — обычно это комбинация буквы и цифры. Эти обозначения зависят от производителя.
Циркониевый алюмооксид — это еще одно семейство абразивов, каждый из которых состоит из разного процентного содержания оксида алюминия и оксида циркония. В результате такого сочетания получается прочный, долговечный абразив, который хорошо работает при грубом шлифовании, например, при отрезке, широкого спектра сталей и стальных сплавов. Как и в случае с оксидом алюминия, существует несколько различных типов циркониевого глинозема, из которых можно выбирать.
Карбид кремния — это абразив, используемый для шлифования серого чугуна, охлажденного чугуна, латуни, мягкой бронзы и алюминия, а также камня, резины и других цветных материалов.
Керамический оксид алюминия — новейшая разработка в области абразивных материалов. Это зерно высокой чистоты, изготовленное в процессе гелевого спекания. В результате получается абразив, способный разрушаться с контролируемой скоростью на субмикронном уровне, постоянно создавая тысячи новых точек резания. Этот абразив отличается исключительной твердостью и прочностью. В основном он используется для прецизионного шлифования в сложных условиях на сталях и сплавах, которые труднее всего поддаются шлифованию. Абразив обычно смешивается в различных пропорциях с другими абразивами, чтобы оптимизировать его работу для различных областей применения и материалов.
Когда зерно известно, следующий вопрос касается зернистости. Каждый шлифовальный круг имеет номер, обозначающий эту характеристику. Зернистость — это размер отдельных абразивных зерен в круге. Он соответствует количеству отверстий на линейный дюйм в конечном сите, используемом для определения размера зерна. Другими словами, более высокие цифры означают меньшие отверстия в сите, через которые проходят зерна. Более низкие числа (например, 10, 16 или 24) обозначают колесо с крупным зерном. Чем крупнее зерно, тем больше размер снимаемого материала. Крупное зерно используется для быстрого удаления материала, когда чистовая обработка не важна. Более высокие номера (например, 70, 100 и 180) — это круги с мелким зерном. Они подходят для придания тонкой отделки, для небольших зон контакта и для работы с твердыми, хрупкими материалами.
Покупательная связка
Чтобы абразив в круге мог эффективно резать, круг должен содержать соответствующую связку. Связка — это материал, который удерживает абразивные зерна вместе, чтобы они могли эффективно резать. Связка также должна стираться по мере износа абразивных зерен и вытесняться, чтобы новые острые зерна были открыты.
Существует три основных типа связки, используемых в обычных шлифовальных кругах. Каждый тип связки способен придать шлифовальному действию круга определенные характеристики. Выбор типа связки зависит от таких факторов, как рабочая скорость круга, тип шлифовальной операции, требуемая точность и шлифуемый материал.
Большинство шлифовальных кругов изготавливаются на стеклокерамической связке, которая состоит из смеси тщательно отобранных глин. При высоких температурах, создаваемых в печах, где изготавливаются шлифовальные круги, глина и абразивные зерна сплавляются в расплавленное стекло. При охлаждении стекло образует пролет, который прикрепляет каждое зерно к соседнему и поддерживает зерна во время шлифования.
Шлифовальные круги, изготовленные на стеклокерамической связке, очень жесткие, прочные и пористые. Они удаляют материал с высокой скоростью и шлифуют с высокой точностью. На них не воздействуют вода, кислота, масла и перепады температуры.
Стеклокерамические связки очень твердые, но в то же время хрупкие, как стекло. Они разрушаются под давлением шлифования.
Некоторые связки сделаны из органических веществ. Эти связки размягчаются под воздействием тепла при шлифовании. Наиболее распространенным типом органической связки является смоляная связка, которая изготавливается из синтетической смолы. Круги с резиноидной связкой являются хорошим выбором для тех случаев, когда требуется быстрое удаление остатков, а также там, где требуется более качественная обработка. Они предназначены для работы на более высоких скоростях, и их часто используют для кругов в цехах по производству, литейных цехах, цехах заготовок, а также для заточки пил и изготовления резинок.
Другой тип органической связки — резиновая. Круги, изготовленные с использованием резиновой связки, обеспечивают плавное шлифование. Резиновые связки часто используются в кругах, где требуется высокое качество обработки, например, при шлифовании рамок шарикоподшипников и роликоподшипников. Они также часто используются для отрезных кругов, где заусенцы и прижоги должны быть минимальными.
Прочность связки указывается в марке шлифовального круга. О твердой связке говорят, если пролеты между каждым абразивным зерном очень прочные и хорошо удерживают зерна против сил шлифования, стремящихся вырвать их. О круге говорят, что он имеет мягкую связку, если для освобождения зерен требуется лишь небольшое усилие. Именно относительное количество связки в круге определяет его класс или твердость.
Твердые круги используются для увеличения срока службы, для работы на высокомощных станках, а также для работ с небольшими или узкими зонами контакта. Круги с мягкой связью используются для быстрого съема материала, для работ с большой площадью контакта и для твердых материалов, таких как инструментальные стали и твердые сплавы.
Формы кругов
Сам круг может быть разной формы. При мысли о шлифовальном круге обычно представляется прямой круг. Шлифовальная поверхность — часть круга, которая обращена к работе — находится на периферии прямого круга. Распространенной разновидностью прямого круга является утопленный круг, названный так потому, что центр круга утоплен, чтобы он мог поместиться на фланцевом узле шпинделя станка.
На некоторых кругах режущая поверхность находится на боковой стороне круга. Такие круги обычно называют по их характерной форме, как, например, цилиндрические круги, чашечные круги и тарельчатые круги. Иногда склеенные абразивные секции различной формы собираются для формирования непрерывного или прерывистого бокового шлифовального круга. Такие изделия называются сегментами. Круги с режущими поверхностями на боковых сторонах часто используются для шлифования зубьев режущих инструментов и других труднодоступных поверхностей.
Навесные круги — это небольшие шлифовальные круги специальной формы, например, конусы или пробки, которые постоянно закреплены на стальной оправке.
Чтобы выбрать лучший шлифовальный круг для конкретной работы, необходимо учесть ряд факторов. Прежде всего, это материал, который необходимо шлифовать. Это определяет тип абразива, который потребуется в круге. Например, для шлифования сталей и стальных сплавов следует использовать оксид алюминия или циркониевый глинозем. Для шлифования чугуна, цветных металлов и неметаллических материалов выбирайте абразив из карбида кремния.
Для твердых, хрупких материалов обычно требуется круг с мелкой зернистостью и более мягким сортом. Твердые материалы сопротивляются проникновению абразивных зерен и вызывают их быстрое затупление. Поэтому сочетание более мелкой зернистости и более мягкой марки позволяет абразивным зернам разрушаться по мере затупления, обнажая свежие острые точки резания. С другой стороны, круги с крупным зерном и твердым сортом следует выбирать для мягких, вязких и легко проникающих материалов.
Также следует учитывать количество снимаемого материала. Более грубая зернистость обеспечивает быстрое удаление материала, так как она способна проникать в него сильнее и делать более тяжелые разрезы. Однако, если обрабатываемый материал труднопроницаем, круг с более мелкой зернистостью будет резать быстрее, поскольку для выполнения работы требуется больше точек резания.
Круги со стеклокерамической связкой обеспечивают быструю резку. Если необходимо удалить меньший объем заготовки или если требования к чистоте обработки выше, следует выбирать диски со смоляной, резиновой или шеллачной связкой.
Еще одним фактором, влияющим на выбор связки круга, является скорость вращения круга при работе. Обычно стеклокерамические круги используются при скорости менее 6 500 футов поверхности в минуту. При более высоких скоростях стеклокерамическая связка может разрушиться. Колеса с органической связкой обычно выбирают в диапазоне от 6 500 до 9 500 футов поверхности в минуту. Для работы на более высоких скоростях обычно требуются специально разработанные круги для высокоскоростного шлифования.
В любом случае, не превышайте безопасную рабочую скорость, указанную на круге или его паспорте. Она может быть указана в об/мин или фут/мин.
Следующий фактор, который необходимо учитывать, — это площадь шлифовального контакта между кругом и заготовкой. Для широкой зоны контакта используйте круг с более грубой зернистостью и более мягкой маркой. Это обеспечит свободное, холодное резание при более высокой нагрузке, обусловленной размером шлифуемой поверхности. Для небольших участков шлифования требуются круги с более мелкой зернистостью и более твердой маркой, чтобы выдержать большее давление узла.
Далее следует рассмотреть тяжесть шлифования. Это определяется как давление, под которым шлифовальный круг и заготовка сближаются и удерживаются вместе. Некоторые абразивные материалы разработаны таким образом, чтобы выдерживать тяжелые условия шлифования при шлифовании стали и стальных сплавов.
Необходимо также учитывать мощность шлифовального станка. В целом, на станках с большей мощностью следует использовать более твердые круги. Если мощность меньше диаметра круга, следует использовать более мягкий круг. Если мощность больше, чем диаметр круга, выбирайте более твердый круг.
Уход и подача
Шлифовальные круги должны обрабатываться, устанавливаться и использоваться с должной осторожностью и защитой.
Их всегда следует хранить так, чтобы они были защищены от ударов и ударов. Помещение для хранения не должно подвергаться экстремальным колебаниям температуры и влажности, поскольку это может привести к повреждению связей в некоторых кругах.
Сразу же после распаковки все новые колеса следует внимательно осмотреть, чтобы убедиться, что они не были повреждены при транспортировке. Все бывшие в употреблении колеса, возвращаемые на склад, также должны быть осмотрены.
С колесами следует обращаться осторожно, избегая падений и ударов, так как это может привести к повреждениям или трещинам. Колеса следует нести к месту работы, а не катить. Если колесо слишком тяжелое, чтобы безопасно переносить его вручную, используйте ручную тележку, повозку или вилочный погрузчик с амортизацией, чтобы избежать повреждений.
Перед установкой стеклокерамического круга проведите его кольцевую проверку, как описано в Кодексе безопасности по использованию, уходу и защите шлифовальных кругов B7.1 Американского национального института стандартов. Кольцевой тест предназначен для обнаружения трещин на круге. Никогда не используйте круг с трещинами.
Разумная мера предосторожности — убедиться, что обороты шпинделя используемого вами станка не превышают максимальную безопасную скорость шлифовального круга.
Всегда используйте круг с размером центрального отверстия, который плотно, но свободно сидит на шпинделе без усилия. Никогда не пытайтесь изменить центральное отверстие. Используйте подобранную пару чистых, утопленных фланцев диаметром не менее трети диаметра круга. Опорные поверхности фланцев должны быть плоскими и не иметь заусенцев или скоплений грязи.
Затяните гайку шпинделя только настолько, чтобы надежно зафиксировать колесо без чрезмерного затягивания. При установке направленного колеса обратите внимание на стрелку, нанесенную на само колесо, и убедитесь, что она направлена в сторону вращения шпинделя.
Перед началом работы всегда проверяйте, чтобы все защитные кожухи колеса и станка были на месте, а все крышки плотно закрыты. После того как круг надежно установлен и защитные кожухи на месте, включите станок, отойдите в сторону и дайте ему поработать не менее одной минуты на рабочей скорости, прежде чем приступать к шлифованию.
Шлифуйте только лицевую сторону прямого круга. Шлифуйте только боковую поверхность цилиндра, чашки или сегментного круга. Контакт при шлифовании должен быть мягким, без ударов и выступов. Никогда не форсируйте шлифование так, чтобы двигатель заметно замедлился или работа нагрелась. Амперметр машины может быть хорошим индикатором правильной работы.
Если во время работы сломалось колесо, внимательно осмотрите машину, чтобы убедиться, что защитные кожухи и ограждения не повреждены. Также проверьте фланцы, шпиндель и крепежные гайки, чтобы убедиться, что они не погнуты, не подпружинены и не повреждены иным образом.
Анализ системы
Шлифовальный круг является одним из компонентов инженерной системы, состоящей из круга, станка, рабочего материала и эксплуатационных факторов. Каждый фактор влияет на все остальные. Соответственно, цех, который хочет оптимизировать производительность шлифования, выберет шлифовальный круг, наиболее подходящий для всех остальных компонентов процесса.
Что такое суперабразивы?
Суперабразивы составляют особую категорию абразивов на связке, предназначенных для шлифования самых твердых и сложных рабочих материалов.
Поскольку карбиды, быстрорежущие стали, PCD, PCBN, керамика и некоторые другие материалы, используемые для изготовления режущих инструментов, могут быть почти такими же твердыми, как обычные абразивы, работа по их заточке ложится на специальный класс абразивов — алмаз и CBN, суперабразивы.
Эти материалы обеспечивают чрезвычайную твердость, но они дороже обычных абразивов (карбида кремния и оксида алюминия). Поэтому суперабразивные шлифовальные круги имеют иную конструкцию, чем обычные абразивные круги. Если обычный абразивный продукт состоит из абразива по всей длине, то суперабразивные круги имеют абразив на режущей кромке круга, который соединен с основным материалом, формирующим форму круга и способствующим шлифованию.
Суперабразивные круги поставляются в том же стандартном диапазоне зернистости, что и обычные круги (обычно от 46 до 2 000 зерен). Как и другие типы кругов, они могут быть изготовлены в диапазоне марок и концентраций (количество алмаза в связке) в соответствии с операцией.
Существует четыре типа связки, используемой в суперабразивных кругах. Круги на резинойдной связке отличаются исключительно быстрым и холодным резанием. Они хорошо подходят для заточки многозубых фрез и разверток, а также для всех операций точного шлифования. Смола — это «рабочая лошадка», наиболее часто используемая и наиболее щадящая связка. Круги на стеклокерамической связке сочетают в себе быстрое резание и износостойкость. Они часто используются в крупносерийном производстве. Круги на металлической связке используются для шлифования и резки неметаллических материалов, таких как камень, армированные пластмассы и полупроводниковые материалы, которые не могут быть обработаны другими режущими инструментами. Круги с однослойным покрытием используются, когда операция требует как быстрого удаления остатков, так и создания сложной формы.