Гибкий.ру Абразивные материалы на гибкой основе
Абразивные материалы на гибкой основе представляют собой абразивы, нанесенные на основу из таких материалов, как бумага, ткань, резина, смола, полиэфирная пленка или даже металл, многие из которых являются гибкими. Наждачная бумага является типичным абразивным материалом на гибкой основе.
В качестве абразивов используют, как правило, те же минералы, которые используются для абразивного инструмента. Связующее (обычно какой-то клей или смола) применяется для поддержки, чтобы обеспечить плоскую поверхность, к которой присоединяются абразивные зерна.
Абразивные материалы на гибкой основе могут выпускаться в виде дисков для использования в ротационных и орбитальных шлифовальных машинах, в виде полосок для обертывания вокруг шлифовального блока, в виде замкнутых лент для использования в шлифовальных станках, а так же в виде алмазных пластин.
Что такое абразивный инструмент
Под абразивным инструментом принято понимать всё разнообразие инструмента, предназначенного для механической обработки различных поверхностей.
Самыми известными разновидностями этого инструмента являются алмазные и шлифовальные круги, шкурки и бруски. Сюда же можно отнести и другие изделия, выполненные из различных связующих и абразивных материалов — например, пемзу, корунд, наждак и др.
При более тщательном изучении этих устройств для заточки можно обнаружить у него такое полезное свойство, как самозатачиваемость. К примеру, любой абразивный материал, который используется для изготовления абразивных устройств, содержит сразу несколько слоев острых зёрен.
Иногда наблюдаются нарушения этого процесса, когда изделие самозатачивается не полностью. В этом случае стоит задуматься о том, чтобы произвести правку устройства, для чего нужно просто удалить верхний слой абразива. После этого инструмент приобретает надлежащую форму для эффективного выполнения своей задачи.
Абразивные минералы
Абразивы могут быть классифицированы как природные или синтетические. При обсуждении абразивных материалов, натуральные материалы традиционно считаются лучшими, но достижения в области технологии материалов привели к тому, что эти различия стали менее заметны.
Многие синтетические абразивные материалы эффективно заменяют натуральные минералы, отличаясь лишь тем, что синтетические минералы изготовлены искусственно, а не найдены в природном месторождении. К тому же примеси в природных минералах могут сделать их менее эффективными.
Некоторые натуральные абразивные минералы:
- Кальцит (карбонат кальция)
- Корунд
- Алмазная пыль (широко используются синтетические алмазы)
- Пемза
- Песок
Некоторые абразивные минералы (такие, как оксид алюминия, оксид циркония ) возникают естественным путем, но достаточно редки, либо их разработка более трудоемка /дорогостояща чем получение синтетических аналогов.
Вот некоторые искусственные абразивные материалы:
- Боразона (кубический нитрид бора или CBN)
- Керамика
- Керамический оксид алюминия
- Керамический оксид железа
- Корунд (глинозем или оксид алюминия )
- Сухой лед
- Стекло (порошок)
- Абразивная сталь
- Карбид кремния (карборунд)
- Цирконий (оксид алюминия)
Алмазные гибкие шлифовальные круги: виды, назначение и достоинства
Алмазные гибкие шлифовальные круги (АГШК) представляют собой расходный материал, который устанавливается на угловую шлифовальную машинку (УШМ) или в простонародье “болгарку” и используется для шлифования и полировки преимущественно изделий из различных пород натурального камня.
Брусок для заточки ножей и шлифования
Большой популярностью в качестве абразивного инструмента пользуются и бруски для заточки ножей и шлифования. Основное их назначение — заточка изделий, осуществляемая вручную. Тем, кто собирается использовать этот инструмент впервые, хочется дать совет — выбирайте максимально длинную модель, а вот на ширину внимание можно не обращать.
Производители выпускают бруски для заточки разных типов. Наиболее распространены бруски натуральные. В последнее время у них появилась альтернатива — синтетические бруски.
Виброгалтовка и абразивы для неё
Виброгалтовкой принято называть влажную обработку изделий с применением рассматриваемого инструмента, для выполнения которой используется специальное оборудование, которое в своем составе должно иметь подвод и устройство стока воды.
Важной характеристикой, которой должны обладать машины, предназначенные для проведения виброгалтовки, является наличие у них техпроцесса. Для выполнения виброгалтовки традиционно используются абразивы многоразового назначения. Как показывает практика, одного материала достаточно на несколько месяцев активной эксплуатации.
Виды абразивных инструментов
Абразивные инструменты на жесткой основе характеризуются формой и размерами, шлифовальным материалом, его зернистостью, связкой, твердостью, точностью, неуравновешенностью, а алмазные и эльборовые инструменты также и концентрацией зерен в рабочем слое.
Форма и размеры. Геометрические параметры абразивных инструментов задаются станком, на котором предполагается их использование, а также формой, размерами обрабатываемых поверхностей и характером движений инструментов. Давайте сейчас разберем, какие же существуют виды абразивных инструментов.
Шлифовальные круги (рис. 1, а) применяются в том случае, когда основное движение вращательное. Поэтому они представляют собой различные по форме тела вращения. Кратко рассмотрим области применения кругов основных форм исполнения.
Плоские круги прямого профиля ПП применяют для круглого наружного, внутреннего и бесцентрового шлифования, для плоского шлифования периферией круга и для заточки инструментов. Плоские круги с двухсторонним коническим профилем 2П применяют для вышлифовывания зубьев шестерен и шлифования резьбы. Плоские круги с выточкой ПВ и с двухсторонней выточкой ПВД позволяют помещать в выточках зажимные фланцы, а благодаря этому, совмещать круглое шлифование с подрезкой торца. Эти круги применяют также в качестве ведущих кругов при бесцентровом шлифовании.
Цилиндрические и конические круги-чашки ЧЦ и ЧК применяют для заточки инструментов и для плоского шлифования торцом.
Тарельчатые круги Т применяют для заточки и доводки передних граней фрез, обработки зубьев долбяков и других инструментов.
Алмазные круги (рис. 1, 6) бывают плоского прямого профиля, чашечные, тарельчатые, дисковые и другие и применяются для заточки и доводки твердосплавных инструментов, а также для шлифования труднообрабатываемых и резки неметаллических материалов.
Эльборовые круги имеют формы, подобные алмазным кругам. Их применяют для шлифования закаленных сталей ( 60 HRCЭ), чистовой заточки инструментов из быстрорежущих сталей, при чистовом шлифовании резьб, а также для обработки жаропрочных и коррозионно-стойких сталей.
Размеры шлифовальных кругов следует брать возможно большими, так как в этом случае улучшаются условия шлифования и снижается стоимость обработки. При этом верхний предел размеров круга ограничивается конструкцией и размерами станка, а иногда размерами и формой обрабатываемой заготовки. Так, например, при шлифовании отверстий диаметр круга должен быть не более 0,7…0,9 диаметра обрабатываемого отверстия.
Шлифовальные головки (рис. 1, в) -это шлифовальные круги небольшого диаметра (3…40 мм). Такие круги приклеивают к стальным хвостовикам и применяют для внутреннего шлифования и для ручной зачистки заготовок с помощью шлифовальных машин.
Шлифовальные бруски (рис. 1, г) используют в инструментах, совершающих возвратно-поступательное движение: при слесарных работах, а также при хонинговании или суперфинишировании. В последних случаях бруски закрепляют в специальных стальных головках.
Шлифовальные сегменты (рис. 1, д) применяют для плоского шлифования. В этом случае шлифовальный круг состоит из нескольких сегментов, закрепленных в головке или патроне.
Шлифовальные шкурки — это абразивные инструменты на гибкой (бумага, ткань, металлическая лента) или комбинированной основе (бумага и ткань) с наклеенным на нее слоем шлифовального материала, закрепленного связкой. Шкурки выпускают в виде листов, лент и применяют для ручной и машинной зачистки и отделки деталей.
Шлифовальные материалы — это абразивные материалы , подвергнутые сортировке, дроблению, измельчению и очистке от посторонних веществ. Они выбираются в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого материала и условий шлифования. Так, например, круги из электрокорунда белого применяют в основном при чистовой и отделочной обработке закаленных сталей, а также углеродистых, быстрорежущих, легированных и коррозионно-стойких сталей.
Круги из электрокорунда нормального широко применяют на обдирочных и чистовых операциях обработки материалов, имеющих высокий предел прочности на растяжение.
Абразивные инструменты из карбида кремния применяют в основном для обработки твердых и хрупких материалов, например, чугунов, бронз и т.д. Крупнозернистые круги из карбида кремния используют для обработки неметаллических материалов и правки шлифовальных кругов.
Круги из монокорунда используют чаще всего для получистовой и чистовой обработки средне- и высоколегированных сталей, подвергнутых хромированию, азотированию и закалке.
Круги из хромотитанистых электрокорундов используют на операциях, где имеется опасность появления прижогов или требуется высокая стойкость инструментов, особенно по сохранению профиля рабочей поверхности.
Рис. 1. Некоторые типы абразивных инструментов:
а — абразивные круги; б — алмазные и эльборовые круги; в — шлифовальные головки;
г — шлифовальные бруски; д — шлифовальные сегменты
Для заточки и вышлифовки канавок инструментов из закаленных инструментальных сталей используют эльбор, а из твердых сплавов — синтетический алмаз.
Зернистость шлифовальных материалов. Совокупность абразивных зерен шлифовального материала в установленном интервале размеров называют фракцией, а преобладающую по массе, объему и числу зерен фракцию называют основной фракцией.
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).
Алмазные материалы делят на шлифпорошки и микропорошки. Размер шлифпорошков находится в пределах от 630 до 40 мкм (по размерам ячеек верхнего и нижнего сита), а размер микропорошков — от 60 до 1 мкм и менее (контролируется на микроскопе). Зернистость алмазных порошков обозначается дробью, в которой числитель соответствует наибольшему размеру зерен основной фракции, а знаменатель — наименьшему размеру, например: 400/250, 250/160 и т.д.; алмазных микропорошков — 60/40, 40/28 и т.д.; эльборовых порошков — ЛЗ15/250 (Л25), Л250/200(Л20) и т.д.
Зернистость абразивного круга зависит от вида шлифования, требуемой шероховатости и точности обработки, материала заготовки и снимаемого припуска. Чаще всего применяют абразивные круги средней зернистости 40…16, которые обеспечивают высокую производительность при требуемой шероховатости и точности обработки.
Номер зернистости круга увеличивают: для уменьшения опасности «засаливания» круга и появления прижогов на заготовке; при увеличении припуска на обработку; для увеличения производительности процесса шлифования; при увеличении скорости шлифовального круга; при переходе от кругов с керамической связкой на круги с бакелитовой или вулканитовой связками; при увеличении вязкости и уменьшении твердости материала заготовки; при уменьшении номера структуры круга.
При использовании алмазных кругов рекомендуется брать: для предварительного шлифования круги зернистостью — 200/160…100/80 (марок АС4, АС6), для чистового шлифования — зернистостью 80/63…50/40 (марок АС2, АС4), для доводочного шлифования — зернистостью 40/28 и мельче.
В случае, когда предварительное и окончательное шлифование производятся одним кругом, следует применять круги зернистостью 100/80…63/50 (марок АС4, АС6).
Связка абразивных инструментов служит для сцепления зерен шлифовальных материалов и удержания их от преждевременного выкрашивания в процессе шлифования. Она оказывает большое влияние на работоспособность абразивных кругов. От количества, вида, качества и равномерности распределения связки в абразивном круге зависят твердость, прочность, структура, неуравновешенность круга и допускаемая скорость шлифования.
В процессе резания затупившиеся зерна выкрашиваются или раскалываются, обнажая новые острые кромки, т.е. инструмент самозатачивается, автоматически поддерживая свои режущие свойства. При неправильно выбранной связке происходит ненормальный износ абразивных инструментов, характеризуемый либо «засаливанием», когда инструменты теряют свои режущие свойства вследствие засорения пор размельченной связкой и стружкой, либо осыпанием вполне работоспособных зерен. В первом случае на обрабатываемой поверхности наблюдаются прижоги, а во втором случае — повышенный износ кругов.
Для изготовления абразивных кругов применяют неорганические (керамические, силикатные) и органические (бакелитовые, вулканитовые) связки. Из них наиболее распространены керамическая, бакелитовая и вулканитовая связки.
Керамическая связка (КО, К1, К3 и др.) состоит из огнеупорной глины, полевого шпата, кварца и других материалов. Круги на керамической связке обладают высокой прочностью и кромкостойкостью, допускают применение СОЖ. Однако они хрупки и малоупруги, и поэтому тонкие круги на керамической связке не могут воспринимать боковые нагрузки.
Круги на керамической связке изготавливают с использованием электрокорундов и карбида кремния и применяют для всех видов шлифования, за исключением отрезки и прорезания узких пазов.
Бакелитовая связка (Б, Б1, Б2 и др.) представляет собой бакелитовую смолу (пульвербакелит) в виде порошка и бакелитового лака. Абразивные круги с такой связкой обладают высокими прочностью и упругостью, что позволяет изготавливать их малой толщины. Недостатком бакелитовой связки является ее низкая теплоемкость, вследствие чего связка при температуре 250…300°С выгорает, а зерна абразива выкрашиваются. Обычно круги на бакелитовой связке применяют при шлифовании всухую, так как при работе с СОЖ прочность и твердость таких кругов резко снижается. Круги на бакелитовой связке с добавлением наполнителя — криолита обладают повышенной стойкостью.
Вулканитовая связка (В, В1, В2 и др.) в основе имеет синтетический каучук, смешанный с небольшим количеством серы. По сравнению с кругами на бакелитовой связке, круги на вулканитовой связке более упруги, но менее теплостойки. Поэтому такая эластичная связка позволяет создавать тонкие, до десятых долей миллиметра, отрезные круги диаметром 150…200 мм.
Алмазные и эльборовые круги изготавливают на бакелитовой, металлической и реже на керамической связках. Из них наиболее часто применяется металлическая связка.
Металлическая связка изготавливается из сплавов на основе меди, олова, железа, алюминия и других металлов. Она отличается высокой прочностью и износостойкостью. Круги на этой связке длительно сохраняют рабочий профиль и применяются в основном при съеме небольших припусков.
Структура абразивного инструмента характеризует строение абразивного инструмента в зависимости от количественного соотношения между зернами, связкой и порами в единице объема и обозначается номерами от 0 до 12. С увеличением номера структуры число зерен уменьшается, а объем связки — увеличивается. Абразивные инструменты структуры 0-3 имеют очень плотное расположение зерен и используются для профильного шлифования.
Абразивные инструменты структуры 5-8 имеют среднее соотношение объемов зерен, связки и пор и применяются для всех видов работ. В частности, структуры 5-6 применяются для наружного и бесцентрового шлифования; структуры 7-8 — для плоского и внутреннего шлифования; структуры 8-9 — для отрезки.
Абразивные инструменты с открытой структурой (9-12) имеют наименьшее объемное содержание зерен и большие размеры пор. Работа такими инструментами улучшает отвод стружки и охлаждение зоны шлифования, а также уменьшает вероятность появления «засаливания» круга. Это позволяет работать на повышенных режимах и предотвращать появление дефектов на обработанной поверхности.
Концентрация зерен в абразивном слое является условной характеристикой режущей способности алмазных и эльборовых кругов. За 100%-ную концентрацию принимают содержание 0,878 г (4,4 карата) зерен алмаза или эльбора в 1 см3 абразивного слоя, что составляет 25% его объема. С увеличением концентрации повышается режущая способность и стойкость кругов. Для окончательного шлифования и доводки рекомендуются круги 100%-ной и 150%-ной концентраций, а для профильного шлифования — круги 150%-ной и 200%-ной концентраций.
Предварительное шлифование и заточку твердосплавных инструментов выполняют кругами на металлической связке со 100%-ной или 150%-ной концентрацией; резьбошлифование твердосплавных инструментов, мелкомодульных фрез — кругами со 150%-ной концентрацией алмазов.
Твердость абразивных инструментов — это способность связки удерживать зерно в инструменте при воздействии на него внешних сил. Чем меньше твердость инструмента, тем легче и быстрее из него удаляются затупившиеся зерна, и наоборот.
Установлена следующая шкала степеней твердости абразивных инструментов: М1…МЗ — мягкие; СМ1 и СМ2 — среднемягкие; С1 и С2 — средние; СТ1…СТ3 — среднетвердые; Т1 и Т2 — твердые; ВТ1 и ВТ2 — весьма твердые; ЧТ1 и ЧТ2 — чрезвычайно твердые. Здесь цифры 1, 2 и 3 характеризуют твердость абразивного инструмента в порядке ее возрастания.
Твердость абразивных инструментов определяют двумя основными методами: пескоструйным (по глубине лунки на инструменте, образованной под действием определенного объема кварцевого песка, выбрасываемого воздухом, подаваемым под давлением 15 МПа); вдавливанием стального шарика на твердомере Роквелла.
В большинстве случаев шлифования применяют абразивные круги средней степени твердости, обеспечивающие высокую производительность и большую стойкость. При бесцентровом, внутреннем и плоском шлифовании применяют более мягкие круги, чем при круглом наружном шлифовании, а при профильном шлифовании, резьбошлифовании, шлифовании прерывистых поверхностей и заготовок малых диаметров используют более твердые круги. Шлифование с использованием СОЖ выполняют более твердыми кругами.
Общее правило выбора твердости абразивных кругов гласит: чем мягче обрабатываемый материал, тем выше должна быть твердость круга, и наоборот. Поэтому, например, для устранения опасности появления прижогов и трещин применяют более мягкие круги.
Точность абразивных инструментов. В зависимости от требований к зерновому составу, предельным отклонениям поверхностей, их взаимному расположению, наличию сколов, трещин и раковин шлифовальные круги выпускают трех классов точности: АА, А и Б, а остальные инструменты — двух классов: А и Б.
Круги класса АА имеют наименьшие отклонения от заданных размеров. Допускаемые отклонения для инструментов класса Б в 1,5-2 раза превышают отклонения аналогичных параметров кругов класса А, которые в свою очередь больше соответствующих классу АА.
Круги класса точности АА применяют для прецизионной обработки шлифованием высокоточных заготовок из материалов всех групп обрабатываемости, а также для скоростного и высокоскоростного прецизионного шлифования особо точных заготовок.
Круги класса точности А применяют для окончательной обработки шлифованием заготовок из материалов всех групп обрабатываемости, а также для скоростного и высокоскоростного окончательного шлифования.
Для менее ответственных операций абразивной обработки применяют инструменты класса точности Б.
Неуравновешенность шлифовальных кругов возникает при несовпадении их центра масс с центрами вращения. Причинами неуравновешенности могут быть погрешности установки круга на планшайбе и планшайбы с кругом на шпинделе станка, погрешности геометрической формы круга, его неравномерный износ в процессе шлифования и т.д.
Неуравновешенность круга приводит к появлению вибраций и, как следствие, к ухудшению качества обрабатываемой поверхности (появляются огранка, волнистость, прижоги и т.д.), преждевременному выходу из строя шпиндельного узла станка, а иногда и к разрушению круга.
Контроль неуравновешенности обычно производят на станках для статической балансировки, основной частью которых являются два параллельно расположенных цилиндрических валика одинакового диаметра (рис. 2). Суть статической балансировки заключается в следующем: круг на балансировочной оправке устанавливают на валики и легким толчком медленно вращают. При этом «тяжелая» часть круга стремится занять крайнее нижнее положение. После остановки круга отмечают верхнюю точку его периферии и к ней крепят зажим с грузом определенной массы. Груз подбирают до тех пор, пока круг не будет находиться в безразличном стоянии равновесия. Затем абразивный круг устанавливают на шлифовальный станок.
Рис. 2. Балансировочный станок:
1 — параллельные цилиндрические валики; 2 — станина;
3 – шлифовальный круг; 4 — оправка
Балансировку алмазных и эльборовых кругов производят либо путем высверливания или растворения металла «тяжелой» части кругов, либо путем нанесения компенсирующего расплава на «легкую» часть кругов.
В зависимости от допускаемых неуравновешенных масс и по мере их возрастания установлены четыре класса неуравновешенности шлифовальных кругов: 1, 2, 3 и 4.
Круги класса точности АА должны иметь наименьшую неуравновешенность 1 класса. Круги класса точности А могут иметь неуравновешенность 1 и 2 классов, а класса точности Б — 1, 2 и 3 классов неуравновешенности.
Круги класса точности АА легко балансируются и в большинстве случаев могут работать в процессе эксплуатации до полного износа без периодической балансировки.
Круги классов точности А и Б рекомендуется после первой балансировки править не только по периферии (рабочей поверхности), но и по торцам круга. Это позволяет уменьшить или даже полностью исключить появление эксплуатационной неуравновешенности при шлифовании.
Маркировка шлифовальных инструментов наносится на одной из сторон круга водостойкой краской.
Пример маркировки абразивного круга:
ПП 500x50x305 24А 10-П С2 7 К5 35м/с А 1 кл ГОСТ 2424-83
Здесь: ПП — тип круга; 500 х 50 х 305 — наружный диаметр х высота х диаметр посадочного отверстия; 24А — марка шлифовального материала; 10-П — зернистость; С2 — степень твердости; 7 — номер структуры; К5 — марка связки; 35 м/с — рабочая окружная скорость; А — класс точности круга; 1 кл — класс неуравновешенности.
Пример маркировки алмазного шлифовального круга:
1 А 1 300x40x76x5 АС4 100/80 100 БП2 2720-0139 ГОСТ 16167-90
Здесь: 1 — форма сечения корпуса; А — форма сечения алмазоносного слоя; 1 — расположение алмазоносного слоя на корпусе круга; 300 х 40 х 76 х 5 — наружный диаметр х высота х диаметр посадочного отверстия х толщина алмазоносного слоя; АС4 — марка алмазного шлифпорошка; 100/80 — зернистость алмазного шлифпорошка; 100 — условная концентрация шлифматериала; БП2 — марка связки; 2720-0139 — обозначение типоразмера круга.
Смотрите также:
Что такое стусло и для чего оно нужно?
Что можно делать болгаркой?
Правила работы с болгаркой
Какую выбрать бензопилу для дома?
Виды инструмента для заточки
За последние годы этот инструмент получил распространение во многих сферах. Его активно применяют в машиностроении, строительстве зданий, ремонте и других отраслях. Логично предположить, что каждый из его видов подойдет для выполнения только своих собственных задач.
Есть инструменты, которые позволяют убрать шероховатости, с помощью других можно выполнить начисто шлифовку стен или пола. Поэтому понятно, почему с каждым годом в продаже появляется всё больше разновидностей такого рода инструмента. Всё их разнообразие можно представить в виде двух больших групп — жесткие и на гибкой основе.
Достоинства агшк
Круги начальных номеров имеют широкие бороздки между секторами крупного размера. По мере увеличения номера бороздки сужаются, а сегменты мельчают. Это сделано для того, чтобы крупные частички обрабатываемой породы могли свободно покидать рабочую зону.
Кроме того, такая структура повышает износоустойчивость АГШК. Для той же цели используется и вода: она не только защищает камень от перегрева и появления ожоговых пятен, но и позволяет дольше пользоваться одной и той же “черепашкой”, т. е. шлифовальным кругом.
Для удобства работы на больших или маленьких площадях выпускаются “черепашки” диаметром 50, 100 и 125 миллиметров. Поэтому вне зависимости от того, какое изделие из камня вам необходимо отполировать, вы всегда сможете подобрать идеально подходящий шлифовальный круг.
Другие абразивные материалы и их использование
Песок, стеклянные бусины, металлические гранулы, шлак и сухой лед могут быть использованы для процесса, который называется пескоструйной обработкой (или дробеструйной обработкой). Сухой лед будет испаряться, не оставляя остаточного абразива.
Полироли, используемые в авторемонтной окраске, являются примером абразивов взвешенных в жидкости, пасте или воске, как и некоторые жидкости для полировки серебра и оптических дисков. Жидкости, пасты или воск действуют в качестве связующего агента, который содержит абразив, а ткань используется как основа для перемещения абразива по всей заготовке.
На автомобилях, в частности, воск может служить как защитное средство, не допуская воздействия воздуха на краску и металл, а также выступает в качестве оптического наполнителя, чтобы сделать царапины менее заметными. Зубная паста содержит карбонат кальция или кремния в качестве “полировального агента”, чтобы удалить зубной налет и другие материалов с зубов, так как твердость карбоната кальция меньше, чем у эмали зуба , но больше, чем у загрязняющих веществ.
Очень тонкая косметическая пудра широко используется для шлифовки стекла, но сейчас заменяется современными керамическими абразивными материалами, и все еще используется в ювелирной промышленности.
Чистящие средства также могут содержать абразивы, взвешенные в пасте или креме. Они выбираются с тем расчетом, чтобы не испортить такие поверхности, как линолеум, плитка, металлические или каменные поверхности.
Металлическую посуду часто очищают абразивными чистящими средствами, как правило, в форме вышеупомянутого крема или пасты, шерстяными и неткаными губками, которые прекрасно удерживают абразивные зерна.
Кожа человека также подвержена износу в виде пилинга. Абразивы для этого могут быть гораздо мягче и более экзотическими, чем для других целей, и может включать в себя такие вещи, как миндаль и овсянка. Дермабразия и микродермабразия сейчас довольно обычные косметические процедуры, которые используют минеральные абразивы.
Поцарапанные компакт-диски и DVD-диски иногда могут быть восстановлены путем полировки очень тонкими соединениями. Принцип в том, что множество мелких царапин будет более оптически прозрачным, чем одна большая царапина. Однако это требует определенного мастерства и в конечном итоге может привести к полному разрушению защитного покрытия диска (особенно, если оригинальная царапина глубокая).
Жесткий абразивный инструмент
Первая группа представлена такими приспособлениями, как болгарки, станки и прочие виды ручного и стационарного электрооборудования.
Благодаря наличию множества режимов скорости вращения и высокой прочности этот инструмент позволяет быстро и эффективно выполнять шлифовку большого количества изделий за короткий срок. Его активно используют для шлифовки, выравнивания, заточки режущих кромок, а также разрезания твердого материала.
Дополнительно относящиеся к этой группе изделия можно разделить на несколько типов кругов:
- заточные;
- шлифовальные;
- зачистные;
- отрезные.
Каждое изделие обладает своими характеристиками и свойствами. Шлифовальные изделия используются для обработки изделий из камня, дерева и металла, когда нужно изменить их форму или устранить шероховатости. Особенно часто возникает необходимость использования этой продукции при производстве и ремонте домов и квартир.
Поскольку эти инструменты могут использоваться в самых разных направлениях хозяйственной деятельности, при их выборе необходимо ориентироваться на текущие задачи и на основании этого выбирать тип профиля круга, который может быть прямым, в виде чаши или тарельчатым. Основным критерием выбора следует рассматривать удобство формы.
Отрезные изделия позволяют выполнять разрезание изделий из керамики, кирпича, гипсокартона, дерева, камня и др. Эти изделия превосходят все остальные по таким рабочим параметрам, как точность, скорость и простота обработки, не требующая приложения больших усилий.
Заточные круги получили широкое распространение в качестве эффективного инструмента для затачивания поверхностей станков, пил, ножниц и ножей. Применение этого инструмента позволяет сэкономить немало времени на обслуживании другого инструмента в производстве и сельском хозяйстве.
Зачистные изделия используются для черновой обработки изделий из дерева, камня и стали, когда нужно придать им определенную форму или избавить от серьезных дефектов. Особенно востребованы эти изделия в цехах металлообработки, где используются для удаления сварочных порезов, капель, швов и прочих серьезных дефектов.
Из каких материалов изготавливается
В процессе изготовления абразивного инструмента используются природные и синтетические материалы. К природным относят: алмаз, корунд, кварц, наждак, пемза, песок и т.д. Синтетическими составляющими являются: карбид кремния и бора, электрокорунд и т.п. Самым твердым среди природных компонентов считается алмаз, а среди искусственных – карбид бора.
В настоящее время синтетические вещества пользуются большим спросом, нежели природные. Это связано с тем, что искусственные зарекомендовали себя лучшим качеством и стойкостью, чем натуральные.
Карбид бора – это соединенный в электрической печи сплав борной кислоты и нефтяного кокса. Он не входит в состав самого устройства, а применяется только в процессе его доводки.
Алмаз – в изготовлении приборов из этого составляющего используется алмазообразная кубическая аллотропическая форма элементарного углерода. Наилучшими считаются карбонадо и борт. Также задействую порошок и осколки этого минерала. Такой абразив применяется на стадии обработки твердых камней, а также при полировании и шлифовании самого алмаза.
Наждак получают из определенной горной породы, в состав которой входят корунд и железная руда. Широко используется в изготовлении шкурок. В шлифовальных кругах и брусках практически не применяется.
Корунд представляет собой окись алюминия.Задействован в процессах, где на зерна не оказывается серьезная нагрузка, так как этой разновидности природного соединения не свойственна большая вязкость.
Кварц или кварцевый песок – это кристаллизованная кремневая кислота. Применяется в производстве главных кругов для бесцентровых шлифовальных станков. Маркируется буквой «П».
Электрокорунд – это расплавленная в электрической печи глина. Существует три разновидности:
- нормальный – содержит 86-91 % окиси алюминия, используется в обработке углеродистой, закаленной, незакаленной и высоколегированной стали, маркировка «Э»;
- белый и розовый – содержит 96-99% окиси алюминия, применяется в производстве качественных абразивных инструментов, при помощи которых осуществляется чистовая обработка всех видов стали, а также шлифовка резьбы. Белый электрокорунд уступает вязкостью зерна нормальному, поэтому его используют в процессах с меньшей глубиной шлифовочных работ. На приборы, изготовленные из этого материала, наносят обозначение «ЭБ»;
- монокорунд – содержит 97% и больше чистого окиси алюминия, самый прочный, твердый и режущий из трех видов электрокорунда. Применяется в изготовлении устройств, предназначенных для скоростного шлифования закаленной стали. На технику из монокорунда наносится буква «М».
Карбид кремния состоит из двух компонентов: кремния и углерода. Выделяют два вида этого компонента: черный и зеленый. По своим свойствам они мало чем отличаются друг от друга, но по составу зеленый считается более чистым. Зёрна инструментов, изготовленных из карбида кремния, имеют острые режущие кромки, высокую твердость и сильную хрупкость.
Какими бывают агшк и как пользоваться разными видами?
Все гибкие круги для шлифовки состоят из основания-липучки, на которое нанесено вяжущее вещество, содержащее мелкую алмазную фракцию. То, что эти круги называются алмазными, вовсе не означает, что к гибкому основанию приклеен исключительно алмазный порошок.
- для сухой обработки камня;
- для работы с подачей воды;
- универсальные.
Если вы станете работать “на сухую” кругом, который предназначен для мокрой обработки, связка расплавится и оставит на обрабатываемой поверхности безобразные разводы и пятна. В лучшем случае камень придется переполировывать.
Гибкие шлифовальные круги могут иметь толщину алмазного слоя:
От этого параметра зависит, по какому камню ими можно работать. Так, мрамор, как сравнительно мягкая порода, можно отполировать “черепашками” с минимальной толщиной алмазного слоя, а для более твердого гранита стоит приобрести утолщенные круги.
По размеру алмазной фракции различают АГШК :
- крупнозернистые для шлифовки (№№ 30-600);
- мелкозернистые для выполнения лощения (№№ 600-800);
- полировальные (№ 1500 – Buff).
Номера АГШК называются переходами и разные производители предлагают наборы, состоящие из большего или меньшего количества переходов, но результат работы получается одинаковым при соблюдении всех рекомендаций.
Категорически нельзя “перепрыгивать” через переход или использовать их в обратной последовательности. У вас просто не получится отполировать материал. При работе с камнем мастер всегда должен двигаться от меньшего номера с более крупной зернистостью рабочей поверхности круга до большего номера, имеющего структуру помельче.
Как правило, переходами для грубой обработки камня работают на низких оборотах УШМ, увеличивая последние по мере смены кругов на мелкозернистые виды. Объем подаваемой воды, если это обработка “мокрым” методом, постепенно уменьшается. Каждый производитель указывает, на каких конкретно оборотах можно использовать ту или иную его “черепашку”.
Литература
- Кремень З. И., Юрьев В. Г., Бабошкин А. Ф.
Технология шлифования в машиностроении. - Эльбор в машиностроении / Под ред. В. С. Лисанов. — Л.: Машиностроение, 1978.
- Бластинг: Гид по высокоэффективной абразивоструйной очистке / Козлов Д.Ю.. — Екатеринбург: ООО «ИД «Оригами», 2007. — 216 с. — 1000 экз. — ISBN 978-5-9901098-1-0.
- Техническая энциклопедия / Гл. ред. Мартенс Л. К.. — Москва: Электронные и традиционные Словари, 2005. — ISBN 5-86460-132-2.
- Руководство для подготовки инспекторов по визуальному и измерительному контролю качества окрасочных работ / Гл. ред. Пирогов В. Д.. — Екатеринбург: ООО ИД «Оригами», 2009. — 202 с. — ISBN 978-5-9901098-1-5.
Механика абразивной обработки
При абразивной обработке обычно полагаются на различие в твердости между абразивным и обрабатываемым материалом – твердость абразива должна быть выше. Однако, это требуется не всегда, т.к. любые два твердых материала, которые неоднократно трутся друг о друга будет иметь тенденцию к износу (например, мягкие подошвы изнашивают деревянные или каменные ступени в течение десятилетий или веков).
Как правило, материалы, используемые как абразивы, либо твердые полезные ископаемые (твердостью 7 или выше по шкале Мооса) или синтетические камни, некоторые из которых могут быть химически и физически идентичны минералами природного происхождения, но которые не могут быть названы минералами, т.к. не возникают естественным путем.
Алмазные абразивы, например, могут быть как естественного происхождения, так и промышленного, как корунд, который происходит естественно, но в наши дни чаще производится из бокситов. Тем не менее, даже мягкие минералы, такие как карбонат кальция, используются в качестве абразивов, таких как “полировальные агенты” в зубной пасте.
Эти минералы являются или дроблеными или уже имеют достаточно малый размер (где-то от макроскопического зерна размером около 2 мм до микроскопических зерен около 0,001 мм в диаметре), чтобы позволить их использование в качестве абразива. Эти зерна имеют неровные острые края, сокращая площадь поверхности контакта и увеличивая локальное давление.
Абразивная обработка происходит в то время как абразивный и обрабатываемый материал находятся в относительном движении друг к другу. Под действием давления, передаваемого через абразивные зерна, фрагменты обрабатываемого материала отрываются одновременно со сглаживанием абразивного зерна и/или отрывания абразивного зерна от остальной части абразива.
Некоторые факторы, влияющие на скорость абразивной обработки:
- Разница в твердости между двумя веществами: более твердые абразивные материалы обрабатывают быстрее;
- Размер зерен (зернистость): крупные зерна работают быстрее, так как они обеспечивают более глубокую обработку;
- Адгезия между абразивными зернами, между зернами и связующим, между зернами и основой: определяет, насколько быстро зерна слетят с основы абразивного материала;
- Усилие контакта: большее усилие приведет к более быстрому износу;
- Забивание абразивного материала: сработанные абразивные зерна и частицы обрабатываемого материала имеют тенденцию к заполнению промежутков между абразивными зернами, что приводит к снижению эффективности резки при одновременном повышении трения;
- Использование смазки / охлаждающей жидкости: обеспечивает удаление стружки (для предотвращения забивания), охлаждение (нагрев может повлиять на физические свойства заготовки или абразивного материала), снижение трения (с подложкой или матрицей).
Обработка абразивными пастами.
Абразивные пасты применяют для доводки и полирования поверхностей вручную или при машинной обработке. Пасты подразделяют на доводочные и полировочные.
Доводка — финишная обработка прецизионных деталей (например, притирка конусов) и инструментов, ее выполняют притирами. В результате доводки может меняться форма и размеры детали, улучшается качество поверхности. Доводка позволяет получить погрешность размеров и формы не более 0,5…0,1 мкм, шероховатость – Ra = 0,01…0,16 мкм.
Рис. 23.28. Схема суперфиниширования
Широкое применение в промышленности получили пасты на основе СТМ. Применение этих паст по сравнению с абразивами повышает производительность в 2-3 раза, шероховатость поверхности – Ra менее 0,01 мкм.
Полировку выполняют для получения высокого качества поверхности (на металлических поверхностях достигается шероховатость Ra = 0,02…0,04 мкм, т.е. зеркальный блеск) полировальниками-кругами, на которые наносятся полировочные пасты.
При полировке изменения формы детали не происходит.
Обработка абразивом в свободном состоянии.
Абразивы в виде порошка используют как для грубой, так и для тонкой, чистовой обработки деталей самой разнообразной формы. При этом уменьшается шероховатость обрабатываемой поверхности без изменения формы деталей.
Грубую обработку (очистку отливок, проката) – выполняют на пескоструйных установках, абразив — кварц (песок).
Для чистовой обработки (вибро-абразивной, абразивно-жидкостной) — могут быть применены разнообразные абразивы в зависимости от обрабатываемого материала (см. п. 23.3.2).
При вибро-абразивной обработке детали вместе с рабочей средой (абразивом) помещаются в рабочую камеру, совершающую колебательные движения. При этом происходит сглаживание микронеровностей на обрабатываемой поверхности. Ее применяют для обработки деталей из черных и цветных металлов, пластических масс, резины и т.д.
Для отделочных операций (съем до 5 мкм) применяется абразивно-жидкостная обработка. На обрабатываемую поверхность со скоростью до 50 м/с под углом 25…40° подается струя содовой эмульсии со взвешенными частицами абразива (25…50 %); для придания рабочей среде антикоррозионных свойств в ее состав вводят 0,5…
Примечания
- ↑ 123
Абразивные материалы // Казахстан. Национальная энциклопедия. — Алматы: Қазақ энциклопедиясы, 2004. — Т. I. — ISBN 9965-9389-9-7. - Federation of European Producers of Abrasives. Федерация европейских производителей абразивов.
- Козлов Д.Ю.
Бластинг. Гид по высокоэффективной абразивоструйной очистке. — Екатеринбург: ООО ИД «Оригами», 2007. — 216 с. — 1000 экз. — ISBN 978-5-9901098-1-0.
Связанные абразивы
Связанные абразивы состоят из абразивных материалов, содержащихся в матрице. Эта матрица называется связующим и чаще всего состоит их глины, смолы, стекла или каучука. Эта смесь связующего и абразива, как правило, формируются в блоки, бруски или диски.
В качестве абразива обычно используется оксид алюминия. Также распространенными абразивами являются карбид кремния, карбид вольфрама и гранат. Искусственные заточные камни часто предсавляют собой именно связанные абразивы и могут быть выполнены как двусторонний блок, каждая из сторон которого имеет различную степень зернистости.
Шлифовальные круги являются цилиндрами, которые вращаются с высокой скоростью. Хотя когда-то шлифовальные круги приводились в движение ножной педалью или рукояткой, внедрение электродвигателей сделало необходимым изготовление кругов, выдерживающих большое радиальное напряжение для предотвращения разрушения круга во время вращения.
Аналогичные вопросы возникают для отрезных кругов , которые часто структурно усилены пропитанным волокном. Высокая относительная скорость между абразивным материалом и заготовкой часто делает необходимым использование какой-либо смазки, традиционно называемой охлаждающей жидкостью, так как она используется для охлаждения заготовки.
Связанные абразивные материалы должны быть отцентрованы и очищены после использования. Необходимо производить очистку отходов (стружки и сыпучих абразивов) с поверхности с тем, чтобы остались только новые зерна. В зависимости от абразивного материала и условий использования, очистка может представлять собой обычную промывку абразива под проточной водой с жесткой щеткой для мягкого камня или очистку другим абразивным материалом, более мелким и мягким, так, например, оксид алюминия используется для чистки шлифовальных кругов.
Центрование представляет собой восстановление первоначальной формы поверхности абразивного материала. Круги и камни, как правило, срабатываются неравномерно, оставляя режущую поверхность уже не плоской или не одинаковый диаметр абразивного круга по всей его окружности. Это приводит к неравномерному износу и другим трудностям.
Сфера использования абразивной обработки
Основными пользователями рассматриваемого инструмента выступают предприятия, специализирующиеся на изготовлении деталей или их элементов. Благодаря абразивной обработке металла готовые изделия приобретают не только более эстетичный вид, но и требуемые качественные характеристики.
Относящийся к рассматриваемой категории инструмент может использоваться для обработки изделий в виде автоматизированной линии или же вручную. Последний вариант часто используется в небольших мастерских, а вот для более крупных предприятий, занятых в серийном и массовом производствах уместнее всего использовать для финишной обработки изделий автоматические агрегаты.
Таблица сравнения абразивных материалов, используемых при абразивоструйной очистке[3]
| Материал | Размер сита | Форма | Плотность, г/см³ | Твердость по Моосу | Хрупкость | Происхождение | Применение |
| Песок | 6-270 | * | 6,24 | 5.0-6.0 | высокая | природный материал | Наружная очистка |
| Минеральный шлак купершлак/никельшлак | 8-80 | * | 5,304-6,9888 | 7.0-7.5 | высокая | отходы | Наружная очистка |
| Колотая дробь | 10-325 | * | 14,352 | 8.0 | низкая | производство | Удаление плотной окалины |
| Стальная дробь | 8-200 | ° | 17,472 | 8.0 | низкая | производство | Очистка, упрочнение |
| Оксид алюминия | 12-325 | * | 7,8 | 8.0-9.0 | средняя | производство | Очистка, отделка, удаление заусенцев, гравировка |
| Стеклянные шарики | 10-400 | ° | 5,304 — 5,616 | 5.5 | средняя | производство | Очистка, отделка |
| Пластик | 12-80 | * | 2,808-3,744 | 3.0-4.0 | низкая/ средняя | производство | Удаление краски, снятие заусенцев, очистка |
| Пшеничный крахмал | 12-50 | * | 5,616 | 2.8-3.0 | высокая | отходы | Удаление краски, очистка |
| Кукурузные початки | 8-40 | * | 2,184-2,208 | 2.0-4.5 | средняя | отходы | Удаление краски с деликатных поверхностей |
° — круглая; * — остроугольная
Шкурка шлифовальная тканевая
Тканевая шлифовальная шкурка также активно применяется на промышленных предприятиях. Широкое распространение она получила в таких сферах, как электронная и строительная, деревообрабатывающая и мебельная промышленность, а также авиация и металлургия.
Шлифовальная шкурка предназначена для выполнения чистовых, получистовых и отделочных операций. Помимо этого она незаменима при внутренней, безцентровой, плоской и наружной шлифовке деталей.
Шлифшкурка — это универсальный абразивный материал, который можно использовать для обработки любых материалов. Чаще всего же она применяется для шлифования мрамора, кожи, бронзы, стекла, конструкционных сталей, дерева, титановых сверхпрочных сплавов.
Обладая прекрасной эластичностью, шлифовальные шкурки прекрасно подходят для обработки криволинейных сложных поверхностей, а также для размерного и декоративного шлифования.