АБРАЗИВНО-АЛМАЗНАЯ ОБРАБОТКА

Структура алмазного инструмента

Каждый абразивный инструмент в зависимости от его характе­ристики и технологии изготовления имеет ту или иную структуру. Его структура задается определенным процентным соотношением объемов: зерна, связки и пор. Различные соотношения объемов зерна и связки, при соблюдении которых в процессе производства получаются абразивные инструменты различной твердости с тем или другим объемом пор, приведены в табл. 17.

При содержании в инструменте 56—62% зерна от общего объ­ема его структура называется плотной, при объеме зерна 46— 54% —средней и при 38—44% —открытой. В зависимости от условий работы при шлифовании применяется абразивный ин­струмент с той или другой структурой.

Открытая структура обеспечивает возможность лучшего отвода снимаемой стружки, позволяет работать с более жесткими режи­мами, создает лучшие условия для охлаждения обрабатываемой детали и самого абразивного инструмента воздушной струей, уменьшает опасность засаливания абразивного инструмента и воз­никновения прижогов шлифуемой детали. Недостатком абразив­ных инструментов с открытой структурой является их больший износ, меньшая прочность, увеличение шероховатости шлифуемой поверхности.

Абразивные инструменты плотной структуры применяются главным образом для доводочных работ и в тех случаях, когда надо дольше сохранить профиль круга. Наиболее часто для круг­лого и плоского шлифования применяются абразивные инстру­менты, имеющие пятую — шестую структуру, для внутреннего шли­фования шестую—восьмую структуру, для отрезных работ вось­мую— девятую структуру. Обычно крупнозернистые абразивные инструменты № 125—80 изготовляются третьей — четвертой струк­туры, среднезернистые № 50—40 пятой — шестой, № 25—12 ше­стой — седьмой, № 10—8 седьмой — восьмой и более мелкозернис­тые восьмой и более открытых структур.

Большое влияние на выбор структуры имеют свойства металла, подлежащего шлифованию. Так, при шлифовании вязких металлов, обладающих низким сопротивлением разрыву, применяют абразив­ные инструменты с открытой структурой и при шлифовании ме­таллов, обладающих высоким сопротивлением разрыву, абразив­ные инструменты средних структур.

Для каждого номера структуры объем пор зависит от соотноше­ния объемов связки и зерна. Чем больше объем связки, т. е. чем больше твердость при одном и том же объеме зерна, тем меньше объем пор. Чем больше объем зерна, тем плотнее структура абра­зивного инструмента, тем меньше номер его структуры. Чтобы получить инструмент одной и той же твердости, с одним и тем же объемом пор, но с разным объемом зерна, т. е. с разным номером структуры, необходимо применять разное количество связки. Чем меньше объем зерен, тем меньше их количество, больше рас­стояния между ними, более открытая структура, большее количество связки необходимо для связывания зерен в инструмент тре­буемой твердости. Таким образом, структура не определяет еще его степени пористости. Уменьшение или увеличение объема связки на 1,5% соответственно изменяет твердость на одну степень. Изме­нение объема зерна на 2% определяет получение другой структуры, отличающейся от первой на один номер.

На том основании, что определенной твердости соответствует определенный объем пор, не следует отождествлять понятия твер­дости и пористости, так как эти понятия совершенно различные. Сум­марная пористость тем больше, чем меньший объем зерна и связки.

Высокопористыми абразивными инструментами называются такие, у которых объемная пористость больше, чем у структурных кругов (она достигает 75% объема круга). Высокопористые круги часто имеют величину пор больше размеров зерен, из которых они изготовлены. Получение такой величины пор достигается введе­нием в массу абразивных инструментов при смешении таких до­бавок (например, при производстве методом прессования: древес­ных опилок, молотого угля и т. п.), которые в процессе термиче­ской обработки выгорают, улетучиваются при сушке, образуя в теле заготовки поры. Форма пор различна: многие из них со­единяются одна с другой, что и создает лучшую вентилируемость, но многие поры глухие.

Высокая пористость придает абразивным инструментам более легкий вес, создает возможность для прохождения воздуха, а следовательно, охлаждения шлифуемых деталей и отвода снимае­мой стружки. Высокопористые круги следует применять в тех случаях, когда могут быть прижоги шлифуемой поверхности, а также при шлифовании разных неметаллических материалов. Однако из-за недостаточной однородности и меньшей прочности высокопористые круги в массовых количествах не изготовляются. Объем воздуха, нагнетаемый пористым кругом, в 1,3—1,5 раза больше, чем объем воздуха, нагнетаемый кругом плотной струк­туры, что способствует уменьшению температуры, возникаемой при шлифовании, и, как следствие, прижогов.

Затачивание инструмента, обычно из-за необходимости наблю­дения за процессом, производится всухую. Между тем при затачи­вании и шлифовании инструмента прижоги, ухудшающие его ка­чество и стойкость, особенно недопустимы. Поэтому затачивание и шлифование инструмента надо вести более пористыми кругами при'легких режимах