Структура абразивного инструмента

Под структурой абразивного круга понимается объемное содержание абразивного зерна в объеме круга (табл. 1.7 и 1.8) [7].

Объем Укаждого абразивного инструмента складывается из объемов зерна У_г связки У_с и пор У_п: V = У₃ + У_с + У_п. Это количественное соотношение можно выражать в трех различных единицах измерения: объемных; частях объема инструмента, принятого за единицу; в процентах от объема инструмента.

Для практического использования наиболее удобной оказалась объемная единица измерения в процентах, и поэтому вся система структур выражается исходя из равенства У₃ + У_с+ У_п = 100%.

Разработанная система структур относится к инструментам с равномерным распределением зерна, связки и пор. Основой системы структуры является определение V_v т. е. объемного содержания в инструменте абразивного зерна. Обозначаются структуры номерами, причем структуре № 1 соответствует объем У₃ = 60% и номер структуры повышается на единицу с уменьшением У₃ на 2%.

Соответственно этому инструменты различных структур должны содержать количество зерен, указанное в табл. 1.7, 1.8.

Структуры с большим содержанием У₃, т. е. № 1−4, называют закрытыми или плотными, с малым содержанием зерна, т. е. № 9−12, — открытыми, а промежуточные между ними, т. е. № 5−8, — средними.

Таким образом, каждой структуре, независимо от зернистости и твердости инструмента, соответствует одно определенное содержание зерна в инструменте У_г %. Вследствие этого для каждой данной зернистости независимо от твердости количество зерен в единице объема будет одинаковое для одной и той же структуры и разное для разных структур.

Для получения инструментов разных структур, но одной и той же твердости на керамической связке увеличивают количество связки на 2% для каждого ближайшего большего номера структуры. Таким образом, если объем инструмента какого-либо номера структуры и какой-либо твердости состоит из суммы объемов У₃ + У_с + У_п, то объем инструмента ближайшего большего номера структуры, но той же твердости состоит, например, из (У₃ — 2) + (У_с + 2) + У_п. Отсюда видно, что объем пор остается постоянным у инструментов разных структур, но одной твердости.

Для получения инструментов одной и той же структуры, т. е. с одним и тем же объемным содержанием зерна У₃, %, но разных твердостей, увеличивают количество связки примерно на 1,5—2,0% для каждой следующей возрастающей степени твердости. Это означает, что если объем инструмента какоголибо номера структуры и какой-либо твердости состоит из У₃ + У_с + У_п, то объем инструмента той же структуры, но ближайшей большей степени твердости состоит из У₃ + (У_с + 1,5) + (V_n — 1,5).

Соответственно этому инструменты различных структур и твердостей должны содержать указанные в табл. 1.7, 1.8 объемные количества зерна У₃, связки У_с и пор У_п в процентах.

Приведенные в табл. 1.7, 1.8 числовые значения У₃, У_с и У_п характеризуют геометрическое строение черепка инструмента, а верхняя горизонтальная графа, в которой даны степени твердостей, — его физические свойства. Эта горизонтальная графа со степенями твердостей имеет по отношению к остальным Соотношение объемов абразивного зерна, связки и пор в обожженном абразивном инструменте.

Таблица 1.8.

Соотношение объемов абразивного зерна, связки и пор в обожженном абразивном инструменте.

графам условный характер в том смысле, что если мы выдержим заданное таблицей строение черепка, то это еще не значит, что мы обязательно получим ту твердость, которая соответствует этому строению черепка.

Истинная твердость черепка будет зависеть от марки связки и выполнения тех операций технологического процесса производства инструмента, которые влияют на твердость получаемого инструмента (например, обжиг).

Тщательное соблюдение большого числа технологических факторов позволяет изготовлять круги с отклонениями в строении черепка на половину номера структуры в ту или другую сторону, считая все отклонения содержания связки и пор пересчитанными на объем зерна.

Рациональные структуры, которые рекомендуется применять в технологии изготовления абразивного инструмента на керамических связках в России, представлены в табл. 1.9.

Таблица 1.9.

Рациональные структу ры абразивного инструмента, изготовленного из различных абразивных материалов.

В табл. 1.10 приводятся номера структур, на которых выпускают инструмент ведущие зарубежные фирмы.

На выбор структуры инструмента влияют следующие факторы: физико-механические свойства обрабатываемого материала (мягкие материалы с небольшим сопротивлением разрыву обрабатываются кругами открытых Таблица 1.10.

Номера структур абразивного инструмента ведущих зарубежных фирм.

структур, твердые с мелкозернистым строением и хрупкие материалы — кругами закрытых структур);

требуемое качество обработки (для чистовой обработки следует использовать круги более закрытых структур, чем для предварительной или грубой обработки; для обдирки со значительным припуском рекомендуется использовать круги открытых структур);

величина давления при шлифовании (при больших давлениях следует применять круги средней и закрытой структур).

Рекомендуемые номера структуры абразивных инструментов в зависимости от вида обработки:

• 3—4 — фасонное шлифование при необходимости сохранить профиль круга, шлифование при больших, а также переменных нагрузках;
• 5—6 — круглое наружное шлифование, бесцентровое шлифование, плоское шлифование периферией круга и заточка инструмента, отрезка;
• 7— 9 — плоское шлифование торцом круга, внутреннее шлифование;
• 8— 9 — шлифование и заточка инструментов;
• 8−12 — резьбошлифование мелкозернистыми кругами.