Режущий инструмент тупится во время работы. Это естественный процесс. Качество металла резца или пилы может повлиять разве что на скорость изнашивания, но в любом случае от операции заточки не уйти. Именно для этой процедуры существуют специальные круги алмазные заточные. Их закрепляют на точильный станок или шлифовальную угловую машинку.
Конструкции заточных дисков бывают разными, например, есть алмазная тарелка, инструмент в виде чашки, просто плоский диск либо любой другой формы. Все это множество конфигураций обусловлено целью сделать удобным выполнение шлифования или заточки разного инструмента.
Наиболее востребованы алмазные круги для заточки дисковых пил. Они рассчитаны на работу с твердыми победитовыми напайками, с которыми тяжело справиться обычному заточному инструменту. Попробуем разобраться в вопросах, как устроены алмазные круги, какими бывают и для чего конкретно предназначен тот или иной тип изделия.
Типы алмазных дисков для заточки
Алмазные круги для заточки инструмента имеют свою классификацию. Заводы по изготовлению абразивного инструмента выпускают алмазные диски трех форм:
- В виде чашечки – это полый внутри конус с основанием из металла и напыленным на рабочую часть слоем алмазной крошки.
- Наподобие тарелки, где бывает односторонняя или двухсторонняя выточка, профиль смотрится полукругло-выпуклым.
- Диски с прямым профилем.
Кроме этого, имеются две основные группы инструмента, в каждой из которых применяют различный алмазный материал для заточки:
- Абразив из штучно созданных алмазов, который отличается высокой однородностью зерна.
- Абразив, выполненный из натуральных кристаллов алмазов, которые относятся к техническим.
И одна из самых важных категорий, определяющая назначение алмазного диска для обработки инструмента, – это категория по величине основной массы зерна в напыленном слое:
- Мелкая фракция абразивного алмаза, используемая для шлифовок, доводок и финишных работ по обработке материала (100/80).
- Средняя фракция абразивного алмаза, используемая для целевых задач заточки, а также при чистовых операциях шлифовки (125/100).
- Крупная фракция абразивного алмаза, применяемая в черновых работах шлифовки или грубого обдира обрабатываемого материала (200/160–160/125).
Кроме всего перечисленного, выбирая алмазный диск для конкретного шлифовального станка, нужно учитывать диаметр посадочного места, ширину рабочей поверхности абразива, материал основы инструмента.
Конструкция алмазных кругов для заточки инструмента
Диски алмазные заточные представляют собой изделия круглой формы с основанием из металла и нанесенным на него покрытием алмазного порошка, который закрепляется на металле связующим веществом, также там присутствует наполнитель.
Марка диска характеризуется:
- конфигурацией корпуса и видом материала, из которого он изготовлен;
- размером окружности;
- величиной концентрации абразивных зерен;
- фракцией алмазов;
- типом вещества, используемого в качестве связки;
- степенью точности;
- классом неуравновешенности.
Одним из важных параметров является износостойкость диска.
Корпуса алмазных заточных кругов могут быть изготовлены из стальных заготовок, марок Ст-25, 30, 20 или 3, либо сплавов из алюминия АК-6 или Д-16, либо полимерных материалов. Для некоторых шлифкругов типа А1ПП, АГЦ делают еще хвостовики из стальных У7 и У8 марок.
Что касается применяемых связующих веществ, которые скрепляют алмазные зерна в единую форму, то выпускаются диски на основе:
- Связок металлического характера на основе алюминия, меди, цинка или олова. В маркировке таких изделий указывается литера М.
- Связок керамических на основе шамота либо стекла, куда добавляют составляющую алюминия. В маркировке здесь будет присутствовать литера К.
- Связок на основе органики – это пульвербакелитные и карболитные вещества. Присутствие такой связки обозначают в маркировочном коде литерами КБ.
В качестве наполнителей используют электрокорунд, графитовый порошок, медь, карбид бора и глинозем.
Конструкция шлифовальных алмазных кругов
Круги представляют собой корпус, на который нанесен слой алмазов с разной структурой. В напыление, кроме алмазных элементов входит наполнитель и связка.
Все изделия имеют различные характеристики и различаются по:
- типу и форме круга;
- размеру корпуса;
- степени зернистости;
- типу связки;
- концентрации алмазов;
- классу неуравновешенности;
- классу точности;
Кроме того, они характеризуются прочностью, твердостью, износостойкостью.
Корпус
Для изготовления корпусов алмазных кругов используются стали марок Ст3, 30, 25 и 20, алюминиевые сплавы марок Д16 и АК6 или полимеры.
Для шлифовальных кругов, имеющих форму АГЦ или А1ПП необходимы хвостовики, изготовленные из сталей У8 или У7.
Концентрация алмазов
Концентрация алмазоносного слоя, которая выражается в процентном содержании, – количество зерен в 1 кубическом миллиметре порошка, используемого в абразивном слое. Эта характеристика влияет на эффективности и экономичность работы инструмента. Концентрация находится в зависимости от зернистости – чем выше зернистость и чем тверже материал для обработки, тем больший процент концентрации алмазов требуется для работы.
Выпускаются алмазные шлифовальные круги со 150-, 100-, 75-, 50- и 25-процентой концентрацией. За 100% принимается 4,39 карата (1 карат равен 0,2г), содержащихся в 1см3, что соответствует 0,878 мг/мм³.
Этот показатель определяет производительность, режущую способность, срок эксплуатации и цену инструмента. Оптимальная характеристика зависит от площади и формы обрабатываемого материала, типа используемого инструмента, качества связки, зернистости алмазного зерна и условий обработки.
Выбор концентрации круга основывается на следующие требования:
- высокая концентрация необходима, если контактная поверхность соприкосновения обрабатываемого элемента и шлифовального круга мала (к примеру, во время круглой шлифовки), это гарантирует длительное время эксплуатации инструмента и повышает его износостойкость;
- низкая концентрация выбирается для обработки контактных поверхностей большой площади.
Зернистость
Зернистостью называют величину алмазного зерна или сростков кристаллов (этот показатель определяется толщиной, шириной и высотой, но обычно учитывается только ширина). Степень зернистости определяет чистоту поверхности после обработки, производительность работы, количество материала, снимаемого за разовый проход круга, изнашиваемость инструмента и другие показатели.
Зернистость указывается согласно ГОСТу 3647-80 и обозначается в микронах дробью, в которой числитель в микронах обозначает величину верхнего сита, а знаменатель – нижнего. Согласно международным стандартам FEPA (и ГОСТу Р52381-2005) характеристика обозначается литерой F с соответствующим числом – чем оно выше, тем меньше размер зерна.
Зернистость подбирается в зависимости от необходимой шероховатости поверхности после обработки, вида материала, величины припуска, снимаемого при проходе инструмента и т.д.
Обрабатываемая поверхность получается тем чище, чем меньший размер зерна применяется. Но мелкая зернистость не всегда предпочтительна – она дает высокую чистоту, но одновременно приводит к засаливанию инструмента и прижогу обрабатываемой поверхности. Использование мелкозернистого круга так же снижает производительность.
По фракциям зернистость различается следующим образом:
- мелкая 100/80;
- средняя 125/100;
- крупная 160/125;
- более крупная 200/160.
Круги с меньшим показателем применяются при завершающей доводке лезвий, ножей, резцов и других изделий, при окончательной шлифовке. Среднее звено позволяет добиться необходимой остроты режущих частей, а крупноструктурные зерна используются для выравнивания и снятия части обрабатываемой поверхности.
Читать также: Измельчитель веток своими руками из циркулярки чертежи
Целесообразно применять низкозернистые круги для уменьшения шероховатости поверхности, а более крупное зерно тогда, когда требуется увеличить производительность и при больших припусках. Чем материал менее вязкий и более твердый, тем показатель зернистости может быть больше.
Виды зернистости в зависимости от вида обработки
Под зернистостью понимают размер основной массы зерен среди общего количества алмазных частиц в абразиве. Размер зерна обычно определяется тремя параметрами: высотой, шириной и толщиной, но на практике за основу берут ширину. Чистота обработки поверхности материала зависит от степени зернистости круга для заточки. Также этот параметр влияет на оперативность проведения работ, количество металла, который можно удалить за один проход инструмента по заготовке и изнашиваемость рабочей области алмазного диска для заточки.
Согласно нормам стандартизации международного уровня FEPA маркировка алмазного заточного инструмента должна содержать код зернистости: сочетание литеры F и определенного числа за ним. Возрастание числа указывает на присутствие в абразиве более мелких зерен. Чтобы правильно подобрать круг для заточки, нужно знать марку материала, какую необходимо получить в итоге шероховатость, допустимый припуск.
Между размером зерна в абразиве и чистотой поверхности металла после обработки существует обратно пропорциональная зависимость. Поэтому для финишных работ применяют заточные круги с самыми маленькими алмазными зернами.
Наиболее правильный подход к обработке и заточке инструмента лежит в последовательном применении алмазных кругов, начиная с более грубых и заканчивая финишными. Применение только последних может привести к пригоранию обрабатываемой поверхности, засаливанию и быстрому выходу из строя заточного круга.
По размеру фракции зерна его можно отнести к тому или другому типу зернистости:
- 100/80 – мелкие алмазные зерна. С их применением выполняют окончательную доводку тонких лезвий, заточку металлообрабатывающих резцов, операции финишной шлифовки.
- 125/100 – средние алмазные зерна. Заточка изделий до состояния необходимой остроты.
- 160/125 – крупные.
- 200/160 – очень крупные алмазные зерна. Абразивы подходят для выравнивания поверхности режущего инструмента.
Применение шлифовальных кругов в зависимости от размера зерна
Выбор размера зерна определяется поставленной задачей. На тыльной или лицевой стороне нанесена маркировка, на которой указан размер абразивного зерна.
Чем меньше стоящее на маркировке перед буквой Р число, тем для более грубой работы предназначен шлифовальный круг. Ниже приведены назначения дисков в зависимости от зернистости:
- зерно от 16 до 36 – плоская шлифовка торцевой частью диска;
- 24-36 – круговая обдирка плоскостью диска;
- 60-120 – чистовая круговая шлифовка;
- 170-220 – заточка ножей, сверл, фрез;
- 180-320 – финишная шлифовка и доводка.
Диски с крупным зерном применяются преимущественно на мощных стационарных станках, тогда как мелкозернистые нередко используют на ручных углошлифовальных машинках для кропотливых и точных работ по доводке и полировке изделий.
При проведении работ следует придерживаться правил техники безопасности – пользоваться защитными очками и респиратором для защиты органов дыхания от частиц пыли.
Особенности кругов на органических связках
Все органические связки не могут обходиться без наполнителя. Они обладают слабыми показателями твердости, устойчивости к повышенным температурным режимам и плохо проводят тепло, но зато отличаются хорошей производительностью и высокой скоростью проведения операций заточки инструмента.
Алмазные диски на основе органического компонента целенаправленно применяют в доводочных обработках и когда выполняют чистовые работы. Они отлично справляются при заточке победитовых материалов, твердокомпонентных сплавов, любых металлов и материалов из сверхтвердых структур. Выводят обрабатываемую поверхность на уровень 12 и 11 класса шероховатости. Диски мало подвержены засаливанию, но очень быстро изнашиваются.
Профили на керамических связках
В связках на керамике используется покрытие из алмазоникеля. Это покрытие бывает однослойным либо может наноситься в несколько слоев. Толщина связующего вещества на керамической основе не превышает 2/3 величины зерен алмаза. Благодаря тому что между вершинами кристаллов и связкой имеется свободный промежуток, стружка, снятая с обрабатываемой поверхности, автоматически удаляется, не создавая дополнительных препятствий процессу заточки.
Основные свойства заточных дисков на керамической связке:
- отличная способность к снятию слоя металла во время заточки;
- возможность создавать абразивный инструмент любой конфигурации;
- высокая проводимость тепла;
- приемлемая стоимость изделий.
Связки для алмазных шлифовальных кругов
Шлифовальные алмазные круги выпускаются с тремя видами связок: металлическими, обозначаемыми литерой М (в качестве основы выступают композиции из олова, цинка, меди, алюминия), керамические, обозначаемые литерой К (с основой из стекла, или шамота и добавлением алюминия) и органические, маркируемые литерами КБ или К (из карболита или пульвербакелита). Если применяется наполнитель, то его роль выполняет порошок из графита, меди, глинозема, электрокорунда или карбида бора.
Алмазные круги в конструкции которых используется металлическая связка, характеризуются повышенной теплостойкостью и прочностью, долго сохраняют геометрическую форму и отличаются длительным сроком службой, но быстро засаливаются. Они применяются для сошлифовки большого объема материала и его предварительной обработки. В результате получается поверхность с восьмым-девятым классом шероховатости. Наполнитель в таких кругах не используется, а рабочий слой может закрепляться на переходном стальном кольце, которое крепится к корпусу.
Свойства кругов с металлической связкой:
- высокая твердость;
- большая скорость работы и производительность;
- хорошие показатели термостойкости и теплопроводности;
- высокая производительность съёма.
Органическая связка требует использования наполнителя. Имеет незначительную твердость термостойкость и теплопроводность, но достаточно высокую производительность и скорость обработки.
Круги с органической связкой применяются при доводочных и чистовых работах, для доводки и чистовой заточки изделий из сверхтвёрдых материалов и твёрдых сплавов, при обработке медицинских и мерительных инструментов. Позволяют получить поверхность одиннадцатого и двенадцатого классов шероховатости. В отличие от кругов с металлической связкой мало засаливаются, но в три раза больше расходуют алмазы.
Инструменты с керамической связкой характеризуются алмазоникилевым покрытием, которое может наноситься как в один, так и в несколько слоев. Толщина связки составляет две третьих размера алмазных зерен. Благодаря этому кристаллы выступают над поверхностью связки, но надежно фиксируются. В результате образующаяся стружка легко удаляется с обрабатываемой площади.
Свойства кругов с керамической связкой:
- высокая режущая способность;
- доступная стоимость;
- любая геометрия;
- высокая теплопроводность.
Используются для шлифования и резки германия, кремния, ситала, иных полупроводниковых материалов, технического стекла и керамики, обработки камня. Применяется и для доводки изделия из легированных сталей, твердых сплавов, при изготовлении ручного инструмента.
Алмазные круги с металлической связкой эксплуатируются только с водяным охлаждением, со связкой органической могут работать как с охлаждением, так и без него, при этом не допускается использование щелочных растворов.
Характеристики и особенности алмазных кругов для заточки резцов
Алмазные круги для заточки резцов токарных и другого режущего инструмента в зависимости от формы профиля и типа абразива целенаправленно подходят для следующих операций:
- С формой прямого плоского профиля марки 1A1 – для проведения обработки изделий цилиндрической формы, плоских деталей и затачивания резцов из сплавов твердой структуры.
- С формой тарельчатого профиля марки 12A2-20* – для проведения операций заточки передней части инструмента, который имеет много лезвий, выполненных из сплавов твердой структуры, фрез, состоящих из сборочных единиц либо цельнометаллических, фрез червячного типа, пил дисковых.
- С формой чашечного профиля марки 12A2-45* – для работ с задними и передними поверхностями твердосплавных резцов и шлифования торцов.
- С формой тарельчатого профиля марки 12R4 – для проведения операций доводки и заточки, как в случае с диском марки 12A2-20*.
- С формой прямого плоского профиля и устроенными по обе стороны выточками марки 9A3 – для работы с резцами из твердых сплавов, конструктивными элементами машин, материалов полупроводниковой структуры, инструментом для измерений.
- С формой плоского выпукло-полукруглого профиля марки 1FF1 – для заточки и шлифовки изделий из твердых сплавов.
- С формой плоского конического по двум сторонам профиля для работы с фасонными поверхностями и резьбой.
Следует сказать о концентрации алмазной составляющей, которая имеет влияние на режим заточки. При стопроцентном показателе круги имеют высокую производительность и способны выдерживать жесткие режимы обработки, не подвергаясь при этом деформации. При 50%-м показателе диски применяют чаще всего для любых видов работ. При 20%-м показателе – доводочные круги для ручной подачи инструмента.
Сфера потребления алмазных кругов и классификация
Заточные круги алмазные по назначению пользуют для заточки пил изготовленных из твёрдых сплавов, с их помощью выполняют доработку напаек, они незаменимы при заточке токарных резцов и т. д. У них мелкая структура, позволяющая выполнить отделку обрабатываемого изделия, что невозможно сделать, используя рядовой стандартный абразивный наждак. Диски шлифовальные разных видов, типов алмаза и зернистости на механических и органических связках используют для доработки и заточки токарных резцов, фрез и других приборов из твердого сырья. Российский рынок алмазных кругов представлен изделиями разнообразной формы:
Какой диск применять в каждом конкретном случае, нужно определять индивидуально, исходя из предлагаемой заготовки, поверхности, площади и технологичности. Если для дисковой пилы нужен круг тарелка, которая благодаря острому краю может работать между зубьями, то для ножа более подходящим будет прямой профиль или чашка. Чтобы вернуть первоначальные качества токарных резцов, сверл и других приборов необходимо использовать надежные точила.
Формы алмазных дисков
Заточные круги различают и по зернистости:
- 100/80 – мелкая фракция;
- 125/100 – средняя;
- 160/125 — крупная;
- 200/160 – более крупная;
Изделия с мелкой зернистостью используют для завершающей доводки токарных резцов, ножей, лезвий и т. п. Используя изделия со средним звеном можно добиться нужной остроты режущей части приспособления. Крупная структура зерна позволяет, например, снять часть металла и выровнять режущую часть детали. Изделия с мелкой и средней зернистостью наиболее распространены, ими пользуются и в быту.
Точильный диск различают по диаметру (125–300 мм). Поэтому подбирать его нужно исходя из размера имеющегося точила. Немаловажной считается в таких изделиях толщина и ширина алмазного слоя. Широкий слой позволит удобно обработать деталь приличной площади или большого диаметра сверло, кроме того, износ алмазного покрытия будет продолжительным.
Алмазные круги для заточки универсальны, именно они могут реставрировать режущие возможности вышедшего из работы продукта, а после выполнения этой процедуры вернуть в технологический процесс. Его употребляют для заточки концевых и дисковых фрез, резцов, сверл разного диаметра, такой инструмент после обработки отличается достойными режущими способностями и точностью.
Отличительной чертой такого заточного круга считается наличие на рабочей части мелкой фракции алмазного зерна, доказано практикой, что он способен выполнить точную отделку режущей части резца, пластины, ножа и других инструментов. В зависимости от цели применения делается выбор алмазного круга для заточки. Для финишной доработки практикуют использование точила прямого профиля.
На что стоит обратить внимание при выборе алмазного диска
От правильного выбора алмазного диска напрямую зависит удобство и быстрота работы на заточном станке. В некоторых случаях неправильный выбор может послужить причиной деформации диска или порчи резца. Вот что нужно проанализировать, прежде чем выбрать конкретный диск:
- марку металла, который будет подвержен заточке или тип твердого сплава;
- обороты и мощность заточного станка;
- форму обрабатываемой поверхности;
- степень допустимой шероховатости.
Приобретаемый алмазный диск должен строго соответствовать всем этим параметрам.
Если вы профессионал, работающий с токарным оборудованием, или человек, имеющий опыт применения алмазных заточных кругов, поучаствуйте в обсуждении темы в комментариях. Знания специалиста всегда в цене!
