Предназначенный для обработки металла электрический заточной станок нуждается в периодической правке наждачного круга. Необходимость восстановления формы вызвана неравномерным стачиванием поверхности (слева, справа или по центру). Для правки заточных кругов предназначен специальный инструмент — алмазный карандаш.
Фотография № 1: Заточной станок (слева и справа — абразивные круги)
Карандаш представляет собой изделие с высоким классом износостойкости, которое используется для шлифовки поверхности абразивного круга и восстановления заточных свойств инструмента. Поскольку синтетические и природные алмазы гораздо тверже материала, из которого выполнен заточной круг, инструмент с высокой степенью эффективности удаляет дефекты и неровности, восстанавливая свойства камня. В этой статье мы расскажем об особенностях строения и основных принципах выбора алмазного карандаша.
Фотография № 2: Алмазный карандаш для правки кругов в сопоставлении с линейкой
Как устроен алмазный карандаш?
Алмазный правящий карандаш имеет вид штыря из стали длиной в 5 см. В нижней части изделия размещены природные/синтетические алмазы. Функцию связующего звена выполняет металлический сплав с коэффициентом расширения, близким к аналогичному показателю у кристаллов алмаза.
В бытовых условиях наиболее часто используют инструмент диаметром 80–100 мм. При работе его фиксируют в специальных удерживающих приспособлениях. Для профильного шлифования и правки кругов больших диаметров рационально купить алмазный карандаш с большими кристаллами в оправе. Преимущество крупных алмазов состоит в наличии естественных граней, которые увеличивают стойкость инструмента к износу.
Изображение № 1: Схема устройства алмазных карандашей типов 01, 02, 03, 04 по ГОСТу
Оправа изделий бывает различных форм: цилиндр, ступени, конус. Есть алмазные карандаши с резьбой. Внутри изделия алмазы удерживаются методом пайки, чеканки или металлическими зажимами. Крепить карандаш в фиксатор следует таким образом, чтобы инструмент выступал за края оправы максимум на ¼ длины.
Как применяют алмазные карандаши?
Правка абразивных кругов алмазным карандашом — высокоточный способ восстановления свойств рабочей поверхности изделия. Инструмент позволяет править фасонный профиль и возвращать исходную геометрию на высоких скоростях. Процесс правки представляет собой обтачивание хрупкого материала более плотным абразивом.
Изображение № 2: Схема установки карандаша относительно обрабатываемого наждачного круга
Для получения оптимального результата рекомендуется устанавливать инструмент под углом в 10–15 градусов в сторону вращения круга с небольшим разворотом в направлении подачи. Такой способ позволяет периодически вращать инструмент по оси, уменьшая нагрузку и разрушение рабочей части карандаша.
Правка шлифовальных кругов
При износе круга зерна абразива под действием обрабатываемого материала разрушаются (обламываются, истираются, заглаживаются) и вырываются из связки. Неравномерная выработка поверхности круга приводит к нарушению его геометрии. Интенсивность и характер износа абразивных кругов зависят от характеристик самого круга и материала обрабатываемых изделий. Если износ круга происходит только за счет выкрашивания зерен, в работу вступают новые зерна, и происходит так называемое самозатачивание инструмента. Это нормальное явление. Хорошим самозатачиванием обладают мягкие круги. У кругов с высокой твердостью преобладают процессы затупления (сглаживания режущих кромок зерен) и засаливания.
Засаливание круга — это процесс, при котором снимаемая со шлифуемой детали стружка вместе с истертыми абразивными зернами и связкой попадает в поры шлифовального круга и заполняет их, в результате чего режущая способность круга резко снижается.
Затупление, засаливание и истирание абразива вызывает снижение режущей способности круга, следствием чего является увеличение вероятности прижегов, снижение качества обработки и производительности.
Чтобы восстановить форму шлифовального круга и его режущие свойства применяют операцию правки, представляющую собой съем абразивного материала и связки с поверхности круга, осуществляемый специальными правящими инструментами.
Правка шлифовального круга может потребоваться и для нового круга, при его биении. Биение можно проверить касаясь вращающегося круга кончиком маркера (мела, карандаша) упертого в подручник. Если медленно подавать маркер к поверхности вращающегося круга, он будет оставлять следы на поверхности с избыточным материалом, который необходимо убрать при правке.
Проверка биения шлифовального круга
Не лишним будет перед правкой проверить круг на наличие скрытых трещин. Для этого он снимается со станка, устанавливается на деревянную ось (можно подвесить на веревке) и простукивается каким-нибудь предметом. Целый круг издает мелодичный звон, круг с трещиной звучит коротко и глухо.
Проверка шлифовального круга на наличие трещин
При правке кругов, в воздух выделяется много пыли, поэтому желательно приделать у подручника шланг пылесоса и пользоваться респиратором.
Основные способы правки шлифовальных кругов
Несмотря на технологическую простоту процесса правки кругов, существует довольно много способов и технологий этой операции. В зависимости от материала правящих инструментов различают правку алмазным и безалмазным инструментом. По характеру взаимодействия шлифовального круга и правящего инструмента, правку подразделяют на обтачивание, обкатку, шлифовку, тангенциальное точение. В промышленности применяется правка накатыванием (для профильных шлифкругов) и свободным абразивом.
В домашних условиях используют наиболее простые способы правки, целью которых может быть: зачистка круга от засаливания, выравнивание (восстановление профиля) и перепрофилирование.
Зачистка производится в том случае, если требуется очистить круг от засаливания, не изменяя при этом его формы. Очистка может производиться осколком любого абразивного круга с твердостью R, S, T, или абразивным бруском. Технология зачистной правки проста. Куском абразивного материала, упертого в подручник, производится зачистка профильной поверхности вращающегося круга — продольными движениями вдоль нее.
Очистка засаленного шлифовального круга
Правка обтачиванием
. Правка обтачиванием представляет собой разрушение (точение) абразивного материала и связки шлифкруга правящим инструментом высокой твердости, который работает примерно так же, как работает обычный резец, срезающий слой материала с вращающейся заготовки. В качестве рабочих органов правящих инструментов используются эльборовые вставки или алмазы, закрепленные в оправках с помощью механического зажима, пайки или чеканки.
Правящие инструменты имеют различную конструкцию. Одни из них представляют собой стержень, в вершину которого вставлен один относительно крупный алмаз, эти инструменты называются алмазными иглами, алмазами в оправе.
Алмазная игла, алмазный карандаш, алмазная шарошка
Другие инструменты имеют расширенную рабочую поверхность, на которой в определенном порядке или беспорядочно закреплено некоторое количество алмазов. Такую конструкцию имеют алмазные карандаши для правки кругов, гребенки, шарошки.
Рабочая поверхность у этих инструментов располагается, как правило, перпендикулярно ручке. Глубина алмазного слоя может достигать значительных величин. Чем она больше, тем продолжительнее срок службы инструмента. При изнашивании верхних алмазов в работу вступают нижележащие слои.
При правке круга, инструмент опирается на подручник и вводится своей рабочей поверхностью в контакт с вращающимся кругом, снимая с него слой абразива и выравнивая его поверхность.
Правка абразивного круга алмазной шарошкой
Правка абразивного круга алмазным карандашом
Алмазные или эльборовые резцы вставляются в оправки, обеспечивающие нужную подачу и траекторию движения режущей части инструмента. На рисунке ниже приведено несколько вариантов приспособлений для правки шлифовальных кругов с помощью алмазных игл или эльборовых вставок. Все они имеют в своей конструкции винт, с помощью которого алмазный или эльборовый резец выдвигаются из приспособления на необходимую величину (подачу). Прямолинейность движения инструмента относительно круга обеспечивается системой шип-паз или выступом на приспособлении, который упирается в кромку подручника.
Приспособление для правки шлифовальных кругов
Приспособление для правки шлифовальных кругов
При отсутствии специальных правящих инструментов (игл, гребенок, шарошек) обтачивающую правку круга можно произвести эльборовой вставкой, закрепив ее в резцедержателе или просто зажав в плоскогубцах.
Правка шлифовального круга эльборовой вставкой
При обточке алмазной иглой, правящий инструмент нужно подавать под углом к обрабатываемой поверхности — как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости. Правильная и неправильная установка инструмента в вертикальной плоскости показана на рисунке ниже.
Положение алмазной иглы по отношению к шлифовальному кругу: а — правильной, б — неправильное.
Расположение резца под углом к обрабатываемой поверхности позволяет менять режущую кромку инструмента, проворачивая его вокруг своей оси, чтобы в работу вступали новые, не затупившиеся грани.
Чистоту обработки можно регулировать, изменяя скорость продольной (вдоль обрабатываемой поверхности) подачи инструмента. Чем она меньше, тем глаже получается поверхность круга. Если круг предназначается для обдирки, скорость подачи нужно увеличить — для получения более грубой поверхности.
Проверить качество правки можно, приложив к обработанной поверхности линейку, которая должна прилегать к кругу плотно, без зазоров.
Проверка профиля шлифовального круга
Правка обтачиванием алмазными и эльборовыми инструментами позволяет обеспечить высокую точность геометрии круга. Ее относительным недостатком является сглаживание обрабатываемой поверхности, которое может быть нежелательным, если выправленным кругом планируется производить обдирочные работы. В этом случае лучше применить правку обкатыванием.
Шлифовальные круги можно править брусками из зеленого карбида кремния на керамической связке, зернистостью F14-F36 (125-50), твердостью R, S, T. Для правки алмазных кругов (возможно и эльборовых) на керамической и металлической связке, зернистость бруска должна быть примерно такой же, как и круга, твердость — среднемягкой или средней, структура — средней или открытой.
Абразивный брусок
Однако правка алмазных кругов абразивными брусками сопровождается большим расходом брусков и отнимает много времени. Более эффективно правку алмазного круга можно осуществлять абразивным правящим кругом, получающим вращение от своего привода (см. ниже).
Правка обкатыванием
. При правке абразивных кругов способом обкатывания, дробление, скалывание и удаление абразивных зерен с поверхности круга производится инструментом круглой формы, получающим свое вращение от шлифовального круга. В качестве правящих инструментов используются карбидокремниевые круги, стальные диски с цементированной и закаленной поверхностью, твердосплавные ролики, звездочки-шарошки. Наибольшее распространение получили звездочки-шарошки.
Правка абразивного круга обкатыванием
Рабочая часть вращающейся шарошки для правки абразивных кругов представляет собой набор дисков и зубчатых звездочек из износостойкого металла, насаженных на одну ось. При контакте с вращающимся шлифовальным кругом, диски и звездочки сами начинают вращаться, обкатываясь и скользя по поверхности круга. В результате происходит разрушение и выкрашивание абразивных зерен и выравнивание профиля круга.
Вращающиеся шарошки изготавливаются не только в виде инструмента, предназначенного для держания в руках, но и стационарно закрепляемого на неподвижном основании. С их помощью может производиться правка кругов, установленных на ручные шлифовальные машины.
Шарошка для правки абразивных кругов
Шарошка для правки абразивных кругов
Недостатком правки с помощью вращающихся шарошек является большое пылеобразование и относительно низкая точность обработки. Достоинствами — высокая производительность и отсутствие заглаживания поверхности круга, как это происходит в случае правки обтачиванием алмазными или эльборовыми инструментами. Если круг готовится для обдирочных работ, правка вращающейся шарошкой — наилучший вариант. Этот способ можно также применять в качестве предварительной операции перед правкой алмазным или эльборовым инструментом. С повышенным пылеобразованием борются, подсоединив к полой рукоятке шарошки пылеотсасывающий рукав, соединенный с пылесосом.
Правка шлифованием
. Правка шлифованием также производится вращающимся инструментом. Однако в отличие от правки обкатыванием, правящий инструмент получает вращение от своего собственного привода, а не от шлифовального круга.
В качестве шлифующих инструментов используются алмазные ролики, карбидокремниевые, алмазные или эльборовые круги, диски из твердых сплавав карбида вольфрама. Ось их вращения при правке может быть как перпендикулярна, так и параллельна оси вращения обрабатываемого диска. В последнем случае направление вращения правящих кругов или роликов может совпадать с направление вращения шлифовального круга или быть направленным против него.
Важной особенностью правки шлифованием является то, что скорость вращения круга, который правится, должна быть небольшой — не более 25 м/мин (в 60 раз медленнее, чем при шлифовании), в то время как вращение правящего инструмента должно быть нормальным рабочим. Вращение круга вручную недопустимо, так как следствием неравномерного вращения является некруглость или неровность рабочей поверхности после правки.
Недостатком правки шлифованием является то, что для ее осуществления кроме самих правящих дисков или роликов необходимо иметь еще инструмент для их вращения. При правке в домашних условиях наилучшим, пожалуй, вариантом является использование для правки болгарки с алмазным кругом. С ее помощью можно править как электрокорундовые, так и алмазные круги. Болгарка, используемая для правки, должна иметь приспособление для упора, которое можно закрепить на месте ручки.
Упор на болгарке для правки абразивных кругов шлифованием
На фото ниже показан процесс правки алмазного круга шлифованием с помощью болгарки, оснащенной старым алмазным кругом.
Правка алмазного круга шлифованием
При правке алмазных кругов рекомендуется использовать охлаждение, которое предотвращает сгорание алмазных зерен, которое может происходить при температуре выше 700-800°C.
Видео:
При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.
Литература
Виды карандашей для правки кругов
На практике обычно применяют инструменты нескольких основных видов, различающиеся по расположению алмазов в рабочей части.
- Тип Ц — расположение кристаллов цепочкой.
- Тип С — камни идут слоями (с перекрытиями и без).
- Тип Н — кристаллы не имеют определенной ориентации.
Также изделия относят к разным маркам по количеству алмазов и их массе, размеру оправы и другим параметрам.
Изображение № 3: Таблица соответствия типов карандашей и вариантов обработки поверхностей
К примеру, карандаш типа Ц выполняется из кристаллов массой 0,03–0,5 каратов. Изделия используют для восстановления кругов, предназначенных для бесцентрового фасонного, внутреннего и круглого шлифования.
Инструменты подвида С бывают двух марок:
- мелкозернистые с 10 и более алмазами в одном слое;
- малозернистые с 2–5 камнями на слой.
Изделия обоих типов подходят для чистового шлифования поверхностей.
Карандаш С-класса изготавливается из колотых и дробленых алмазов и используется для восстановления формы абразивных кругов мелкозернистой структуры.
МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ
4.1. Контроль размеров роликов проводят с применением универсальных измерительных инструментов.
4.2. Контроль роликов на соответствие требованиям пп. 2.5 и 2.6, а также параметров шероховатости поверхностей ролика проводят визуально путем сравнения с контрольным образцом.
Радиальное и торцовое биения роликов контролируют на оправке индикатором. Оправка должна быть закаленной до твердости HRCэ 51,5, со шлифованными посадочной и прижимной поверхностями с параметрами шероховатости Ra £ 0,63 мкм и доведенными центровыми отверстиями. Центровые отверстия должны иметь предохранительный конус. Радиальное биение посадочной поверхности и торцовое биение прижимной поверхности оправки не должны превышать значений 4 степени точности по ГОСТ 24643.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
4.3. Балансировка и контроль дисбаланса роликов должны производиться на специальных балансировочных станках.
4.4. Контроль роликов по п. 2.10 проводят на круглошлифовальных станках специального назначения для обработки коленчатых валов при правке шлифовального круга ПП1060´58´305 24А32-ПС2К5 и следующем режиме:
частота вращения ролика мин-1…………………………………. 2800
скорость продольной подачи ролика, м/мин…………….. 0,3
поперечная подача ролика, мм/дв. ход……………………… 0,03
окружная скорость шлифовального круга, м/с…………… 45
расход СОЖ, л/мин………………………………………………….. 20
(Введен
дополнительно, Изм. № 2).
Маркировка алмазных карандашей
Чтобы выбрать подходящий инструмент, обратите внимание на маркировку. Стандартные обозначения изделий прописаны в ГОСТ 607-80. В регламенте указаны такие параметры, как размер инструмента, разновидности, технические требования и т. п.
Обязательными становятся следующие пункты:
- товарная марка компании, которая выпустила карандаш;
- обозначение изделия без первых шести цифр;
- виды алмазов (01, 02, 03), где буква А соответствует природным камням, С — синтетическим;
- номер согласно маркировке производителя.
Пять первых цифр в шифре — стандартное обозначение расположения камней и их веса, который колеблется в пределах 0,5–2 карата.
Номера 0051–0055
Изображение № 4: Цепочное расположение природных алмазов
В этих изделиях камни размещены по цепочке. Сфера применения карандашей — правка абразивных кругов средней плотности. В составе — природные алмазы.
Масса алмаза по номерам:
- 0051–0053 — 0,5 карат;
- 0054 — 1 карат.
Номера 0081–0085
Изображение № 5: Слоистое расположение природных кристаллов
Кристаллы идут послойно. Изделия используют для правки кругов максимальной твердости. В составе — природные алмазы.
Масса алмаза по номерам:
- 0081–0083, 0085 — 1 карат;
- 0084 — 2 карата.
Номера 0086–0088
Изображение № 6: Послойное расположение технических камней
Алмазы в изделиях расположены слоями. Масса всех кристаллов — 1 карат. Камни синтетические, подходят для шлифовки кругов средней твердости диаметром до 600 мм.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
2.1. Алмазные ролики должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по рабочим чертежам, утвержденным в установленном порядке.
2.2. Ролик должен состоять из стального корпуса и соединенного с ним алмазоносного слоя.
2.3. Корпус ролика должен изготовляться из стали марки 40Х по ГОСТ 4543 или марки 45 по ГОСТ 1050.
2.4. Для изготовления алмазоносного слоя должны применяться природные алмазы XVI группы, подгруппы б и связка. Допускается применение алмазов указанных характеристик с металлическим покрытием.
(Измененная редакция, Изм. № 2).
2.5. Кристаллы алмаза должны располагаться на поверхности алмазоносного слоя равномерно.
2.6. На рабочей поверхности алмазоносного слоя не должно быть трещин, раковин, видимых невооруженным глазом.
2.7. Точность изготовления алмазных роликов должна соответствовать следующим требованиям:
допуск торцового биения ролика относительно оси посадочного отверстия — не более 0,018 мм;
допуск радиального биения наружной поверхности ролика относительно оси посадочного отверстия — не более 0,015 мм;
отклонение от цилиндричности наружной поверхности ролика — не более 0,015 мм.
(Измененная редакция, Изм. № 2).
2.8. Величина дисбаланса ролика не должна быть более 0,15 г × см.
2.9. Требования безопасности при правке шлифовальных кругов алмазными роликами — по ГОСТ 12.3.023.
(Введен
дополнительно, Изм. № 1).
2.10. Установленный ресурс (количество правок) должен быть не менее 28500 — до 01.01.91, с 01.01.91 — 29000.
(Введен
дополнительно, Изм. № 2).
