Концентрация алмазов в алмазных кругах
Важной характеристикой алмазных кругов, которая определяет режущую способность и производительность, является концентрация алмаза в алмазоносном слое. Промышленность выпускает стандартные пропорции: 25%, 50%, 100% (при 100%-ной концентрации содержится 0,878 мг алмазного зерна в 1 кубическом мм алмазоносного слоя).
Характерной особенностью алмазного круга является то, что работа алмазоносного слоя происходит не за счет полного износа зерен, а вследствие выпадания их из круга.
Связка
Виды связок, используемые при производстве
| МатериалСвязка | Керамическая | Органическая* | Металлическая |
| Эльбор | KC10, K27 | B48, B481, B482, B483, KБ | |
| Алмаз | K11 | B48, B481, B482, B483, B2-01 | M2-01, M2-02 |
*для эффективной работы инструмента на органической связке рекомендуется использование зерна с металлическим покрытием.
Применение связок для кругов из эльбора и алмаза
| Марка связки | Применение |
| Керамическая | |
| КС10 | в кругах для круглого наружного, бесцентрового, плоского шлифования |
| К27 | в кругах для внутреннего шлифования, профильного шлифования |
| К11 | для операции шлифования алмазными кругами |
| Органическая | |
| B48 | универсальная связка для шлифования с СОЖ и всухую при средних режимах, для станков с ЧПУ |
| B481 | для «сухого» шлифования, в кругах чашечной формы с шириной рабочего слоя W > 5 мм |
| B482 | для шлифования с СОЖ, в узкокромочных (W ≤ 5 мм) кругах, для станков с ЧПУ, для отрезных кругов |
| B483 | для сухого шлифования, в узкокромочных (W ≤ 5 мм) кругах |
| B2-01 | для шлифования с СОЖ при легких режимах, на станках с ручным управлением |
| Металлическая | |
| М2-01 | Для алмазного шлифования стекла, керамики |
| М2-02 | Для алмазных отрезных кругов |
вначало
Подбор концентрации алмазного слоя
При подборе оптимальной концентрации алмаза в алмазоносном слое действует следующее правило:
— при небольшой контактной поверхности между шлифовальным кругом и обрабатываемой деталью, например при круглой шлифовке, необходимо выбирать высокую концентрацию алмаза. Благодаря этому обеспечивается износостойкость инструмента, даже при высоких нагрузках (100%).
— при большой контактной поверхности требуется принятия мер по снижению температуры в зоне шлифования и уменьшению усилий шлифования для исключения прижогов. В этом случае следует использовать низкую концентрацию алмаза (50%).
Круги с 25%-ной концентрацией применяются для доводочных работ.
Разновидности алмазных дисков
Алмазные отрезные диски имеют определенные различия по конструкции и технологии изготовления.
Виды алмазных дисков по строению
По строению диски для сухой резки подразделяются на:
- сплошные;
- сегментированные;
- турбо;
- турбосегментированные.
Сплошные алмазные диски. Оснащены сплошной режущей лентой, идущей по окружности, в которую вкраплены искусственные алмазы в несколько рядов. Для резки керамики и других материалов, где точность реза является основным параметром, предпочтительнее круги со сплошной кромкой.
Сегментированные алмазные диски. Сегментированные разделены радиальными прорезями на несколько рабочих участков одинакового размера, они более стойкие к механическим и температурным нагрузкам и применяются чаще, чем сплошные, хотя и стоят несколько дороже. Они более производительны, чем сплошные, но рез после них не такой точный. Лучше всего их применять для грубого реза бетонных конструкций.
Алмазные диски турбо. Турбодиски отличаются наличием косой (и не только) насечки по боковым сторонам обода. Она несколько увеличивает механическую прочность круга и значительно усиливает интенсивность отвода тепла, что позволяет ускорить резку от 50 до 100%. Как и сегментные диски, «турбо» пригодны для быстрой резки любых минеральных материалов широкого диапазона твердости — от песчаника до бетона и гранита.
Алмазные диски турбосегментированные. Еще более производительны круги, разделенные на сегменты с боковой насечкой «турбо». Они отличаются высокой производительностью и универсальностью.
Различие дисков по расположению алмазов
Искусственные алмазы закреплены в рабочем ободе в определенном порядке. Есть круги с равномерным их распределением, когда в любой из выбранных единиц длины или сегменте находится одинаковое количество кристаллов.
Но есть и круги, в которых алмазы расставлены с определенным периодом (так называемые сэндвичные). Они более производительны, обеспечивая меньшее усилие на инструмент, более эффективное охлаждение и равномерное распределение усилия.
Алмазные диски для сухой и мокрой резки
По способу резки алмазные диски подразделяются на круги для сухой и мокрой резки. Первые обеспечивают точный рез и более «чистые» в работе, но требуют применения устройств по отсосу пыли — при резке образуются очень мелкие частицы твердых материалов, которые раздражают глаза и дыхательные пути. Круги с водяным охлаждением работают при постоянном притоке жидкости, которая связывает и смывает пыль, но не всегда их можно использовать. Это связано с некоторой громоздкостью гидросистемы и образованием потеков.
Круги для сухой резки можно использовать в машинах с водяным охлаждением, но диски для «мокрой» резки без охлаждения использовать нельзя — они перегреваются и быстро разрушаются.
Применение алмазных кругов в зависимости от зернистости:
Зернистость круга выбирается в зависимости от требуемой чистоты обрабатываемой поверхности.
Для чернового шлифования применяют алмазные круги зернистостью: 400/315 315/250 250/200 200/160 160/125
Для чистового шлифования применяют алмазные круги зернистостью: 125/100 100/80
Для тонкого шлифования применяют алмазные круги зернистостью: 80/63 63/50 50/40
Для доводки и полирования алмазные круги зернистостью: 60/40 40/28 28/20 20/14 14/10 10/7 7/5 5/3 3/2
Неглубокая тарелка. Маркировка 12А220
По внешнем виду тарелка заметно отличается от чашки глубиной, как правило, высота тут всего 18 мм. В другом все стандартно, алмазный заточной круг 12А220 150*10*2*18*32 160/125 — тарелка диаметром 150 мм, ширина алмазного слоя 10 мм, толщина 2 мм, глубина — 18 мм(неглубокая), посадка 32 мм. Зерно 165/100 — достаточно крупное по сравнению с другими.
Еще на заметку: Какие бывают ножи для электрорубанка и как их точить
Тарелки бывают на 150 мм и на 125 мм диаметром.
Они отлично подходят для заточки инструмента, более того, на них точат твердосплавные напайки на дисковых пилах. Для того, чтобы заточить такие напайки, понадобится тонкая тарелка, чтобы край смог пролезть между зубьями.
Связки для алмазных кругов
Алмазные круги на металлической связке (М) (В качестве металлической связки применяется бронза и ее модификации). Металлическая связка используется для предварительных операций, требующих съёма сравнительно больших припусков, для заточки твердосплавного инструмента, шлифования изделий из твердого сплава, стекла, керамики, полупроводниковых и труднообрабатываемых материалов с применением охлаждающей жидкости.
М2-01 М1-01 М2-02
Алмазные круги на органической связке (В) (В качестве органической связки применяется обычно бакелит). Органическая связка применяется для чистовых и доводочных работ: чистовой заточки и доводки режущего инструмента из твердых сплавов и сверхтвердых материалов, чистового шлифования и доводки измерительного инструмента, для обработки материалов высокой твердости.
В2-01 В1-02 В1-01
Кубический нитрит бора (CBN): Шлифование и доводка инструмента из вольфрамовых (Р18, Р12, Р9), вольфрамо-молибденовых (Р6М5) и других быстрорежущих сталей. Деталей из жаропрочных, нержавеющих и высоколегированных конструкционных сталей высокой твердости (НРС 55 и выше).
- Шлифовка и доводка однолезвийного инструмента: медицинских, маникюрных, ножниц, ножей, топоров, пил, коньков, стамесок, рубанков, цепи бензопил…
- Шлифовка и доводка многолезвийного инструмента: пилы для деревообработки, разверток, зенкеров, сверл, фрез.
- Шлифование корпусных изделий, резьбы, профиля зубьев шестерен… Деталей, получение высокой точности которых ограничивается большими тепловыми деформациями.
Материал
Марка
| Связка | Применение | |||
| кер. | орг. | мет. | ||
| Эльбор | ||||
| ЛКВ40 | + | Шлифование термообработанных сталей: закаленных, азотированных, цементированных, быстрорежущих | ||
| ЛКВ50 | + | Высокопроизводительное (в т.ч. высокоскоростное и глубинное) шлифование термообработанных сталей, отбеленного чугуна, износостойких покрытий | ||
| ЛКВ60 | + | Высокопроизводительное шлифование при наиболее интенсивных режимах | ||
| ЛКВ40М | + | Заточка режущего инструмента из быстрорежущих сталей | ||
| ЛКВ50М | + | Высокопроизводительная, в т.ч. глубинная заточка режущего инструмента. Вышлифовка стружечных канавок | ||
| ЛМ | + | + | Финишное шлифование. Суперфиниширование, притирка, полирование | |
| Алмаз синтетический | ||||
| АС4 | + | Шлифование стекла, хрусталя, керамики, магнитных материалов | ||
| АС6 | + | + | Разрезка твердого сплава, керамики, стекла, в т.ч. кварцевого, оптического | |
| АС15, АС20, АС32, АС50 | + | + | Высокопроизводительное шлифование твердого сплава, спецкерамики. Хонингование | |
| АС4М, АС6М | + + | Заточка режущего инструмента из твердых сплавов | ||
| АСМ | + | + | + | Финишное шлифование твердого сплава, керамики, чистовое хонингование, притирка, полирование |
вначало
Алмазные круги и круги из кубического нитрида бора
Алмазные круги, а также круги из кубического нитрида бора (боразон, кубонит, эльбор) состоят из корпуса и прочно закрепленного на нем рабочего слоя (рис. 28).
Рис. 28. Конструкция алмазного круга (тип АЧК): 1 — корпус круга; 2 — алмазоносный слой
Корпус круга изготовляют из сталей Ст.З, 20, 30, алюминиевого сплава АК6 или Д16. Рабочий слой состоит из зерен алмаза или кубического нитрида бора, связки и наполнителя. Характеристика рабочего слоя определяется маркой алмаза или кубического нитрида бора, зернистостью, концентрацией его и связкой. Толщина слоя составляет 1,5—5 мм в зависимости от размера круга.
За 100%-ную концентрацию принято содержание алмазов или кубического нитрида бора, равное 4,4 карата (0,88 г) в 1 см3 рабочего слоя, или 25% объема его независимо от типа связки. Шкала концентрации алмаза в инструменте, принятая в СССР и большинстве стран мира, приведена в табл. 5. Из таблицы видно, что при так называемой 100%-ной концентрации алмазный порошок фактически занимает только 1/4 часть объема, а остальные 75% приходятся на долю связки с наполнителем и поры.
Шлифпорошки из синтетических алмазов, применяемые для шлифования, заточки и доводки режущего инструмента, выпускаются трех марок: АСО, АРС, АСВ. Зернистость шлифпорошка обозначается дробью, у которой числитель соответствует наибольшему, а знаменатель — наименьшему размерам зерен основной фракции в микронах.
Микропорошки из синтетических алмазов выпускаются двух марок: АСМ и АСН. Зернистость микропорошков указана в табл. 6.
Таблица 5. Концентрация алмазов в инструменте
| Концентрация алмазов, % | Содержание алмазов в единице объема алмазоносного слоя, карат | Объем, занимаемый алмазами в алмазоносном слое, % | |
| 1 см3 | 1 дюйм3 | ||
| 25 50 75 100 125 150 175 200 250 | 1,1 2,2 3,3 4,4 5,5 6,6 7,7 8,8 11,0 | 18 36 54 72 90 108 126 144 180 | 6,2 12,4 18,6 24,9 31,1 37,3 43,5 49,7 62,1 |
Таблица 6. Зернистость микропорошков
| Зернистость | Размер основной фракции |
| 60/40 40/28 28/20 20/14 14/10 10/7 7/5 1/0 | 60—40 40—28 28—20 20—14 14—10 10—7 7—5 1 |
Алмазные круги изготовляют зернистостью 50—40 и главным образом зернистостью 10—7 из алмазов АСО, АСП, реже из АСВ и природных алмазов.
Из кубонита изготовляют шлифпорошки двух марок: КО с размером зерен от 160/125 до 50/40 и КР с размером зерен от 250/200 до 50/40, шлифпорошки КМ с размером от 60/40 до 1/0. Шлифпорошки эльбора выпускают марок ЛО, ЛП, микропорошки — марки ЛМ.
Круги изготовляют на четырех основных связках: органических, металлических, керамических и металлогальванических.
Зернистость шлифпорошков из синтетических алмазов
| АСО АСР АСВ | — — 400/315 | — — 315/250 | — 250/200 250/200 | — 200/160 200/160 | 160/125 160/125 160/125 | 125/100 125/100 125/100 | 100/80 100/80 100/80 | 80/63 80/63 80/63 | 63/50 63/50 — | 50/40 — — |
Основная органическая связка — бакелитовая, состоящая из связующего вещества (фенолформальдегидной смолы) и различных наполнителей, объемное содержание которых обычно составляет от 37,5 до 12,5%. Алмазные круги на бакелитовой связке обладают хорошими режущими свойствами, что позволяет работать с небольшими силами резания. Малое количество образующегося тепла при шлифовании позволяет шлифовать без охлаждения, поэтому эти круги широко используются при заточке многолезвийного инструмента.
Металлические связки изготовляют из различных композиций на основе меди, олова, железа, алюминия, цинка и других металлов. Их применяют в кругах, предназначенных для предварительной и чистовой алмазной обработки при сравнительно невысоких требованиях к шероховатости поверхности (до 8-го класса).
Круги на керамической связке обладают наиболее высокими режущими свойствами и в основном предназначены для одновременной обработки твердого сплава и стальной державки, а также для обработки некоторых высоколегированных сплавов и материалов.
Алмазные круги выбирают в зависимости от их назначения и типа станка. Формы сечений и обозначения кругов регламентированы ГОСТ 16167—70* — 16181—70*. Наиболее употребительные круги приведены в табл. 7. Форма и размеры инструментов из эльбора регламентируются ГОСТ 17123—71.
Рис. 29. Доводка режущей грани инструмента алмазным кругом: а — неправильно; б — правильно
При выборе формы и размеров алмазных кругов и кругов из кубонита необходимо учитывать, что круги должны быть с минимально допустимой для данных условий шлифования шириной рабочего кольца. При работе на проход можно выбрать круги с широким кольцом, а при работе способом врезания ширина кольца должна быть обязательно меньше высоты обрабатываемой поверхности, например высоты зуба (пластинки) пилы. В противном случае произойдет износ рабочего кольца круга не на полную ширину, что приведет к скруглению (завалу) режущей кромки инструмента (рис. 29). Для работ, где требуется большая стойкость кромок, и для предварительного шлифования следует применять круги на металлической связке, а для чистовых работ — круги на органической связке.
Таблица 7. Формы сечений и обозначения алмазных кругов
| Виды кругов | Обозна- чение | Форма сечения | Основные размеры, мм | ||
| наружный диаметр D | алмазоносный слой | ||||
| ширина b | толщина s | ||||
| Плоский прямого профиля | АПП | 12—500 | 3—50 | 2—10 | |
| » с выточкой | АПВ | 100—320 | 3—80 | 1,5—3 | |
| » с двусторонней выточкой | АПВД | 100—250 | 3—20 | 1,5—3 | |
| Чашечный конический | АЧК | 50—250 | 3—20 | 1,5—3 | |
| Тарельчатый с углом 18° | AT | 50—300 | 2—10 | 1,5—3 | |
| Тарельчатый с углом 30° | А1Т | 50—125 | 1—2 | 2—3 | |
| » для обработки винтовых поверхностей | АЗТ | 75—125 | 3—5 | 1,5 | |
Примечание. В обозначении кругов из кубонита буква А заменяется буквой К, а эльбора — буквой Л.
Область применения кругов: АПП — круглое наружное шлифование фрез, фрезерных головок, поднутрение дисковых пил, шлифование плоскостей ножей, полотен пил; АПВ — чистовая заточка и доводка фасок ножей, боковых поверхностей зубьев пил; АПВД — чистовая заточка и доводка фасок ножей, боковых поверхностей; АЧК — чистовая заточка и доводка фасок ножей, боковых поверхностей; AT — чистовая заточка и доводка передней грани фрез и зубьев дисковых и рамных пил; А1Т — заточка и доводка многолезвийного инструмента по передним поверхностям; АЗТ — заточка и доводка многолезвийного инструмента с винтовым зубом.
