Материалы для изготовления абразивных инструментов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет)» (СГАУ)

Факультет заочного обучения

Кафедра ПЛАиУКМ

Контрольная работа

по курсу: «Режущий инструмент»

на тему: «Материалы для изготовления абразивных инструментов »

Выполнил:

студент группы 9337

Савин С.О.

Преподаватель:

Шаров А.А.

Самара 2015

РЕФЕРАТ

Контрольная работа

Пояснительная записка содержит 23 стр. 3 рис и 4 источника.

Цель работы: Ознакомление с материалами которые необходимы для изготовления различных абразивных инструментов ,и их характеристиками типами.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТРИСТИКИ АБРАЗИВНО-ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

2. АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В СВЯЗКАХ С ДРУГИМИ МАТЕРИАЛАМИ

3. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АБРАЗИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ

4. АБРАЗИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ В ЗАРУБЕЖНЫХ СТРАНАХ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

АБРАЗИмВНЫЕ МАТЕРИАмЛЫ (абразивы) (от лат. abrasio -- соскабливание), вещества повышенной твердости, применяемые в массивном или измельченном состоянии для механической обработки (шлифования, резания, истирания, заточки, полированияи т. д.) других материалов.

Естественные абразивные материалы -- кремень, наждак, пемза, корунд, гранат, алмаз и др.; искусственные -- электрокорунд, монокорунд, карбид кремния, боразон, эльбор, синтетический алмаз и др.

Абразивный инструмент в отличие от металлического лезвийного не имеет сплошной режущей кромки, а состоит из огромного числа разобщенных режущих элементов (абразивных зерен), скрепленных между собой связкой. Поэтому работоспособность абразивного инструмента характеризуется не только материалом и размером режущего абразивного зерна, но также составом и количеством связки, структурой (расположением абразивных зерен и пор в инструменте). Все эти параметры, маркируемые на каждом абразивном инструменте, составляют его характеристику (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Маркировка абразивного инструмента:

КАЗ -- марка завода-изготовителя, 14А-- вид шлифовального материала, 40 -- номер зернистости, П -- индекс зернистости, С2 -- степень твердости, 6 -- номер структуры, К5 -- вид связки, А -- класс точности инструмента, 2 -- класс неуравновешенности, ПП -- форма круга, 500 -- наружный диаметр круга (мм), 50 -- высота круга (мм), 305-- диаметр посадочного отверстия (мм), 35 м/с--допустимая окружная скорость.

Абразивные материалы превосходят инструментальные стали по твердости, поэтому они обеспечивают возможность обработки металлов с высокими скоро-стями резания.

Абразивная способность и износостойкость абразивного материала зависят от его твердости, теплостойкости, хрупкости и дробимости зерна, а также от степени химического взаимодействия с обрабатываемым материаломАбразивным может быть любой природный или искусственный материал, зерна которого обладают определенными свойствами: твердостью, прочностью и вязкостью; формой абразивного зерна; зернистостью, абразивной способностью, механической и химической стойкостью, т. е. способностью резания и шлифования других материалов. Главной особенностью абразивных материалов является их высокая твердость по сравнению с другими материалами и минералами. Именно на различии в твердости основаны все процессы шлифовки и резки материалов.

Твердость абразивных материалов определяют либо по шкале Мооса, либо методом вдавливания алмазной пирамиды в поверхность испытуемого материала.

Под абразивной способностью понимают возможность одного материала обрабатывать другой или группу различных материалов. Абразивная способность характеризуется массой снимаемого при шлифовании материала до затупления зерен, либо определяется количеством сошлифованного за определенное время материала. Для определения абразивной способности исследуемый материал помещают между двумя металлическими или стеклянными дисками, которые вращаются в противоположных направлениях. По количеству съема металла или стекол с поверхности дисков за определенный промежуток времени судят об абразивной способности исследуемого материала.

Если принять абразивную способность алмаза за единицу, абразивная способность карбида бора - 0,6, карбида кремния - 0,5. По абразивной способности абразивные материалы располагаются в следующем порядке: алмаз, кубический нитрид бора (боразон), карбид кремния, монокорунд, электрокорунд, наждак, кремень. Абразивная способность зависит от вида шлифуемых материалов, режима работы, вязкости и прочности зерен. Чем меньше в абразивном материале примесей, тем выше его абразивная способность. Под механической стойкостью понимают способность абразивного материала выдерживать механические нагрузки и не разрушаться при резке, шлифовке и полировке. Механическая стойкость абразивных материалов характеризуется пределом прочности при сжатии, который определяют, раздавливая зерно абразивного материала и фиксируя нагрузку в момент его разрушения. При повышении температуры предел прочности абразивных материалов снижается, поэтому в процессе шлифования необходимо контролировать температуру.

Под химической стойкостью понимают способность абразивных материалов не изменять своих механических свойств в растворах щелочей, кислот, а также в воде и органических растворителях. Абразивные материалы часто используют в виде суспензий микропорошков определенной зернистости в различных растворах. В зависимости от номера зернистости применяют различные методы контроля. Для абразивных материалов с зернистостью от номера 200 до 5, как правило, используют ситовой, а для абразивных микропорошков с зернистостью от М40 до М5 -- микроскопический анализ. Абразивные материалы широко применяются при механической обработке. Абразивные материалы используются в виде зерен, скрепленных связкой в различные по форме и назначению абразивные инструменты, или нанесенными на гибкую основу (ткань, бумагу и др.) в виде шлифовальной шкурки, а также в несвязанном состоянии в виде порошков, паст и суспензий.

1. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТРИСТИКИ АБРАЗИВНО-ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Основными характеристиками абразивного материала являются форма абразивных зерен, их крупность, твердость и механическая прочность, абразивная способность, минеральный и гранулометрический составы.

Форма абразивных зерен определяется природой абразивного материала, характеризуется их длиной, высотой и шириной. Абразивные зерна можно свести к следующим видам: изометричные, пластинчатые, мечевидные. Для отделочных работ предпочтение отдается изометричной форме зерен.

Абразивные зерна характеризуются состоянием поверхности (гладкая, шероховатая), кромок и выступов (острые, закругленные, прямолинейные, зазубренные и др.). Зерно с острыми углами значительно легче проникает в обрабатываемый материал. Зерна - сростки, неплотные по структуре, выдерживают меньшие усилия резания и быстрее разрушаются.

Для определения твердости установлены шкалы, в которых определенные материалы расположены в порядке возрастающей твердости, где любое последующее тверже предыдущего и может его царапать (таблица).

Сравнительные данные о твердости по различным шкалам

Материал	Твердость
	по Моосу	по Хрущеву М. М., Берковичу Е. С.
Тальк	1	2,4
Гипс	2	36
Кальцит	3	109
Флюорит	4	189
Апатит	5	536
Ортоклаз	6	795
Кварц	7	1120
Топаз	8	1427
Корунд	9	2060
Алмаз	10	10060

Алмаз и кубический нитрид бора обладают наибольшей твердостью. Ниже приведена средняя микротвердость алмаза, кубического нитрида бора, а также инструментальных и конструкционных материалов (в МН/м2 при 20° С): алмаз - 98 000; кубический нитрид бора - 91 000; карбид бора - 39 000; карбид кремния - 29 000; электрокорунд - 19 800; твердый сплав ВК8-17500; сплав ЦМ332 - 12 000; сталь Р18-4 900; сталь ХВГ - 4500; сталь 50-1960.

С повышением температуры твердость материалов снижается. Так например, при нагреве электрокорунда от 20 до 1000 °С его микротвердость снижается от 19 800 до 5880 МН/м2

В качестве абразивов используют минералы естественного и искусственного происхождения: алмазы; кубический нитрид бора, встречающийся под названиями эльбор, кубаиит, боразон, карбид бора и карбид кремния; электрокорунды белый, нормальный и легированный хромом и титаном и др. Условно относятся к этой группе "мягкие" абразивные материалы: крокус, окись хрома, диатомит, трепел, венская известь, тальк и др. В производственной практике гидрополирования в качестве абразива используют вибротела - отходы кирпича, стекольной и керамической промышленности, косточки плодовых фруктов.

Естественный алмаз - минерал, состоящий из одного химического элемента - углерода. Встречается в виде небольших кристаллов различной формы от 0,005 до нескольких карат (карат равен 0,2 г). Алмазы бывают бесцветные или окрашенные в различные тона: желтые, темно-зеленые, серые, черные, фиолетовые, красные, голубые и др. Алмаз является наиболее твердым минералом.

Высокая твердость обеспечивает алмазному зерну весьма высокие режущие свойства, способность разрушать поверхностные слои твердых металлов и неметаллов. Прочность алмаза на изгиб невысокая. Одним из существенных недостатков алмаза является сравнительно низкая температурная устойчивость. Это значит, что при высоких температурах алмаз превращается в графит, такое превращение начинается в обычных условиях при температуре близкой к 800 °С.

Искусственный (синтетический) алмаз. Синтетические алмазы получают из графита при высоких давлениях и высокой температуре. Они имеют те же физические и химические свойства, что и природные алмазы.

Кубический нитрид бора. (КНБ) - сверхтвердый материал, впервые синтезированный в 1957г, содержит 43,6% бора и 56,4% азота. Кристаллическая решетка КНБ является алмазоподобной, т.е. она имеет такое же строение, как и решетка алмаза, но содержит атомы бора и азота. Параметры кристаллической решетки КНБ несколько большие, чем решетки алмаза; сказанным, а также меньшей валентностью атомов, образующих решетку КНБ, объясняется его несколько меньшая твердость в сравнении с алмазом.

Кристаллы кубического нитрида бора имеют теплостойкость до 1200° С , что является одним из главных достоинств по сравнению с алмазом. Эти кристаллы получают путем синтеза гексагонального нитрида бора при наличии растворителя (катализатора) в специальных контейнерах на гидравлических прессах, обеспечивающих требуемое высокое давление (порядка 300-980 МН/м2) и высокую температуру (около 2000 °С).

В отличие от алмаза, кубический нитрид бора нейтрален к железу и не вступает с ним в химическое взаимодействие. Высокая твердость, термостойкость и нейтральность к железу, сделали кубический нитрид бора весьма перспективным сверхтвердым материалом для обработки различных железосодержащих сплавов (легированных сталей и др.) обеспечивающим резкое снижение адгезионного и диффузионного износа инструмента (по сравнению с алмазным).

Из кубического нитрида бора приготавливаются шлифпорошки и микропорошки, из которых изготовляют абразивно-доводочные и полировальные пасты (пасты "Эльбора", пасты "Кубонита").

Карбид бора представляет собой соединение бора с углеродом. Твердость и абразивная способность зерен карбида бора ниже твердости алмазов и зерен из КНБ, но выше зерен из электрокорунда и карбида кремния. Карбид бора используется в порошках и пастах для доводки изделий из твердых материалов. Практикой установлено, что карбид бора, рационально применять для притирки точных конических и фасонных поверхностей.

Электрокорунды, куда входят электрокорунд белый, электрокорунд нормальный и электрокорунд с присадкой хрома - электрокорунд хромистый, с присадкой титана - электрокорунд титанистый и др.

Благодаря высокой твердости, прочности и острым краям зерна, электрокорунд белый интенсивно снимает слой металла с поверхностей закаленных, цементированных и азотированных сталей. Электрокорунд белый используют для приготовления абразивно-доводочных абразивных материалов.

Электрокорунд хромистый имеет розовую окраску, обладает постоянством физико-механических свойств и высоким содержанием монокристаллов. Форма зерен преимущественно изометрическая. При осуществлении окончательной операции замечено, что электрокорунд хромистый заметно улучшает светоотражательную способность обработанных поверхностей.

Электрокорунд титанистый близок к электрокорунду нормальному, но отличается от последнего большим постоянством свойств. Присадки титана увеличивают вязкость абразивного материала.

Электрокорунд нормальный - искусственный абразивный материал, имеющий высокую твердость (ниже алмазов, зерен КНБ и карбида бора), применяется при приготовлении полировальных паст.

Карбид кремния представляет собой химическое соединение углерода с кремнием. В зависимости от содержания примесей, карбид кремния бывает двух марок: зеленый, содержащий не менее 97% карбида кремния, и черный, в котором карбида кремния - 95-97%.

Зеленый карбид кремния по сравнению с черным более хрупок. Возможно, что это и определяет превосходство зеленого карбида кремния над черным при обработке твердых и сверхтвердых материалов. Абразивная способность зеленого карбида кремния примерно на 20% выше, чем черного.

Естественный корунд представляет собой горную породу, состоящую в основном из кристаллической окиси алюминия. В лучших образцах корунда содержится до 95% окиси алюминия. Цвет корунда различный: розовый, бурый, синий, серый и др. Корунд более вязок и менее хрупок, чем наждак, и обладает большей твердостью. Корунд широко применяют в виде порошков и микропорошков; он входит в состав абразивных смесей, используемых при доводке и полировке, а также чистке поверхности.

Наждак представляет собой горную породу, содержащую до 60% кристаллической окиси алюминия (глинозема). Это мелкокристаллическое вещество черного или черно-серого цвета. Вследствие значительного содержания примесей, по абразивной способности наждак уступает корунду. Наждак идет на изготовление абразивно-доводочных материалов.

Окись хрома представляет собой порошок темно-зеленого цвета. В виде порошков используется для приготовления мягких полировальных паст, применяющихся при тонкой обработке стальных деталей и деталей из цветных металлов и неметаллов (например, полировальная паста ГОИ).

Окись алюминия (глинозем) представляет собой порошок белого цвета, полученный прокаливанием окиси алюминия с примесью других веществ. Размолотый, промытый и хорошо отшлифованный порошок просушивают. Окись алюминия в виде порошков идет для приготовления тонких паст, используемых для обработки стальных, чугунных деталей, а также деталей из стекла и пластмасс.

Крокус в основном состоит из окиси железа (до 75-97%), является очень тонким полирующим технологическим материалом, используется при полировании оптических стекол и благородных металлов..

Структура абразивного инструмента характеризуется соотношением объемов абразивных зерен, связки и пор. Система регулирования структур основана на сохранении равенства V3+VС+VП=100%, где V3 -- объем зерна, VC объем связки, VП -- объем пор. Определяющим параметром структуры является объем V3.

С увеличением на один номер структуры объем зерен уменьшается на 2%, расстояние между зернами и размер отдельных пор увеличиваются, однако для сохранения одинаковой твердости инструмента объем связки также увеличивается на 2%, при этом объем пор остается неизменным.

Увеличенные размеры пор достигаются добавкой в абразивную массу порообразующих веществ, выгорающих при термической обработке инструмента (молотый уголь, пластмассовая крошка, древесные опилки). Такой абразивный инструмент называется высокопористым.

Наибольшая его эффективность проявляется при обработке очень вязких материалов, при сухом (без подачи охлаждающей жидкости) шлифовании и заточке.

Связка определяет прочность и твердость инструмента, оказывает большое влияние на режимы, производительность и качество обработки. Различают связки неорганические и органические. К неорганическим связкам относятся керамическая, силикатная и магнезиальная (для алмазного инструмента -- металлическая), к органическим -- бакелитовая, вулканитовая, глифталевая, поливинилформалевая, эпоксидная.

Керамическая связка обладает высокой огнеупорностью, водостойкостью, химической стойкостью, хорошо сохраняет профиль рабочей кромки, круга, но чувствительна к ударным и изгибающим нагрузкам. Применяют плавящиеся и спекающиеся керамические связки. Абразивный инструмент из электрокорунда изготовляют на плавящихся связках, а из карбида кремния -- на спекающихся. Шлифовальные круги из электрокорунда более прочны, чем из карбида кремния.

Силикатная и магнезиальная связки, малопрочные и чувствительные к охлаждающим жидкостям, имеют ограниченное применение. Основное их преимущество-- меньшее выделение теплоты при шлифовании.

Абразивный инструмент на бакелитовой связке обладает более высокими прочностью (на сжатие и изгиб) и упругостью, чем инструмент на керамической связке. Он может быть изготовлен различных форм и размеров, в том числе и очень тонким -- до 0,5 мм для отрезных и прорезных работ. Недостатком бакелитовой связки является невысокая стойкость к воздействию охлаждающих жидкостей, содержащих щелочные растворы. Для повышения этой стойкости круги покрывают лаком, суриком или какой-либо водонепроницаемой краской, иногда пропитывают парафином. При шлифовании кругами на бакелитовой связке охлаждающая жидкость должна содержать не более 1,5% щелочи.

Круги на бакелитовой связке обладают меньшей кромкостойкостью, чем на керамической. Бакелитовая связка имеет более слабое, чем керамическая, сцепление с абразивным зерном, поэтому инструмент на этой связке широко используют на операциях плоского шлифования, где необходимо самозатачивание круга. Бакелитовая связка, имеющая невысокую теплостойкость, выгорает при нагревании до 250 - 300 °С, а при 200°С и выше она приобретает хрупкость. Абразивный инструмент на бакелитовой связке чаще изготовляют из электрокорунда нормального и карбида кремния черного.

Основой вулканитовой связки является термически обработанная смесь каучука с серой, поэтому инструмент на такой связке, приобретающий свойство эластичности, используется при обработке фасонных поверхностей и профильном шлифовании. Круги на вулканитовой связке работают на скоростях до 60 м/с и могут быть изготовлены толщиной 0,3 ...0,5 мм для отрезных работ.

Вулканитовая связка по сравнению с керамической значительно хуже удерживает абразивные зерна, что компенсируется повышением ее количества за счет уменьшения пор (рис. 1.2, д, е). Вследствие этого инструмент на вулканитовой связке отличается плотной структурой, вызывающей увеличенное тепловыделение при шлифовании. Низкая теплостойкость каучука (150 ...180° С) приводит к размягчению и выгоранию связки при интенсивном резании. Абразивные зерна углубляются в эластичную связку и режут на меньшей глубине подобно более мелкозернистому инструменту, обеспечивая наименьшую шероховатость поверхности. Эти особенности вулканитовой связки эффективно используются при чистовой обработке фасонных поверхностей.

Вследствие расширяющихся экономических связей с зарубежными странами в импортируется абразивный инструмент, имеющий маркировку, соответствующую стандарту страны-экспортера. Ниже для примера представлены данные по маркировке абразивного инструмента, соответствующие стандарту США ANSI В 74.13--1972.

Абразивный материал обозначают буквами:

электрокорунд -- A;

эльбор -- B;

карбид кремния (SiC) -- С;

алмаз -- D.

Перед обозначением может стоять (но не обязательно) вводный символ изготовителя, указывающий конкретный вид абразивного материала.

Четыре степени зернистости обозначают цифрами:

8, 10, 12, 14, 16, 20, 24-- грубая;

30, 36, 46, 54, 60 -- средняя;

70, 80, 90, 100, 120, 150, 180 -- тонкая;

220, 240, 280, 320, 400, 500, 600 -- очень тонкая.

Твердость характеризуется 26 степенями, обозначаемыми латинскими буквами: абразивный инструмент механический обработка

A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K (мягкий инструмент);

L, M, N, O, Q, R (инструмент средней твердости);

S, T, U, V, W, X, Y, Z (твердый инструмент).

Структуру обозначают цифрами от 1 до 16. Чем большей цифрой обозначена структура, тем она более открытая (открытая структура может обозначаться цифрами и более 16).

Девять видов связок обозначают следующим образом:

B -- бакелитовая;

BF -- бакелитовая с усилением;

E -- шеллаковая;

M -- металлическая;

O -- магнезиальная;

R -- Вулканитовая;

RF -- Вулканитовая с усилением;

S -- силикатная;

V -- керамическая.

В качестве примера можно привести следующую маркировку шлифовального круга: 51A36L5V23 (последние цифры являются фирменным элементом маркировки, который может опускаться).

2. АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В СВЯЗКАХ С ДРУГИМИ МАТЕРИАЛАМИ

Инструменты на керамической связке

Керамические связки изготавливаются из смеси глин, полевого шпата, борного стекла, талька и других минеральных материалов. Все материалы, идущие на изготовление связок, измельчаются до заданной крупности и смешивают в соотношения, принятые по действующей рецептуре и технологии. Массы для абразивных инструментов изготавливаются в зависимости от требующихся характеристик. Необходимые по рецепту количества абразивного зерна, связки, увлажнителя и (при необходимости) клеящей добавки смешиваются в течение определенного времени в специальных смесительных машинах.

Масса после смесительной машины пропускается через разрыхлительные машины с нужными сетками для устранения комков, посторонних частиц и подается к формовочным агрегатам, созданным на базе гидравлических либо механических прессов.

После дозировки, укладки и прессования заготовки кругов на металлических плитах поступают в сушильные камеры. Сушка при t 100°C. После сушки заготовки перекладываются на огнеупорные плиты и подаются в туннельные печи, где производится окончательная термообработка при температуре 1220-1280°С.

После обжига практически все круги подвергаются механической обработке (наружный диаметр, отверстия и торцевые поверхности). Далее контроль на соответствие нормативно-технической документации.

Инструменты на бакелитовой связке

Бакелитовая связка - это фенолформальдегидная смола в жидком (бакелит) и порошкообразном виде (пульвербакелит) с наполнителями (криолит, гипс, пирит, антимонит и др.).

Абразивная масса готовится на смесительных машинах, куда в соответствии с рецептурами, загружаются абразивное зерно, увлажнитель, пульвербакелит и наполнители. Смешанная масса протирается через сито протирочной машины. В ряде случаев для придания постоянных во времени свойств масса сушится в течение нескольких часов при комнатной температуре (операция "старения массы"), затем вновь пропускается через сито.

Прессование производится на формовочных агрегатах на базе гидравлических прессов. При прессовании армированных стеклосеткой кругов, укладка массы производится послойно с перекладкой дисками из стеклосетки. Количество дисков из стеклосетки в кругах зависит от толщины и диаметра кругов и изменяется от 1-3(в отрезных кругах) до 6-10 (в обдирочных кругах).

Термообработка (бакелизация) заготовок кругов производится в камерных или туннельных печах, имеющих специальное название - бакелизаторы. Время термообработки - от 6 до 36 часов. Конечная температура - 180-200°С.

После термообработки и охлаждения изделия проверяются на соответствие нормативно-технической документации.

3. Инструменты на вулканитовой связке

Вулканитовые связки - это композиции на основе синтетических каучуков. Связка и абразивная масса изготавливаются на смесительном оборудовании: вальцах или смесительных машинах (аналогичных, применяемым в резиновой промышленности). Изготовление связки представляет собой процесс смешивания каучука с другими компонентами до однородного состояния.

Формование кругов производится двумя способами:

· Прокаткой массы на вальцах и штамповкой.

· Прессованием кругов в пресс-формах из сыпучей порошкообразной массы, изготовленной в смесительных машинах и разрыхленной в специальных рыхлителях.

Заготовки кругов подвергаются вулканизации (термообработке) в течение 6-16 часов, конечная температура 160-180°С в камерных или туннельных вулканизаторах.

После вулканизации круги подвергаются механической, обработке и проверке на соответствие нормативно-технической документации.



Основа с абразивным слоем подсушивается в гирляндном сушиле, после чего поступает на вторую клеенаносящую машину, где производится нанесение закрепляющего слоя клея. Окончательная сушка шкурки производится во втором гирляндном сушиле при температуре 30-40°С (для неводостойкой шкурки) и 90-130°С (для водостойкой шкурки). Из сушильной камеры полотно шлифовальной шкурки поступает на намоточной станок для получения стандартных размеров. Рулонная водостойкая шкурка на бумажной основе поступает на листоразрезательную машину и разрезается на стандартные листы. Некоторые виды шкурки на ткани подвергаются операции изгиба.

3. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АБРАЗИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Измельченный на фракции абразивный материал называют шлифовальным.

Фракция -- это совокупность абразивных зерен в установленном интервале размеров.

Преобладающую по массе, объему или числу зерен фракцию называют основной.

Зернистость характеризует размер режущих зерен основной фракции в данном инструменте.

В зависимости от размера зерен шлифовальные материалы делятся на следующие группы: шлифзерно -- от № 200 до № 16; шлифпорошки -- от № 12 до № 4; микрошлифпорошки -- от М63 до М14; тонкие микрошлифпорошки -- от М10 до М5. Шлифзерно и шлифпорошки получают ситовым рассевом, микрошлифпорошки -- осаждением в жидкости (гидроклассификация). Однородность зернового состава, существенно влияющая на шероховатость обрабатываемой поверхности, режущие свойства и стойкость инструмента, характеризуется процентным содержанием основной фракции. Поэтому условное обозначение зернистости дополняют буквенным индексом, соответствующим этому процентному содержанию: В -- высокое; П -- повышенное; Н -- номинальное; Д -- допустимое.

В зависимости от группы материалов зернистость обозначается следующим образом:

-для шлифзерна и шлифпорошков -- 0,1 размера (мкм) в свету стороны ячейки сита, на котором задерживаются зерна основной фракции, например 40, 25, 16 (соответственно 400, 250, 160 мкм);

-для микрошлифпорошков -- по верхнему пределу размера зерен основной фракции с добавлением индекса М, например М40, М28, М10(соответственно 40, 28, 10 мкм);

-для алмазных шлифпорошков -- дробью, у которой числитель соответствует размеру (мкм) стороны ячейки верхнего сита, а знаменатель -- размеру (мкм) стороны ячейки нижнего сита основной фракции, например 400/250, 400/315, 160/100, 160/125;

-для алмазных микрошлифпорошков и субмикропорошков -- дробью, у которой числитель соответствует наибольшему (мкм), а знаменатель -- наименьшему размеру (мкм) зерен основной фракции, например 40/28, 28/20,

Требования к зерновому составу шлифовальных материалов приведены и ГОСТ 3647--80, алмазных порошков -- в ГОСТ 9206--80Е,эльбора в зерне -- в ОСТ 2-МТ79-2--75.

Твердость характеризует прочность закрепления абразивных зерен в инструменте с помощью связки, поэтому она определяется количеством и свойствами связки, введенной в инструмент. С увеличением количества связки на 1,5% твердость инструмента повышается на одну степень. При этом объем связки увеличивается за счет соответствующего уменьшения объема пор. Расстояние между зернами остается неизменным.

На рис. 1.2, а, б показаны структуры мягкого и твердого абразивного инструмента.

Рис. 1.2. Структуры абразивного инструмента:

а -- мягкого круга,

б -- твердого круга,

в -- плотная,

г -- открытая,

д -- на керамической связке,

е -- на вулканитовой связке.

Таб. 1.3. Зернистость шлифовальных материалов и область их применения в зависимости от зернистости

Зернистость (ГОСТ 3647--80)	Размер зерен основной фракции, мкм	Минимальное процентное содержание основной фракции для зернистостей с индексом	Область применения
		В	П	Н	Д
Шлифзерно и шлифпорошки
200	2500 … 2000	--	55			Изготовление инструмента для ручных обдирочных операций, зачистки отливок, поковок, сварных швов проката, правки шлифовальных кругов, обдирочного шлифования
160	2000... 1600
125	1600... 1250
100	1250... 1000					Изготовление инструмента для плоского шлифования торцом круга, предварительной заточки инструмента, отрезных работ, предварительного шлифования назакаленных сталей и чугунов со снятием большого припуска, шлифования вязких материалов
80	1000...800
63	800... 630
50	630...500
40	500...400			54	41	Изготовление инструмента для предварительного и окончательного шлифования закаленных сталей и чугунов с обеспечением шерховатости поверхности Rа = 2,5...0,63 мкм, заточки режущего инструмента
32	400...315
25	315...250			43	39
20	250...200
						Изготовление инструмента для чистового шлифования с обеспечением шероховатости поверхности Rа = 2,5 ...0,32 мкм, профильного шлифования, заточки мелкого режущего инструмента
16	200... 160
12	160...125			45	41	Изготовление инструмента для профильного шлифования с обеспечением шероховатости поверхности Rа = 0,63 ...0,16 мкм, чистовой заточки и доводки режущего инструмента, предварительного хонингования, шлифования резьб с крупным шагом
10	125...100
8	100 ... 80			40	36
6	80... 63
5	63 ... 50					Изготовление инструмента для шлифования хрупких материалов и резьб с мелким шагом, доводки и хонингования с обеспечением шероховатости поверхности Rа = 0,03...0,16 мкм
4	50 ... 40
Микрошлифпорошки и тонкие микрошлифпорошки
М63	63 ... 50	60	50	45	42	Изготовление инструмента для суперфиниширования, окончательной доводки и хонингования с обеспечением шероховатости поверхности Rа = 0,16 мкм и менее.
М50	50 ...40
М40	40 ... 28
М28	28 ... 20
М20	20 ...14			40	37
М14	14 ...10
М10	10 ... 7	55	45
М7	7 ... 5
М5	5 ... 3

Твердость оказывает влияние на режущие свойства и кромкостойкость инструмента, а также на характер его изнашивания в процессе резания. Если прочность закрепления зерен в инструменте ниже прочности самого абразивного зерна, то изнашивание происходит вследствие выкрашивания зерен и абразивный инструмент работает в режиме самозатачивания.

Если же прочность абразивного зерна окажется ниже прочности его закрепления в инструменте, то изнашивание будет протекать частично за счет хрупкого разрушения, скалываниязерен и частично за счет их стирания с образованием площадок износа на зерне.

4. АБРАЗИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ В ЗАРУБЕЖНЫХ СТРАНАХ

Вследствие расширяющихся экономических связей с зарубежными странами в импортируется абразивный инструмент, имеющий маркировку, соответствующую стандарту страны-экспортера. Ниже для примера представлены данные по маркировке абразивного инструмента, соответствующие стандарту США ANSI В 74.13--1972.

Абразивный материал обозначают буквами:

электрокорунд -- A;

эльбор -- B;

карбид кремния (SiC) -- С;

алмаз -- D.

Перед обозначением может стоять (но не обязательно) вводный символ изготовителя, указывающий конкретный вид абразивного материала. Четыре степени зернистости обозначают цифрами:

8, 10, 12, 14, 16, 20, 24-- грубая;

30, 36, 46, 54, 60 -- средняя;

70, 80, 90, 100, 120, 150, 180 -- тонкая;

220, 240, 280, 320, 400, 500, 600 -- очень тонкая.

Твердость характеризуется 26 степенями, обозначаемыми латинскими буквами:A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K (мягкий инструмент);

L, M, N, O, Q, R (инструмент средней твердости);

S, T, U, V, W, X, Y, Z (твердый инструмент).

Структуру обозначают цифрами от 1 до 16. Чем большей цифрой обозначена структура, тем она более открытая (открытая структура может обозначаться цифрами и более 16).

Девять видов связок обозначают следующим образом:

B -- бакелитовая;

BF -- бакелитовая с усилением;

Страна	Зернистость
США	грубая	средняя	тонкая	очень тонкая
	8; 10; 12; 14; 16; 20; 24	30; 36; 46; 54; 60	70; 80; 90; 100; 120; 150, 180	220; 240; 280; 320; 400; 500; 600
СССР	шлифзерно	шлифпорошки	микрошлипорошки и тонкие микрошлифпорошки
	200; 160; 125; 100; 80; 63; 50; 40; 32; 25; 20; 16	12; 10; 8; 6; 5; 4	М63; М50; М40; М28; М20; М14; М10; М7; М5

E -- шеллаковая;

M -- металлическая;

O -- магнезиальная;

R -- Вулканитовая;

RF -- Вулканитовая с усилением;

S -- силикатная;

V -- керамическая.

В качестве примера можно привести следующую маркировку шлифовального круга: 51A36L5V23 (последние цифры являются фирменным элементом маркировки, который может опускаться).

Сравнительная характеристика абразивного инструмента, выпускаемого в США и СССР.

Страна	Структура
	плотная	средняя	открытая
США	1; 2; 3; 4; 5	6; 7; 8; 9; 10	11; 12; 13; 14; 15; 16
СССР	0; 1; 2; 3	4; 5; 6	7; 8; 9; 10; 11; 12

Страна	Связка
	керамическая	бакелитовая	вулканитовая	магнезиальная	силикатная
США	V	В	К	О	S
СССР	К	Б	В	М	С

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

После ознакомления с материалами и их свойством и применением можно сказать что есть очень большое количество различных материалов с разными структурами и каждая выполнят свою функциональную роль в роботе. Без различных абразивных материалов огромное количество вещей , деталей, конструкций, и тд. были бы не идеальны.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Киселев С.П. Полирование металлов.[текст] Л., 1967. с ил

2. Корчак С.Н. Прогрессивная технология и автоматизация круглого шлифования. [текст] - М., 1968. с ил

3. Маслов Е.Н. Теория шлифования материалов. [текст] - М., 1974. с ил

4. Масловский В.В. Дудко П.Д. Полирование металлов и сплавов. [текст] - М.,1974. с ил.

Размещено на Allbest.ru