Как подобрать шлифовальный круг?

Шлифовальные круги на производстве ООО «КПС» являются одним из основных вспомогательных инструментов. Именно правильный выбор шлифовального круга является одним из факторов, который задает качество изготавливаемого режущего инструмента, чистоту его поверхностей и точность его геометрии. ООО «КПС» остановило свой выбор на итальянском производителе Cafro srl, который вот уже 60 лет является одним из лидеров в сфере абразивного инструмента.

Выбор круга
Выбор шлифовального круга для шлифования режущего инструмента зависит от физических свойств обрабатываемого и обрабатывающего материала, а также от режимов обработки.
При выборе шлифовального круга важны следующие параметры:

• Тип (форма) и размер шлифовального круга;
• Твердость шлифовального круга;
• Связка;
• Зернистость.

Тип (форма) и размеры шлифовальных кругов
Тип и размер шлифовального круга выбираются, исходя из вида и конфигурации шлифуемых поверхностей, а также характеристики используемого оборудования и изготавливаемого инструмента.
Выбор диаметра круга обычно зависит от числа оборотов шпинделя на выбранном станке и от возможности обеспечить окружную скорость оптимальной величины. Удельный износ будет наименьшим при наибольшем размере круга по диаметру. На рабочей поверхности кругов с меньшими размерами расположено меньшее количество зерен, каждому зерну приходится снимать большее количество материала, и поэтому они быстрее изнашиваются. При работе кругами небольших диаметров часто наблюдается неравномерный износ.

Твердость шлифовального круга
Твердость шлифовального круга нельзя путать с твердостью абразивного материала. Это разные понятия. Твердость шлифовального круга характеризует способность связки удерживать абразивные зерна от их вырывания под воздействием обрабатываемого материала. Она зависит от многих факторов – качества связки, вида и формы абразива, технологии изготовления круга.
Твердость круга тесно связана с самозатачиваемостью – способностью абразивного круга восстанавливать свою режущую способность за счет разрушения или удаления затупившихся зерен. Круги в процессе работы интенсивно самозатачиваются за счет раскалывания режущих зерен и частичного выкрашивания их из связки. Это обеспечивает вступление в работу новых зерен, предотвращая тем самым появление прижогов и трещин в обрабатываемом материале. Чем меньше твердость круга, тем выше самозатачиваемость.
Чем больше в твердом сплаве карбидов вольфрама или титана, тем мягче должен быть шлифовальный круг. Когда требуется выдерживать высокую точность формы, размеров, отдают предпочтение тем видам шлифовальных кругов, которые имеют повышенную твердость.
С использованием смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), при шлифовании применяют более твердые круги, чем при шлифовке без охлаждения.
При заточке режущих инструментов желательно применять шлифовальные круги с более свободным пространством между зернами, так как это облегчает удаление стружки из зоны резания, уменьшает возможность появления прижогов и трещин, облегчает охлаждение затачиваемого инструмента.

Связка
При изготовлении шлифовальных кругов, абразивные зерна скрепляются с основой и друг другом при помощи связки. Наиболее широко применяемые связки: керамическая, бакелитовая и вулканитовая.
А. и. на бакелитовой и вулканической связке очень прочен, применяется при разрезке, шлифовании канавок, шлифовке закалённой стали, для отделочных и доводочных работ, при фасонном шлифовании, тонкой шлифовке, притирке и т. д.
Для заточки режущих инструментов применяются круги на керамической связке, на бакелитовой связке.
Керамическая связка изготавливается из неорганических веществ – глины, кварца, полевого шпата и ряда других путем их измельчения и смешивания в определенных пропорциях.
Керамическая связка придает абразивному инструменту жесткость, теплостойкость, устойчивость формы, но одновременно и повышенную хрупкость, вследствие чего круги с керамической связкой нежелательно применять при ударной нагрузке, например при обдирочном шлифовании.
Бакелитовая связка в основном состоит из искусственной смолы – бакелита. В сравнении с керамической, бакелитовая связка обладает большей упругостью и эластичностью, меньше нагревает обрабатываемый металл, однако имеет меньшую химическую и температурную стойкость, худшую кромкостойкость.
Фирма CAFRO разработала гибридную связку, доступную в трех степенях жесткости М 414, М 413 и М 405. Круг на такой связке за один проход снимается большое количество материала с сохранением высокой чистоты поверхности и при низких скоростях вращения. Таким образом, шлифовальные круги на гибридной связке – это лучшее решение для изготовления твердосплавных концевых фрез и сверл на станках с ЧПУ с чистым масляным охлаждением.
Металлическая связка фирмы CAFRO идеально подходит, когда требуется сохранение профиля и минимальный съем материала, т.е. для заточки режущего инструмента.

Зернистость
Зернистость абразива – характеристика шлифовальных кругов, определяющая чистоту получаемой поверхности. Зерно представляет собой либо сростки кристаллов, либо отдельный кристалл, либо его осколки.
От величины зерна зависит множество параметров – количество снимаемого за один проход металла, чистота обработки, производительность шлифования, изнашиваемость круга и пр.
В ГОСТ Р 52381-2005, в основном соответствующем международному стандарту FEPA, зернистость шлифпорошков обозначается буквой F с числом. Чем больше число, тем мельче зерно и наоборот.
Чем меньше размер зерна, тем чище получается обрабатываемая поверхность. Однако это не означает, что во всех случаях предпочтение следует отдавать меньшей зернистости. Нужно выбирать величину зерна, оптимальную для конкретной обработки. Мелкое зерно дает более высокую чистоту поверхности, но одновременно может приводить к прижогу обрабатываемого материала, засаливанию круга. При использовании мелкого зерна снижается производительность шлифования. В общем случае целесообразно выбирать наибольшую зернистость при условии обеспечения требуемой чистоты обрабатываемой поверхности.
При необходимости уменьшить шероховатость поверхности зернистость нужно снижать. Большие припуски и повышение производительности требуют увеличения зернистости.
В общем случае, чем тверже обрабатываемый материал и меньше его вязкость, тем выше может быть зернистость круга.

Эльборовые шлифовальные круги
Эльбор (кубический нитрид бора, CBN, боразон, кубонит) представляет собой кубическую модификацию нитрида бора. Имея такую же твердость, как алмаз, он значительно превосходит последний в термостойкости.
Имеет наивысшие после алмаза твердость и абразивную способность; обладает высокой теплостойкостью и повышенной хрупкостью; инертен к железу
Эльборовыми шлифовальными кругами осуществляют следующие операции:

• шлифование и доводка труднообрабатываемых сталей и сплавов;
• чистовое шлифование, заточка и доводка инструментов из быстрорежущих сталей;
• чистовое и окончательное шлифование высокоточных заготовок из жаропрочных, коррозионностойких и высоколегированных конструкционных сталей.

Алмазные шлифовальные круги
Алмаз широко используется для изготовления алмазных шлифовальных кругов, применяемых для доводки и заточки твердосплавного инструмента, обработки деталей из твердых сплавов, оптического стекла, керамики и пр.
Особенно важна способность шлифовальных кругов при истирании разламываться на остроугольные частицы. У алмаза это свойство максимальное.
Обладает высокой износостойкостью и пониженной теплостойкостью; химически активен к железу; имеет повышенную хрупкость и пониженную прочность, что способствует самозатачиванию.
Алмазные круги способны обработать материал любой твердости. Однако нужно иметь в виду, что алмаз очень хрупок и плохо противостоит ударной нагрузке. Поэтому алмазные круги целесообразно использовать для заключительной обработки твердосплавных инструментов, когда нужно снять небольшой слой материала, и отсутствует ударная нагрузка на зерно. К тому же алмаз обладает относительно низкой термостойкостью, поэтому его желательно использовать с СОЖ.
Алмазные шлифовальные круги предназначены для следующих операций:

• шлифование и доводка хрупких и высокотвердых материалов и сплавов (твердых сплавов, чугунов, керамики, стекла, кремния);
• чистовое шлифование твердосплавных режущих инструментов;
• заточка и доводка твердосплавных режущих инструментов.

Алмазные и эльборовые круги итальянской фирмы CAFRO на смолянистой и металлической связках предназначены для ручного и машинного шлифования режущего инструмента диаметром 20-750мм.
Алмазные и эльборовые шлифовальные круги фирмы CAFRO на смолянистой, гибридной связках, а также на связке на стеклянной основе, предназначены для шлифования металлорежущего инструмента на станках с ЧПУ для съема большого количества материала диаметром 50-400мм.