Шлифовальные круги для внутренней шлифовки

В большинстве случаев для придания конечной продукции гладкой поверхности металлические заготовки подвергают обработке при помощи специальных шлифовальных кругов. Благодаря полированию удаётся достичь внешней привлекательности элемента, а также снабжения его необходимыми в конкретной ситуации техническими характеристиками.

Области применения шлифовальных кругов

Этот инструмент находит широкое применение как при обработке элементов предметов интерьера, так и для подгонки, например, брусковых и щитовых деталей промышленного производства. Придание гладкости движущимся узлам особенно важно, поскольку обеспечение минимизации их трения играет большую роль в работе всего оборудования.

Шлифовке может подвергаться довольно широкий перечень материалов. К ним относится и камень, и металл, и пластик, и даже древесина. Съёмные насадки позволяют формировать различные пазы и выемки в цветных металлах, бетонных стенах, мягких сплавах, которые доводятся резцовыми головками до чистового варианта.

Зачастую шлифовальные круги применяют не только для сглаживания металлических поверхностей, но и для удаления ржавого налёта с деталей, что практически невозможно осуществить без этого оборудования. Во многих случаях мастера приобретают абразивные круги для точильных станков, при помощи которых быстро затачивают ножи и другие режущие инструменты.

Особую популярность эта продукция заработала у ювелиров, занимающихся по большей части полировкой драгоценных металлов. Инструмент также нередко используется для обработки поверхностей полудрагоценных камней и поделочных минералов.

На рынке можно встретить особые разновидности шлифовочных насадок, которые устанавливаются на дрель. Ими пользуются в процессе проведения ремонтных работ, например, при очистке стен для последующей укладки плитки. Определённые виды кругов позволяют при установке на электрическое точило очищать трубы от коррозии, удалять старую краску с сантехники и прочее.

Разновидности оборудования

Для осуществления корректной обработки деталей необходимо определиться с видом шлифования. Благодаря этому можно подобрать оптимальный вариант абразивной насадки.

К главным критериям выбора этого оборудования относятся следующие составляющие:

• материал, из которого изготовлена обрабатываемая деталь;
• характер работы, оказываемой на поверхность изделия.

Шлифкруги, оснащённые кольцевым либо прямым профилем, зачастую применяются для работы на небольших наждаках и станках, в быту, а также для заточки, проводимой торцевой поверхностью инструмента. В качестве материалов, с которыми работают этим оборудованием, актуальностью пользуются камень, фарфор и стекло.

Наиболее популярными можно назвать обычные и двухсторонние конические круги, работа которых основана на обработке поверхностей детали плоскостью. Они также позволяют производить выемки в немалом перечне материалов.

Зачастую опытные мастера имеют в своём арсенале чашечные круги и инструменты с тарельчатыми цельнометаллическими насадками, оснащёнными алмазным напылением. Чашечная модификация напоминает оборудование прямого профиля с конической выточкой. Отличается она лишь прямоугольным расположением торца в отношении к боковой плоскости.

Если рассматривать разновидности оборудования в зависимости от типа абразива, можно выделить довольно широкий ассортимент инструментов. Кроме обозначенного выше алмазного напыления, используемого обычно для заточки и доводки твердосплавных элементов, довольно популярным считается электрокорунд, позволяющий изготавливать цельные насадки. Корундовые круги обычно делают без запрессованного сердечника и основания.

Отлично зарекомендовали себя устройства из карбида кремния, которые можно встретить на рынке в двух разновидностях: чёрные и зелёные. Последние считаются более хрупкими.

Особой прочностью обладает абразив, называемый эльбор. В основу этого материала включён кубический нитрид бора, практически не уступающий своими эксплуатационными характеристиками алмазу. Более того, он обладает неоспоримым преимуществом, а именно: высоким уровнем термостойкости.

Связующие компоненты в абразивных материалах

Техника выполнения алмазного напыления на абразивные насадки не предполагает применения каких-либо связующих элементов, поскольку наносится на металл тонким слоем. Именно этим обусловлена значительная дороговизна такого оборудования. Абразивные круги, обладающие меньшей прочностью, изготавливают с применением связующего керамического состава, включающего в себя обычно материалы неорганического происхождения, такие как глина, кварц Их тщательно измельчают и добавляют в выбранный абразив во время формирования круга. Благодаря этому конечное изделие становится жёстким.

Существует две основных разновидности насадок в зависимости от связующего компонента в абразиве:

Наиболее востребованными являются бакелитовые насадки, включающие в свой состав искусственную смолу, придающую кругу необходимую упругость и эластичность. Однако обозначенный компонент обуславливает также снижение износостойкости, что происходит вследствие недостаточного скрепления зёрен. Этого не наблюдается у кругов на жёсткой керамической основе. Однако стоит помнить, что жёсткие основы с высокой твёрдостью способны провоцировать перегрев шлифуемого металла, а это чревато пережогом поверхности обрабатываемой детали. В бакелитовых насадках такого недостатка нет. Они довольно мягкие, несильно нагревают металл и самозатачиваются при работе.

Ещё большей мягкостью обладают круги с вулканитовым компонентом. В качестве абразивного элемента в них используют синтетический каучук, прошедший термообработку. В процессе производства оборудования применяется метод вулканизации, который и лёг в основу названия продукта. Такие круги несколько дороже модификаций, оснащённых керамическим абразивом. Но это и не удивительно, ведь помимо отличной упругости они обладают ещё и повышенной износостойкостью.

Особенности выбора инструмента

Главным критерием выбора шлифовального камня является его твёрдость. Этот показатель не должен быть менее твёрдости самой детали, подвергаемой обработке. Причём не позволительно допускать большие различия в таких параметрах, что чревато вероятным перегревом поверхности.

Немаловажным критерием во время избрания абразива можно назвать также зернистость. Обычно для установления оптимального размера зерна необходимо ознакомиться с требованиями, предъявляемыми к чистоте обработки конечного продукта. Каждый шлифовальный круг оснащён своей маркировкой, расшифровка которой позволяет правильно выбрать наждачный инструмент. Обычно она представлена видом абразивного материала, степенью неуравновешенности, размером и типом, структурой, степенью твёрдости, уровнем точности, зернистостью, характером связки и максимальной скоростью обработки.

Для работы с металлом и деревом необходимо использовать шлифкруги разной зернистости, иначе качество отделки может оказаться низким. При выявлении на поверхности обрабатываемого элемента зазубрин или грубых штрихов можно с уверенностью утверждать, что выбор размера зерна оборудования был сделан неверно.

Для удобства пользования инструментом создана таблица зернистости шлифовальных кругов, позволяющая довольно быстро разобраться с необходимыми параметрами и определиться с выбором насадки.

К наиболее востребованным типам такого инструмента можно отнести шлифовальные круги со следующими обозначениями:

• с зернистостью 120;
• с зернистостью 60;
• с зернистостью 100.

В зависимости от конкретного вида проводимой операции мастер подбирает необходимый тип оборудования. Для черновой шлифовки обычно используют круги с большими фракциями зёрен, а для чистовой этот показатель должен быть значительно ниже. Помимо этого, при подборе инструмента учитываются особенности режима заточного оборудования и технические свойства режущего элемента.

При работе с мягкими материалами нельзя использовать резиновые и керамические круги с крупными фракциями. Мелкозернистые насадки применяются лишь для полировки. Обычно абразивы с небольшими зёрнами наносят на тарельчатые металлические насадки, а также на отрезные диски. Для обеспечения глянцевой поверхности логично воспользоваться фибровым кругом. В этом случае результат обработки будет лучше при выборе инструмента с более мягкой насадкой, нежели материал детали, с которой проводятся манипуляции. Однако это также зачастую сопровождается быстрым износом инструмента.

Работая с немалыми поверхностями, следует останавливать выбор на шлифовальных кругах большого диаметра. Такая рекомендация позволит экономить оборудование, ведь маленькому элементу понадобится производить обороты значительно чаще, что приведёт к его быстрой порче.

Подойдя к выбору шлифовального круга основательно, можно найти такой инструмент, который проявит себя в работе максимально эффективно при наименьших финансовых затратах.

Внутреннее шлифование

В первом случае (рис. 1) шлифовальный круг и шлифуемая заготовка вращаются вокруг своих осей, а шлифовальная бабка получает подачу на глубину резания и совершает возвратнопоступательное движение со скоростью продольной подачи. Подача на глубину резания производится в конце каждого или двойного хода стола. Чаще шлифование производится при продольных подачах с автоматическим возвратно-поступальным перемещением стола. Длина рабочего хода стола устанавливается в зависимости от длины обрабатываемой заготовки. Продольная подача обычно принимается в долях высоты ( H ) шлифовального круга и не должна превышать 3/4 Н на один оборот заготовки. При обработке сквозных отверстий по методу продольных подач с целью исключения непрямолинейности образующей обрабатываемой поверхности вывод круга из контакта с отверстием (перебег) не должен превышать 1/3-1/2 высоты круга. Круг из обрабатываемого отверстия выводится только по окончании шлифования или в случае измерения диаметра отверстия. При предварительном шлифовании применяют повышенную скорость и подачу, при окончательном ее снижают. При высоких требованиях к шероховатости поверхности скорость возвратнопоступательного движения соответственно снижается. С целью повышения точности обрабатываемых отверстий число двойных ходов стола и частота оборотов заготовки не должны составлять передаточного отношения, равного целому числу.

При врезном шлифовании отверстий подача осуществляется только перпендикулярно оси отверстия, из-за чего форма рабочей поверхности круга переносится на обрабатываемую поверхность. Это предъявляет повышенные требования к характеристике шлифовального круга, его правке.

При бесцентровом внутреннем шлифовании заготовки базой является ее наружная поверхность, которая находится в контакте с поддерживающим, прижимным и ведущим роликами (см. рис. 2). Для бесцентрового внутреннего шлифования, например для шлифования поршневых колец, применяют круги типа ПП наружным диаметром 80-100, высотой 75-100 мм на керамической связке.

Чтобы обеспечить концентричность обрабатываемой поверхности отверстия к наружной поверхности и перпендикулярности оси отверстия торцам, бесцентровое внутреннее шлифование осуществляется после наружного шлифования заготовки и ее торцов. Все погрешности наружных поверхностей заготовки из-за ее базирования по ним при бесцентровом внутреннем шлифовании переносятся на внутреннюю поверхность. Поэтому, чем точнее осуществлена предшествующая обработка, тем меньшие отклонения от необходимых параметров концентричности и перпендикулярности будут иметь при бесцентровом шлифовании обрабатываемые отверстия.

Шлифование отверстий в тяжелых и крупногабаритных заготовках производится на внутришлифовальных планетарных станках. На этих станках шпиндель шлифовального круга вращается с рабочей скоростью (20-35 м/с) вокруг своей оси и одновременно со скоростью круговой подачи Sкр (2-4 м/мин) вокруг оси обрабатываемой заготовки, которая во время обработки отверстия остается неподвижной (см. рис. 3). Скорость планетарного действия (круговой подачи) зависит от величины смещения оси круга относительно оси заготовки и уменьшается с увеличением диаметра обрабатываемого отверстия.

Внутреннее шлифование чаще всего применяется при обработке точных отверстий в закаленных заготовках или в заготовках из высокотвердых и труднообрабатываемых материалов, точных отверстий с пересеченной поверхностью (выточек, шпоночных и шлицевых пазов), глухих отверстий и др.

При шлифовании отверстий помимо точности размера и требуемой шероховатости поверхности обеспечивается точность формы (цилиндричность, прямолинейность, перпендикулярность оси отверстия торцам, а также концентричность по отношению к наружным поверхностям). Особенностью и несомненным достоинством внутреннего шлифования является возможность исправления смещения геометрической оси отверстия, вызванного предшествующими шлифованию операциями.

Внутреннее шлифование обычно ведется кругами, диаметр которых составляет 0,6-0,8 диаметра шлифуемого отверстия. С увеличением диаметра круга улучшаются условия шлифования: увеличиваются рабочая скорость, число режущих зерен. Однако при внутреннем шлифовании площадь контакта между кругом и заготовкой значительно больше, чем при круглом или при плоском шлифовании периферией круга, причем она особенно велика при шлифовании отверстий небольшого диаметра. Большая площадь контакта круга с заготовкой заставляет применять круги более крупнозернистые, более мягкие и с открытой структурой, что предотвращает прижоги и обеспечивает лучший выход стружки. При шлифовании прерывистой поверхности отверстия рекомендуется применять круг несколько тверже, чем при обработке сплошного отверстия, так как кромки такой поверхности действуют на круг как правящий инструмент.

С повышением скорости вращения заготовки нагрузка на абразивные зерна круга увеличивается, толщина стружки возрастает и круг изнашивается быстрее. Во избежание этого следует увеличивать рабочую скорость круга или брать круги несколько большей твердости. Малая рабочая скорость кpyгa при внутреннем шлифовании также приводит к его повышенному износу. Поэтому во всех случаях при внутреннем шлифовании рекомендуется работать на максимальных рабочих скоростях круга.

На современных внутришлифовалыных станках возможна одновременная обработка отверстия и торца, что обеспечивает повышение точности и производительности труда, а также высокую степень перпендикулярности торцовой поверхности к оси отверстия обрабатываемой заготовки.

Для внутришлифовальных операций выпускаются шлифовальные круги различных размеров и типов, в частности круги типа ПП диаметром 5-150, высотой 13-20 мм. При обработке заготовок, у которых одновременно со шлифованием отверстия требуется подрезка торцовой части, или в тех случаях, когда посадочное место на шпинделе мало, а для успешного выполнения шлифования требуется применение круга относительно большой высоты, применяются круги типа ПВ наружным диаметром 10-150 мм. Для внутреннего шлифования иногда применяют также толстостенные чашечные круги типа ЧЦ, позволяющие вести одновременную обработку отверстий и торцов заготовки.

При внутреннем шлифовании во избежание вибраций, ухудшающих качество обработанной поверхности и повышающих износ круга, важен подбор шлифовального шпинделя определенной длины (наименьшего для данной глубины шлифования) и жесткости.

Во избежание конусности отверстия при шлифовании на проход круг должен выходить из обоих его концов на одинаковую длину, а при шлифовании глухих отверстий его следует выводить из открытого конца как можно меньше.

Тонкостенные заготовки во избежание коробления следует шлифовать с уменьшенной глубиной и повышенной продольной подачей. Для более точной обработки отверстий малых диаметров рекомендуется шлифовать их с большей продольной подачей и меньшей глубиной шлифования.

В последние годы заметна общая тенденция повышения рабочей скорости при внутреннем шлифовании за счет повышения быстроходности шпинделей станка. Для шлифования с повышенной рабочей скоростью используются круги высокой прочности. При увеличении рабочей скорости уменьшается радиальное отжатие в системе станок – круг – заготовка, увеличивается количество абразивных зерен, участвующих за единицу времени в резании, уменьшаются нагрузка на отдельное зерно и время контакта отдельного зерна с обрабатываемой поверхностью. Точность обработки в этом случае повышается за счет уменьшения отжатий в системе, что позволяет увеличить подачу и повысить стойкостную наработку круга.

При внутреннем шлифовании рекомендуется применять охлаждение для отвода тепла, образующегося при резании.

Шлифование цилиндрических, конических или фасонных отверстий требует правильного расположения оси шпинделя шлифовального круга и оси обрабатываемого отверстия в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Их перемещение или отклонение от параллельности ведет к отклонению шлифуемых поверхностей заготовок как в осевом, так и в диаметральном направлениях.

Чтобы повысить точность обработки, производительность труда и уменьшить расход шлифовальных кругов, внутреннее шлифование рекомендуется осуществлять с максимально допустимой рабочей скоростью.

Полезная информация? Поделитесь ею

Содержание: Скрыть Открыть

Шлифовальный круг – это абразивный инструмент, состоящий из зерен определенной фракции сцементированных между собой вяжущим веществом. Является телом вращения со стандартным наружным и внутренним диаметром, с определенной конфигурацией поверхности оптимальной для выполнения тех или иных операций.

Сфера применения

Круги шлифовальные используются для предварительной и финишной обработки изделий из черных и цветных металлов, пластика, дерева и других материалов. Область применения круга определяется его зернистостью, диаметром и формой поверхности. С помощью круга возможна обработка плоских и фасонных поверхностей, торцов, резьб, отверстий и т. д.

Основная сфера применения шлифовальных кругов – это машиностроение и станкостроение. В зависимости от геометрии они могут быть оснасткой заточных станков, ручного электро- или пневмоинструмента. Также они могут быть использованы для ручных операций. Широкий выбор инструмента позволяет осуществлять широкий спектр операций – от обдирки и черновой отделки до финишной шлифовки и полировки.

Зернистость шлифовальных кругов

Зернистость является одним из основных параметров выбора шлифовального круга для совершения тех или иных операций. Определяется она размером зерна подразделяемой на фракции в соответствии с группой шлифовального материала и обозначается соответствующим числовым значением.

Всего существует три основных группы – шлифовальное зерно, шлифовальные порошки и микрошлифпорошки. В первых двух группах зернистость определяется по наименьшему зерну фракции в сотых долях миллиметра. Так, например 40 означает размер фракции 400 мкм или 0,4 мм. В третьей группе, микрошлифпорошки, числовое значение определяет наибольший размер зерна во фракции в мкм и имеет дополнительное обозначение М. Например, М20 – это круг с наибольшим размером зерна во фракции 20 мкм.

В таблице ниже приведены данные о зернистости групп в соответствии с ГОСТ 3647-80 и международным стандартом ISO 8486.

Профиль

Профиль круга определяет возможность его применения для определенных операций. Перечислим наиболее часто используемые виды профилей:

• Плоские с прямым профилем – внутреннее или бесцентровое шлифование, обработка торов и др. операции.
• Плоские двухсторонние с коническим профилем – обработка шестерен и простых резьб.
• Плоские с выточкой – круглое шлифование, подрезка торцов.
• Круги цилиндрические и конические – заточка инструментов и др. операции.
• Круги тарельчатые – заточка инструментов с несколькими режущими лезвиями.

Маркировка

Определить основные параметры круга можно по его условному обозначению, которое указывается в маркировке продукта. Условное обозначение соответствует ГОСТ Р 52781 и в нём указывается:

• тип круга;
• материал;
• зернистость;
• геометрические параметры (диаметр наружный и внутренний, высота);
• вид связки;
• структура и степень твердости;
• наибольшая допустимая скорость обработки.

Исключением являются круги с индивидуальной маркировкой, которую имеют круги иностранных производителей. Приобретая данный продукт необходимо изучить информацию в каталогах и на упаковке.

Правила выбора

Основным фактором выбора шлифовального круга являются параметры обрабатываемого материала и сфера применения (станок, ручной инструмент). Ещё один важный фактор – это качество обработки, определяемое зернистостью круга. Чем крупнее размер зерна, тем выше скорость съёма поверхностного слоя, но ниже качество поверхности. По этой причине для тонкой шлифовки используются круги с мелким зерном.

В таблице ниже приведены данные по выбору зернистости в зависимости от операций шлифования.

Желательно чтобы круг соответствовал материалу для которого он предназначен. Это указано в рекомендациях производителя, в частности в форме изображения на маркировке. Обратите внимание и на допустимую скорость вращения, что является важным условием безопасности работ.

ГОСТы

Эксплуатацию и технические условия кругов шлифовальных регулирует целый ряд российских и международных ГОСТов. В частности:

• ГОСТ 3647-80 и соответствующий ему ISO 8486. регулирует зернистость кругов.
• ГОСТ Р 52588-2011 – определяет требования безопасности к инструменту.
• ГОСТ Р 52781 – регулирует технические условия шлифовальных кругов.

Существуют и другие стандарты, которые определяют параметры различных типов шлифовальных кругов.