АБРАЗИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ
изготовляется из абразивных материалов, предназначен для
механич. обработки металла, кожи, дерева, стекла, горных пород, пластмасс
и др. Пром. способами А. и. начали изготовлять во 2-й пол. 19 в. (со времени
появления шлифовальных станков). А. и. разделяют на 2 осн. типа: жёсткие
(шлифовальные круги, головки, сегменты и бруски, рис. 1) и гибкие (шлифовальная
шкурка и изделия из неё-ленты, диски и др. ). Для изготовления А. и. применяют
электрокорунд (нормальный, белый, легированный присадками окиси хрома,
монокорунд); карбид кремния (зелёный и чёрный); синтетич. и природные алмазы.
А. и. выпускаются на керамич., бакелитовой, вулканитовой и реже на силикатовой,
глифталевой в магнезиальной связках, скрепляющих отдельные абразивные зёрна.
За рубежом применяют также олеанитовую и шеллаковую связки.
Рнс. 1. Жёсткие
абразивные инструменты: а-шлифовальные круги; 6-шлифовальные головки; в-сегменты;
г-бруски.
Номенклатура
стандартных А. и. предусматривает ок. 750 типоразмеров, а всего насчитывается
ок. 12 000 разновидностей. Шлифовальные круги из электрокорунда и карбида
кремния изготавливают диаметром от 3 до 1100 мм и толщиной 0, 5-200 мм
с диаметром посадочных отверстий от 1 до 305 мм; из алмазных зёрен (на
бакелитовых, металлич. и кера-мич. связках)-диаметром от 6 до 300 мм с
толщиной рабочего кольца 1, 5-5 мм и шириной от 3 до 20 мм. Важный показатель
А. и. - концентрация алмазов (содержание алмазного зерна в 1 мм3
алмазоносного слоя; при 100% концентраций в 1 мм3 содержится
0, 878 мг алмазных зёрен). Концентрация алмазов в кругах в алмазном слое
от 25 до 200%.
Шлифовальная
шкурка и изделия из неё выпускаются на основаниях из ткани и бумаги, с
режущими зёрнами из электрокорунда, карбида кремния, стекла и кремния.
Шкурка применяется для ручных и механязиров. шлифовальных работ, в частности-для
ленточного шлифования. В зависимости от требуемой прочности шкурка изготовляется
на основаниях из бязи, саржи, полудвунитки или бумаги. Наибольшее сопротивление
разрыву у шкурки на сарже.
От др. видов
режущих инструментов А. и. отличаются большим количеством беспорядочно
расположенных зёрен-резцов с порами между ними, а также формой и прерывистостью
режущих кромок. Стружка, снимаемая ими, как правило, небольшой длины. А.
и. Можно обрабатывать детали из материалов любой твёрдости, работать со
скоростью резания, превосходящей применяемые при др. процессах резания,
снимать с обрабатываемой детали слой металла как тончайший, так и значит,
размера (доли мкм и миллиметры).
Рис. 2. Смесительная
машина.
В процессе
шлифования абразивные зёрна по мере их затупления скалываются и выкрашиваются,
обнажая лежащий под ними слой незатупившихся зёрен. Это свойство А. и.
называют способностью к самозатачиванию. Чем интенсивнее происходит скалывание
и выкрашивание, тем полнее самозатачивание А. и. При частичном самозатачиваний
А. и. режущая способность его восстанавливается неполностью. Для полного
её восстановления А. и. подвергают правке удалением поверхностного слоя
зёрен. При этом одновременно выправляется форма инструмента.
Правку А. и.
осуществляют алмазами в оправах, алмазными карандашами, алмазными роликами
и различными заменителями алмазов: твердосплавными и стальными роликами,
шарошками, шлифовальными кругами высокой твёрдости, абразивными брусками
и пр. Абразивная способность А. и. тем выше, чем больше стойкость его между
правками, а срок службы тем больше, чем меньший слой абразива снимается
при каждой правке.
Технология
произ-ва А. и. в значит, степени определяет их рабочие свойства: однородность
состава, твёрдость, износостойкость и точность размеров и др. Для обеспечения
стабильности указанных свойств технологич. процессом задаются вид и количество
связки, объём и количество шлифовальной массы, давление и метод прессования,
количество клеящего вещества, добавляемого в связку для улучшения формуемости
массы, темп-ра и время термич. обработки. Произ-во А. и. состоит из след.
осн. операций: приготовление связки, смешение абразивной массы, формование,
термич. обработка, механич. отделка, испытания на прочность и твёрдость.
Керамич. связки приготовляют из тонкоизмельчённых огнеупорных глин различных
композиций, плавней (тальк, калиевый полевой шпат и т. п. ), перлита, кварца.
Связки смешивают в смесит, машинах (рис. 2) с абразивными зёрнами и клеящим
веществом (декстрином или жидким стеклом) и протирают через вибрац. сито
или рыхлит, машину. Подготовленную таким образом массу прессуют в гидравлич.
прессах (рис. 3). Из сушильных камер заготовки поступают в тоннельные обжигат.
печи, где их постепенно нагревают до темп-ры 1240-1320°С и затем
медленно охлаждают. А. и. на бакелитовой связке проходят бакелитизацию
при t 180C. Температурный режим и время термич. обработки А. и. определяют
их прочность на разрыв, изгиб, сжатие и удар и соответственно их эксплуатац.
свойства. После обжига А. и. проходят механич. отделку-им придают требуемые
размеры и уравновешивают. А. и. испытывают на разрывную прочность при нагрузке,
превышающей рабочую на 50%, а после определения твёрдости маркируют. Изготовление
А. и. на вулканитовой связке отличается тем, что смешение массы выполняют
на смесит, вальцах, а требуемая толщина заготовок достигается прокаткой
на вальцах.
Рис- 3. Гидравлический
пресс-агрегат.
Алмазные круги
формуют при больших давлениях (до 200 Мн/м2, или. 2000 кгс/см2).
Термич. обработку алмазных кругов на металлич. связке ведут при темп-ре
600-650°С, на керамич. связке-при темп-ре 800-850°С. Прочность
на разрыв А. и. допускает скорости резания 25-80 м/сек.
Шлифовальная
шкурка изготавливается на полуавтоматич. конвейерных аппаратах, где процесс
осуществляется непрерывно. Наносимые на ткань или бумагу абразивные зёрна
закрепляют на ней мездровым клеем или синтетич. лаком. Для повышения режущих
свойств шкурки зёрна наносят в электростатич. поле.
А. и. широко
распространены во всех отраслях машиностроения и особенно в подшипниковой.
В автомобильной, тракторной и инструментальной пром-сти до 30-35% от общего
парка станков составляют шлифовальные, заточные, доводочные и полировальные.
На этих станках А. и. применяются при обдирочных работах для удаления больших
припусков и при чистовой и прецизионной обработке для изготовления деталей
высокой точности и чистоты поверхностей.
Значительно
развивается произ-во таких перспективных видов А. и., как круги для силового
шлифования, зачистки проката, фасонного шлифования и др. работ, связанных
с большими съёмами металла и обеспечением высокой точности обработки.
Лит. : Ипполитов
Г. М., Абразивные инструменты и их эксплуатация, М,, 1959; Кудасов Г. Ф.,
Абразивные материалы и инструменты, 2 изд., Л., 1967. Г. М. Ипполитов.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я