Износ и стойкость шлифовального круга и его правка

Главные показатели работы шлифовального круга — необходимые точность и качество поверхности шлифования при высокой производительности, определяемой съемом металла. Между тем эти параметры не остаются постоянными в процессе шлифования, так как происходит изменение режущих свойств круга. Зерна шлифовального круга, участвующие в работе, испытывают периодическое силовое, тепловое и химическое воздействие в момент контакта с обрабатываемой деталью. В результате этих явлений режущие кромки зерен истираются или скалываются, происходит вырывание целых зерен из связки круга, «налипание» частичек металла на вершинах кромок и заполнение пор круга металлической стружкой, или его «засаливание».

Затупление и засаливание приводят к частичной или полной потере кругом шлифующих свойств. При шлифовании таким кругом возрастает давление на обрабатываемую поверхность, снижается производительность и резко повышается температура в контактной зоне, результатом чего являются перегревы и ожоги поверхности шлифования. Круг становится непригодным для дальнейшей работы — он затупился.

Для восстановления шлифующих свойств круга необходимо провести правку, которая заключается в принудительном удалении затупленных зерен с рабочей поверхности круга, в результате чего происходит ее обновление. Таким образом, шлифовальный инструмент требует своего рода периодических заточек.

Период работы круга между двумя правками характеризует его стойкость. Стойкость круга, т. е. способность его противостоять возникающим в процессе шлифования указанным явлениям, которые приводят к его износу и засаливанию, зависят от характеристик круга, химического состава обрабатываемой стали или другого материала, режима шлифования, жесткости станка и других факторов.

Точно определить период стойкости круга трудно вследствие сложности и особенностей процессов шлифования. Одна из особенностей — способность шлифовального круга при определенных условиях работы самозатачиваться. Смысл этого явления заключается в том, что по мере затупления зерен круга возрастают силы резания и температура шлифования и, когда эти силы превышают прочность зерен или силу их сцепления со связкой, происходит разрушение режущей поверхности круга и как бы обновление затупившихся зерен, так как в резание вступают новые режущие грани вновь появившихся зерен.

Самозатачиваемость — важное и своеобразное свойство шлифовального инструмента, отличающее его от другого режущего инструмента. Это свойство присуще любому абразивному инструменту. Однако степень самозатачиваемости шлифовального круга определяется физико-механическими свойствами шлифуемого материала, характеристикой круга, режимом шлифования.

Крупнозернистые и высокопористые шлифовальные круги обладают более высокой степенью самозатачиваемости, чем такие же круги, но с плотной структурой и мелкозернистые. Круги на вулканитовой и бакелитовой связках лучше самозатачиваются, чем инструменты на керамической связке.

В практике не всегда возможно осуществить полное соответствие характеристики круга таким режимам шлифования, при которых обеспечивается полное самозатачивание. Наоборот, чаще всего такого соответствия нет, круг работает лишь с частичным самозатачиванием и рано или поздно произойдет его затупление и засаливание с потерей шлифующих свойств.

Опыт показывает, что при заточке дереворежущих инструментов в большинстве случаев правка заточных кругов необходима. Между тем периодическая правка шлифовального круга, необходимая для восстановления его режущих свойств и правильной геометрической формы, уменьшает производительность процесса и увеличивает расход абразивного инструмента. При некоторых условиях шлифования расход на правку составляет от 50 до 95% рабочей части круга. В этом случае коэффициент полезного использования круга равен всего 0,05—0,5, поэтому важно с точки зрения экономики процесса и обеспечения качества шлифования определить тот момент, когда круг не может нормально работать и необходима его правка. Однако определить этот момент для большинства случаев шлифования очень сложно, поэтому в условиях производства период стойкости круга определяет часто сам рабочий визуальным наблюдением за ходом заточки инструмента или шлифованием детали.

Многочисленные признаки, которыми пользуются в практике для определения времени между правками кругов, не могут служить достаточно надежным критерием при определении времени между правками кругов при заточке дереворежущих инструментов. Критерием затупления круга при заточке дереворежущих инструментов должны быть характер и глубина проникновения структурных превращений металла, вызванные температурами, возникающими в поверхностных слоях при шлифовании затупленным кругом. При заточке дереворежущих инструментов следует прежде всего ориентироваться на тот признак, по которому объективнее других можно судить об указанных явлениях.

Наиболее доступный в условиях производства оценочный признак — цвет поверхности и размеры образующихся заусенцев.

Коэффициент использования абразивного инструмента, также как его шлифовальная способность и качество обрабатываемой поверхности, в значительной степени зависит от способа правки и вида правящего инструмента.

Шлифовальные круги правят тремя способами: обкатыванием абразивными, твердосплавными и металлическими дисками; обтачиванием алмазным инструментом: шлифованием кругами из карбида кремния зеленого. Способы правки показаны на рис. 19.

правка шлифовальных кругов
Рис. 19. Правка шлифовальных кругов: а — обтачиванием; б — обкатыванием; в — шлифованием

Ни один из способов правки не может быть настолько универсальным, чтобы им можно было пользоваться для всех видов шлифовальных работ. Каждому способу присущи свои оптимальные области применения.

Шлифовальные круги, предназначенные для заточки стальных дереворежущих инструментов, обычно правят способами обкатывания или шлифования.