Шарошки для правки шлифовальных кругов: виды и принцип действия

Основные технологии правки абразивного круга

Правка – это процесс съёма материала шлифовального круга для восстановления его режущих свойств. Также правка применяется для восстановления геометрии круга, например для устранения биения в новых изделиях. В зависимости от типа инструмента правка подразделяется на алмазную и безалмазную. Основная классификация – характер воздействия, который подразделяется на:

• Правка обтачиванием – точение абразива и связующего высокотвердым правящим инструментом. Это может быть шарошка, алмазная игла или алмазный карандаш. По сути, процесс идентичен обычному точению резцом.
• Правка обкатыванием – процесс дробления и скалывания от воздействия инструмента круглой формы вращающегося от контакта с вращающимся кругом. Для этого стальные диски с закаленными поверхностями, карбидокремниевые круги, ролики из твердых сплавов и шарошки-звездочки. Недостатком данного способа правки является и относительно невысокая точность обработки, достоинствами – высокая производительность и отсутствие заглаживания поверхности. Часто используется в качестве предварительной операции перед обработкой алмазным инструментом.
• Шлифование – технология устранения последствий износа шлифовальных кругов посредством контакта с абразивным инструментом, приводимым в действие собственным приводом. Шлифовка может производиться алмазными роликами, эльборовыми или алмазными кругами, дисками из твердых сплавов и др. инструментом, ось вращения которого может как параллельной, так и перпендикулярной оси вращения обрабатываемого диска. Последний вращается со сравнительно небольшой скоростью при нормальной рабочей скорости вращения правящего инструмента. Недостаток способа – необходимость в специальном приспособлении для правки шлифовальных кругов, т. к. ручное вращение не допускается из-за возможных дефектов геометрии при обработке.
• Тангенциальное точение – процесс аналогичный обтачиванию, но проводимый на плоскошлифовальных станках путем срезания стертой поверхности алмазным бруском. Производится в заводских условиях, обеспечивает высокое качество обработки и стабильность геометрии круга.
• Правка свободным абразивом – обработка путем контакта при вращении круга в специальном устройстве с суспензией из абразивных зерен и глины. Данный тип правки возможен исключительно в заводских условиях, обеспечивает высокую производительность, но низкую избирательность.

Наиболее подходящий инструмент для правки шлифовальных кругов в домашних условиях или в мастерской – алмазные шарошки и шарошки-звездочки, алмазные бруски и другие виды правящего инструмента. Для правки шлифованием в домашних условиях можно использовать болгарку с алмазным кругом и приспособлением для упора. Практически при всех технологиях наилучший эффект обеспечивает инструмент с алмазной рабочей частью при условии наличия охлаждения если температура превышает 700-800°C.

Правка шлифовальных кругов – процесс удаления загрязнений между зернами абразива, восстановление остроты режущих кромок и геометрии диска. Во время работы инструмент изнашивается, что приводит к ухудшению его технических характеристик. Периодическая правка диска способствует повышению его эксплуатационных свойств и качества шлифовальных работ.

Техника работы с алмазным правящим карандашом

Основные рекомендации:

• Никаких усилий при правке не применять. Если до достижения требуемого профиля требуется большая выработка абразива — то нужно править долго и медленно.
• Если кристаллы алмаза расположены цепочкой по оси карандаша (тип 01), то следует периодически поворачивать карандаш, чтобы на кристалле алмаза не формировалась площадка износа.
• Если абразивный круг только затупился/засалился, то чем меньше вы его сточите при правке — тем лучше. Оптимальным считается съем до половины диаметра зерна круга. На промышленных станках: съем выставляют в половину допуска на деталь, особенно если круг правят во время шлифования детали.
• В процессе правки, нужно периодически делать перерывы для охлаждения алмаза. Но, ни в коем случае, нельзя охлаждать его водой (или другими жидкостями) — иначе, алмаз может лопнуть/расколоться, будь он исполнен «единым кристаллом в оправе» или «множеством зёрен в карандаше»… (Примечание: алмаз твёрдый, но хрупкий минерал.) На промышленных станках: круги правят при обильном охлаждении (что желательно) или всухую, вообще без охлаждения. Но если правка осуществляется с охлаждением, то охлаждающая жидкость должна подаваться без перерывов, иначе на кристалле алмаза могут образоваться трещины! (Поэтому, в бытовых условиях, на бытовом точиле — никакое активное водяное охлаждение, при правке, недопустимо.)

Какой лучше выбирать алмазный карандаш? По расположению кристаллов:

• Для домашнего точила лучшее решение — многослойный алмазный карандаш, с несколькими алмазами на каждом уровне: «тип 02» или «тип 04».
• Менее эффективен — «тип 01», с алмазами расположенными цепочкой по оси карандаша.
• Нет смысла брать «алмазные иглы» и «алмазы в оправах» — они предназначены для тонкого и точного профилирования.

По исполнению хвостовика:

• Следует брать «исп. А — цилиндрическое» (для маленьких карандашей, подешевле) или «исп. С — ступенчатое» (для больших и дорогих карандашей).
• Не следует брать «исп. В — с коническим корпусом» (т.к. под него очень трудно сделать Держатель).

Совет: При выполнении правки абразивного круга (любым методом, не только Алмазом) — летит очень много пыли и грязи! Абразивная пыль очень лёгкая и летучая, в отличие от металлической пыли и искр, летящих при обычном точении… Поэтому рекомендую воспользоваться пылесосом, непосредственно во время операции правки: приставить всасывающий шланг без насадок, где-то в районе подручника точила (снизу или сбоку) — как показано на видеоролике ниже.

Применяемые абразивные композиции

Исходными требованиями согласно ГОСТ являются стойкость против фрикционного износа (причём при совместном действии высоких давлений и скоростей скольжения), малая теплопроводность и повышенная поверхностная твёрдость.

В зависимости от интенсивности применения ГОСТ 28818 допускает использование следующих материалов:

1. Электрокорунда на бокситовой составляющей, основу которой составляет высокопроцентный оксид алюминия Al₂O₃ с добавлением окиси кальция. Данное химическое соединение отличается повышенной твёрдостью, которая сохраняется также при высоких температурах, возникающих в зоне шлифования или правки. Маркировка кругов из электрокорунда – от 12А…15А для нормального, до 22А…25А – для белого. С возрастанием индекса прочность круга возрастает вследствие увеличения твёрдости основного вещества.
2. Электрокорунда на карбидной основе. Чаще там содержатся карбиды хрома, титана, циркония и кремния. Маркировка начинается от 38А (для циркония) и заканчивается 95А (для хрома и титана). Карбиды данных металлов имеют повышенную стойкость против касательных напряжений среза, а потому пригодны для съёма поверхностных слоёв деталей, подвергшихся термической обработке, либо их правки. Наличие карбида кремния (маркировка 52С…65С) увеличивает стойкость против температурных перепадов.
3. Сферокорунда – материала, который получается при раздувке расплавленного оксида алюминия, следствием чего является конечная сферическая форма зёрен (в электрокорунде зёрна – преимущественно плоские). Маркировка данного состава ЭС, и он отличается чрезвычайно высокой твёрдостью. Это обстоятельство позволяет применять сферокорунд для шлифовальной обработки материалов повышенной твёрдости, включая даже твёрдые сплавы.
4. Монокорунда (маркировка – 43А…45А), где шлифовальное зерно, в отличие от других видов, имеет монокристаллическую структуру. Это повышает долговечность абразивной композиции, но одновременно увеличивает её стоимость, поскольку технология выращивания монокристаллов — весьма сложная. Более доступной разновидностью является агрегатированный монокорунд, в котором определённым образом сочетаются поли – и монокристаллические участки.

Степень зернистости устанавливается согласно ГОСТ 3647, и также отмечается в маркировке.

Скрепление абразивного компонента с основой выполняется при помощи колец, фланцев, стеклосетчатых дисков и др.

Правка абразивного круга обкатыванием

Скалывание затупившихся зерен и удаление опилок при обкатывании осуществляется инструментами круглой формы. Для выравнивания абразивных кругов используются прочные материалы:

• стальные круги с закаленным покрытием;
• ролики из твердых сплавов;
• шарошки;
• карбидокремниевые диски.

Шарошки для правки абразивных дисков применяются чаще всего, что связано с высоким качеством выполняемой работы и несущественным расходом материалов. Рабочая поверхность звездочек выполнена из износостойких сплавов. Во время контакта с вращающимся диском шарошки тоже начинают вращаться. Их зубья скользят по покрытию круга, за счет чего происходит удаление верхнего затертого слоя абразива и выравнивание профиля рабочего инструмента.

Правка обкатыванием может выполняться с помощью 5 и более шарошек, закрепленных на неподвижном основании. За счет этого обтачивание абразивных материалов можно осуществлять при помощи шлифмашинок. Единственным недостатком данного способа является недостаточная точность обработки и избыточное пылеобразование.

К преимуществам метода обкатывания кругов можно отнести отсутствие областей с заглаженной поверхностью. Если абразивный круг планируется использоваться для обдирочных работ, правка с помощью шарошек станет самым оптимальным вариантом.

Меры профилактики и рекомендации по эксплуатации и хранению

Чтобы минимизировать периодичность правки, важно соблюдать все правила эксплуатации шлифовального круга, а именно:

1. Круг на шпиндель должен насаживаться свободно, не нужно применять силу и устанавливать неподходящие по габаритам шлифкруги на мелкие шпинделя.
2. Всегда проверять работу круга на холостом ходу. Так можно выявить различные повреждения еще до того, как будет испорчен обрабатываемый материал.
3. Правку следует выполнять только оборудованием, специально для этого предназначенным. Никакие напильники, наждачная бумага и подобное не подходит.
4. Торцевое шлифование обычным кругом запрещено, так как это приводит к полному нарушению геометрии. Для подобных видов работ используют подходящие круги.
5. Соблюдение всех правил хранения, что позволит увеличить срок службы приспособления.

Шлифовальные круги рекомендовано хранить в прохладном и сухом помещении. Не должно быть резких колебаний температур, которые негативно сказываются на целостности абразивного материала.

Правка свободным абразивом

В данном случае правку кругов производят при свободном вращении инструмента во время его соприкосновения с вращающейся заготовкой. Не исключена обработка дисков и при вращении инструмента для заточки под действием электропривода. Правка свободным абразивом реализуется так:

1. Через специальное отверстия в притире на область шлифования подается вязкая смесь из глины и абразивных частиц;
2. Во время вращения обрабатываемого круга в зазор между притиром и заготовкой попадает абразивная суспензия, которая впоследствии увлекается наружной поверхностью круга;
3. Ось инструмента располагают к оси обрабатываемого круга под углом до 6° по вертикали и 15°– по горизонтали во время внутреннего шлифования;
4. При вращении заготовки свободный абразив удаляет с поверхности круга затупившиеся зерна.

К недостаткам этого метода можно отнести недостаточную избирательность правки. Во время обработки шлифовальных кругов качество материала может ухудшиться в случае попадания на поверхность круга гранул абразива.

Виды и технологическое применение шлифовальных кругов

Абразивное шлифование вращением ведут при помощи:

1. кругов;
2. головок;
3. фрез (шарошек);
4. сегментов.

Качество после шлифования зависит от класса шлифовального круга. Их известно три: А, Б и АА. Наименьшей точностью обладают шлифовальные круги класса Б, а наивысшей – круги АА (ими обычно оснащаются прецизионные шлифовальные станки). Точность действия шлифовального круга определяется его геометрией, составом абразивного материала на круге, а также зернистостью.

В практике шлифования или правки на станках и ручных машинках часто применяют разовое крепление состава к основе. Фактически это – шлифовальная бумага с велькро-подложкой. Такие «круги» на липучке используются преимущественно в быту, для ручных машин, притом с незначительным съёмом металла, в частности, при правке.

Шлифовальные тканевые круги для профильного шлифования

Наоборот, при съёме значительного количества металла домашние мастера часто пользуются шарошками – насадками на обычную электродрель, внешне напоминающими фрезу. Шарошка, вращаясь с большой скоростью, выполняет обдирочное шлифование поверхностей после сверлильных или фрезерных работ. Шарошки компактны и имеют небольшой диаметр рабочей поверхности. Шарошки, однако, не могут обеспечивать большой крутящий момент.

Стандартные обозначения

Маркировка определяется ГОСТ 2424, и включает в себя следующие разновидности:

• для операций чернового (обдирочного) шлифования металла, внутреннего или наружного, правки преимущественно периферией – круги с прямым профилем (пп);
• для обработки резьб, и других периодических профилей на металле – конические двухсторонние (2п), либо тарельчатые (т);
• для заточки и правки отрезных пил трения – конические односторонние (3п);
• для бесцентрового шлифования металла – круги с одно- или двухсторонними выточками (пв);
• для торцевого шлифования плоской поверхностью – кольцевые (к).

Расшифровка абразивного шлифовального круга

Отдельную категорию представляет заточка, правка, а также шлифовка поверхностей трения металлообрабатывающих станков. Такие круги называются чашечными, и маркируются ЧЦ или ЧК.

Расшифровка этикетки шлифовального круга

Вышеперечисленная номенклатура относится к сплошным кругам, производящим операцию всем своим рабочим периметром (правка, обдирочное шлифование). При использовании наборных шлифовальных кругов используют специальные сегменты, которые устанавливаются в соответствующие посадочные места корпуса круга на станке или машинке. Выпускаются они согласно техническим требованиям ГОСТ 2464. Наборными сегментами возможна обработка труднодоступных поверхностей (например, рельсовых впадин, узких пазов в металле или камне). Шлифовальные сегменты более экономичны при правке, и позволяют облегчать текущее обслуживание станка.

Схема маркировки шлифовального круга

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.

3 Особенности маркировки шлифовальных изделий

Почти нереально свести воедино все параметры, по которым принято подразделять шлифовальные круги. Они имеют различные марки в зависимости от следующих характеристик:

• зернистость;
• вид абразива;
• тип связки (бакелитовая, керамическая, вулканитовая);
• размер и геометрическая форма;
• класс неуравновешенности и точности;
• показатель твердости;
• соотношение между связкой, абразивным материалом и порами изделия;
• максимальная скорость.

Выбор конкретной марки шлифовальных кругов учитывает характеристики, указанные выше. Причем для обработки некоторых материалов вид абразива и форма круга может иметь даже меньшее значение, нежели особенности его структуры и уровень твердости. В полной маркировке абразивных инструментов для шлифовки разнообразных поверхностей обычно указывают все вышеозначенные параметры.

Фирмы-изготовители зачастую по-своему маркируют шлифовальные круги (ГОСТ для выпуска разных изделий может быть также разным). Мы приводим наиболее распространенный вариант маркировки, который позволяет потребителям без труда расшифровать информацию об изделии. Если вы видите перед собой круг с обозначением 25А25СМ26КБ3, то можно понять, что:

• для его производства применялся белый электрокорунд в качестве абразива – 25А;
• его зернистость составляет (в мкм) 315–250 – цифра 25;
• он относится к классу среднемягких – СМ2 и имеет среднюю структуру – 6;
• используется керамическая связка – К;
• класс точности круга – Б, а неуравновешенности – 3.

Конструктивные особенности и сферы применения алмазных шлифовальных кругов

Шлифовальные круги — это расходный алмазный инструмент для ручных и автоматических шлифовальных машин.

Фотография №1: алмазные шлифовальные круги.

Расскажем о ключевых конструктивных особенностях инструментов. Начнем с того, что каждый круг состоит из корпуса и нанесенного на него алмазного слоя. Кроме алмазов в его состав входят связка с наполнителем или без него.

В маркировку алмазных кругов входят две цифры и одна буква. По этим символам определяют основные характеристики инструментов.

Изображение №1: маркировка алмазных шлифовальных кругов

Начнем с формы корпуса.

Изображение №2: формы корпусов алмазных кругов

Буква в маркировке обозначает форму сечения алмазного слоя.

Изображение №3: формы сечения алмазных слоев

По последней цифре в маркировке определяют, где именно на круге расположен алмазоносный слой.

Изображение №4: варианты расположения алмазоносных слоев на алмазных кругах

К числу самых важных характеристик алмазных кругов также относится тип связки. Она может быть органической, металлической и гальванической.

Органическая связка

Представляет собой смесь, состоящую из органической связки, алмазов и наполнителя.

Изображение №5: органическая связка

Органическая связка имеет невысокие твердость, термостойкость и теплопроводность. Использование такого инструмента характеризуется высокой производительностью и малым количеством времени, затрачиваемым на обработку заготовок.

Перечислим основные сферы применения алмазных кругов с органической связкой.

1. Шлифование, заточка и доводка деталей и изделий из твердых сплавов и сверхтвердых материалов.

2. Обработка высокоточных измерительных и медицинских инструментов.

3. Изготовление изделий из огнеупорных материалов.

4. Полировка и огранка драгоценных камней.

Металлическая связка

Ее состав выглядит так.

Изображение №6: металлическая связка

Металлическая связка отличается высокими твердостью, теплопроводностью и термостойкостью. Круги с такими алмазоносными слоями применяют для:

1. выполнения черновых операций, требующих снятия больших припусков;

2. профильного шлифования;

3. заточки твердосплавных деталей и изделий;

4. обработки заготовок из специальной керамики и иных труднообрабатываемых материалов.

Гальваническая связка

Ей с добавлением алмазов покрывают опорные металлические основы. У таких кругов зерна выступают далеко за поверхность связки. Это значительно облегчает отвод стружки.

Изображение №7: гальваническая связка

Алмазные круги с гальванической связкой отличаются высокой режущей способностью, хорошей теплопроводностью, низкой стоимостью и возможностью исполнения любой геометрии. Перечислим сферы применения инструментов данной категории.

1. Обработка деталей и изделий из кремния, германия и иных полупроводниковых материалов.

2. Шлифование и резка заготовок из ситала и различных видов технического стекла.

3. Фактурная обработка природного и искусственного камня.

4. Изготовление притиров и алмазных головок различных форм.

5. Производство ручного инструмента для доводки штампов из легированных сталей и твердых сплавов.

Иные характеристики алмазных шлифовальных кругов

Перечислим оставшиеся параметры.

1. Размер корпуса. Выбор инструмента зависит от габаритов заготовки и операции, которую необходимо выполнить.

2. Зернистость. Определяет чистоту поверхности после обработки. Чем меньше зернистость кругов, тем более гладкими получаются поверхности. Главный недостаток мелкой зернистости заключается в том, что при работе нередко происходят засаливания инструментов. Возможно также прижигание поверхности заготовки.

3. Концентрация алмазов. Этот параметр напрямую зависит от зернистости. Чем выше зернистость, тем больше алмазов находится в 1 мм3
   абразивного слоя. Круги с высокой концентрацией используют для обработки малых площадей. Инструменты с низкой концентрацией предназначены для обработки больших поверхностей.

4. Классы точности. Их 3 — Б, А и АА. Последние — лучшие по качеству. При помощи таких алмазных кругов выполняют высокоточные операции.

5. Классы неуравновешенности (1–4). Зависят от качества абразивной массы.

Разновидности алмазных карандашей

Перечень видов и типов производимых инструментов для правки кругов регламентируется государственным стандартом. Карандаш алмазный ГОСТ 607–80 представляет собой цилиндр длиной от 40 мм до 80 мм и диаметром от 8 мм до 10 мм, изготовленный из качественной, инструментальной стали.

Основным отличием, по которому происходит классификация, является расположение кристаллов на рабочей поверхности.

• Расположение в цепочку, друг за другом (Ц).
• Расположение слоями . В данном случае слои могут пересекаться друг с другом или не перекрывать.
• Неориентированное расположение (Н), хаотичное.

Для закрепления кристаллов между собой и в определенном порядке используется специальный материал, который обладает идентичным тепловым расширением, равным алмазам. Это позволяет исключить дополнительную деформацию камней.

Мы уверены, что Вам будет полезна статья о видах скоб для строительного степлера.

Расположение в цепочку

Такое расположение алмазов характерно при использовании кристаллов природного происхождения. Применяются при выравнивании поверхности кругов средней твердости. Первые цифры изделия 3908 не указаны.

Таблица 1

Обозначение	Маркировка, Ц	Вес алмазов, караты
-0051	1	0,03−0,05
-0052	2	0,05−0,1
-0053	3	0,11−0,2
-0054	4	0,21−0,5
-0055	—	0,31−0,5

Расположение слоями

Слоями располагают природные и искусственные алмазы. Карандашами из таблицы 2 правят высокотвердые круги, поэтому используются природные кристаллы. Карандашами из таблицы 3 правят круги, имеющие диаметр до 600 мм и умеренной твердости, поэтому применяются искусственные кристаллы.

Таблица 2

Обозначение	Маркировка, С	Масса алмазов, караты
-0081	1	0,017−0,025
-0082	2	0,05−0,1
-0083	3	0,11−0,2
-0084	4	0,11−0,2
-0085	5	0,11−0.2

Таблица 3

Обозначение	Маркировка	Вес кристаллов, караты
3908−0086	—	1
3908−0087	—	1
3908−0088	—	1

Размеры кристаллов не превышают 2 мм.

Неориентированное расположение

Такое расположение позволяет получить на шлифовальных кругах идеальную плоскость, благодаря которой обеспечивается высший класс чистоты.

Таблица 4

Обозначение	Маркировка, Н	Масса кристаллов, караты
-0059	1	1
-0060	2	1
-0061	3	1
-0062	4	1
-0063	5	1
-0064	6	1
-0066	—	1
-0067	—	1
-0069	—	2

Неориентированное расположение позволяет использовать камни мелкого размера, который составляет от 63 до 1 тыс. мкм.