JSC «Volzhsky Abrasive Works»

Composition and grade of abrasive tool

Структура абразивного инструмента

 Abrasive tool structure is characterized by the content of abrasive material in unit of volume expressed in per cents.

VЗ + VС + VП = 100 %,
VЗ - grit volume, VС - bond volume, VП-pore volume.

Key parameter of the structure is V3.

With increasing of the structure in one number grit volume lessens in 2%, space between grits and size of some pores increases, but at keeping of similar tool grade bond volume also increases in 2% and pore volume stays invariant. So abrasive tool having identical grain size and grade, but different structures differ in degree of abrasive grit juxtaposition.

Structure denoted as № 1...4 is called closed (tight), № 4...8 - mean, № 9...12 and higher (up to 16) - open. The larger structure number the farther grit juxtaposition, so the structure is more open.

Recommended areas of application of abrasive tool with the basic structure numbers:

• № 1...3 - production of abrasive tool Bakelite and vitrified bonded at grinding with poor metal removal, mainly for ball bearing treatment;
• № 3, 4 - profile grinding, grinding with high feeding, fluctuating load, cutoff applications;
• № 4...6 - external cylindrical grinding, centerless, surface grinding by peripheral grinding;
• № 7...9 - surface grinding by wheel end, internal grinding, tool grinding; 
• № 8...10 - grinding and tool grinding, reeved by hard alloy; 
• № 8...12 - profile grinding by fine-grained wheels (thread grinding).
   

Abrasive tool with open structure have improved conditions of chip handling and lesser heat release. The most effective application is at tough metal working and treatment of metals inclined to burns and cracks.

Besides grinding wheels with the given structure vitrified bonded the wheels are made with higher porosity (pore size up to 2-3 mm) and are called highly porous. Pores in such wheels are made by different filling (pore agents) burnt in the process of thermal treatment (plastic, coal, wood flour, etc.). Volume weight of highly porous wheels is much less than of common wheels, lighter and require less power for rotation.

Высокопористый круг лучше охлаждается поступающим в процессе работы воздухом. Установлено, что скорость воздуха в зоне резания при вращении высокопористого круга на 25-35% больше, чем при вращении обычного, что позволяет работать с большей глубиной резания и с меньшей опасностью прижога обрабатываемой детали. Наличие большого количества крупных пор, а также увеличенная скорость воздушной струи в процессе работы абразивного инструмента создают лучшие условия для удаления стружки и уменьшают возможность застревания ее в порах, тем самым исключая так называемое «засаливание» рабочей поверхности абразивного инструмента.

При обработке мягких и вязких материалов (красной меди, алюминия, пластмассы, дерева, резины, кожи и т. п.) рабочая поверхность высокопористого абразивного инструмента дольше остается работоспособной и реже требует правки. Высокопористые круги по сравнению с обычными имеют примерно в 1,5 раза меньший удельный износ.

При заказе высокопористых кругов следует сообщать заводу-изготовителю условия их применения и требования, предъявляемые к выполняемой операции. Высокопористые круги следует заказывать зернистостью на 1-3 номера мельче, чем обычно. Например, если применяется структурный круг зернистостью 40, то высокопористый следует заказывать зернистостью 25 или 16.

Твердость абразивного инструмента

Твердость абразивного инструмента характеризует способность связки сопротивляться вырыванию абразивных зерен с рабочей поверхности под влиянием внешних сил. На твердость абразивного инструмента влияют как содержание связки, вид связки, размер абразивных зерен, так и размер пор.

Твердость – один из основных параметров абразивного инструмента, необходимых при выборе  инструмента для конкретной операции абразивной обработки, и она должна быть оптимальной для определенной  операции, обеспечивающей возможность затупившимся зернам вырываться из связки и тем самым вскрывать новые абразивные зерна, т.е. способствовать самозатачиванию абразивного инструмента. При высокой степени твердости затупившиеся зерна не будут своевременно вырываться из инструмента, что приведет к появлению следов дробления, рисок, прижогов.

От твердости абразивного инструмента зависят качество обрабатываемой поверхности, частота правки шлифовальных кругов, производительность обработки. Твердость абразивных инструментов относится к группе физических величин, с помощью которых определены лишь отношения типа «больше - меньше» («тверже - мягче»). Для контроля твердости абразивных инструментов используются механические и акустические методы.

По степени твердости абразивный инструмент подразделяется на ряд групп:

В градации степеней твердости цифры 1, 2, 3 характеризуют твердость в порядке возрастания. При выборе твердости круга необходимо руководствоваться следующими положениями:

• Твердые материалы скорее затупляют абразивные зерна и удаление их скорее происходит в мягких кругах. Поэтому для обработки твердых материалов следует применять мягкие абразивные инструменты, а для материалов небольшой твердости – более твердые (исключение – медь, алюминий, свинец, нержавеющая и жаропрочная сталь, которые шлифуют мягким инструментом. При обработке вязких материалов отходы шлифования заполняют поры круга и поверхность «засаливается»);
• Для предварительных операций применяют более твердые инструменты, чем для чистовых;
• При шлифовании без применения СОЖ следует использовать более мягкие круги, чем при работе с охлаждением;
• На автоматических станках устойчивых и жестких конструкций со спокойным ходом шпинделя
  применяются более мягкие круги, чем на станках с ручной подачей;
• При шлифовании неровных, прерывистых поверхностей применяются более твердые инструменты, чем при шлифовании ровных поверхностей;
• Мягкий круг экономичнее твердого, т.к. правится и позволяет вести обработку с более интенсивными режимами, однако его твердость не должна быть слишком низкой, чтобы круг не потерял форму и не увеличивался износ – в результате трудно будет получить деталь необходимых размеров и форм.