Алмазные диски: виды, преимущества и недостатки

Концентрация алмазов в алмазных кругах

Важной характеристикой алмазных кругов, которая определяет режущую способность и производительность, является концентрация алмаза в алмазоносном слое. Промышленность выпускает стандартные пропорции: 25%, 50%, 100% (при 100%-ной концентрации содержится 0,878 мг алмазного зерна в 1 кубическом мм алмазоносного слоя).

Характерной особенностью алмазного круга является то, что работа алмазоносного слоя происходит не за счет полного износа зерен, а вследствие выпадания их из круга.

Концентрация

Таблица соответствий концентрации в % и в карат/см3

Выбор концентрации зависит от ряда факторов и производится сле¬дующим образом.

Средняя концентрация (100%; 75%) используется для большинства шлифовальных операций, для кругов зернистостью 125/100…63/50, а также для кругов чашечной формы с широким (7.. .20 мм) рабочим слоем.

Высокая концентрация (125…200 %) используется для следующих ус¬ловий: для кругов зернистостью 160/125 и крупнее, чтобы увеличить число работающих зерен, и, соответственно, уменьшить нагрузку на зерно; в кругах малых диаметров (< 50 мм) также для увеличения числа зерен на поверхности контакта круга с деталью; в кругах для профильного шлифования с целью повышения кромкостойкости; в чашечных кругах с ши¬риной рабочего слоя < 5 мм.

Низкая концентрация (50 %, реже 37,5 %) используется в кругах зерни¬стостью 40/28 и мельче.

вначало

Подбор концентрации алмазного слоя

При подборе оптимальной концентрации алмаза в алмазоносном слое действует следующее правило:

— при небольшой контактной поверхности между шлифовальным кругом и обрабатываемой деталью, например при круглой шлифовке, необходимо выбирать высокую концентрацию алмаза. Благодаря этому обеспечивается износостойкость инструмента, даже при высоких нагрузках (100%).

— при большой контактной поверхности требуется принятия мер по снижению температуры в зоне шлифования и уменьшению усилий шлифования для исключения прижогов. В этом случае следует использовать низкую концентрацию алмаза (50%).

Круги с 25%-ной концентрацией применяются для доводочных работ.

Зернистость

вначало

Применение алмазных кругов в зависимости от зернистости:

Зернистость круга выбирается в зависимости от требуемой чистоты обрабатываемой поверхности.

Для чернового шлифования применяют алмазные круги зернистостью: 400/315 315/250 250/200 200/160 160/125

Для чистового шлифования применяют алмазные круги зернистостью: 125/100 100/80

Для тонкого шлифования применяют алмазные круги зернистостью: 80/63 63/50 50/40

Для доводки и полирования алмазные круги зернистостью: 60/40 40/28 28/20 20/14 14/10 10/7 7/5 5/3 3/2

Неглубокая тарелка. Маркировка 12А220

По внешнем виду тарелка заметно отличается от чашки глубиной, как правило, высота тут всего 18 мм. В другом все стандартно, алмазный заточной круг 12А220 150*10*2*18*32 160/125 — тарелка диаметром 150 мм, ширина алмазного слоя 10 мм, толщина 2 мм, глубина — 18 мм(неглубокая), посадка 32 мм. Зерно 165/100 — достаточно крупное по сравнению с другими.

Еще на заметку: Насадки-шарошки для гравировальной машинки

Тарелки бывают на 150 мм и на 125 мм диаметром.

Они отлично подходят для заточки инструмента, более того, на них точат твердосплавные напайки на дисковых пилах. Для того, чтобы заточить такие напайки, понадобится тонкая тарелка, чтобы край смог пролезть между зубьями.

Связки для алмазных кругов

Алмазные круги на металлической связке (М) (В качестве металлической связки применяется бронза и ее модификации). Металлическая связка используется для предварительных операций, требующих съёма сравнительно больших припусков, для заточки твердосплавного инструмента, шлифования изделий из твердого сплава, стекла, керамики, полупроводниковых и труднообрабатываемых материалов с применением охлаждающей жидкости.

М2-01 М1-01 М2-02

Алмазные круги на органической связке (В) (В качестве органической связки применяется обычно бакелит). Органическая связка применяется для чистовых и доводочных работ: чистовой заточки и доводки режущего инструмента из твердых сплавов и сверхтвердых материалов, чистового шлифования и доводки измерительного инструмента, для обработки материалов высокой твердости.

В2-01 В1-02 В1-01

Кубический нитрит бора (CBN): Шлифование и доводка инструмента из вольфрамовых (Р18, Р12, Р9), вольфрамо-молибденовых (Р6М5) и других быстрорежущих сталей. Деталей из жаропрочных, нержавеющих и высоколегированных конструкционных сталей высокой твердости (НРС 55 и выше).

• Шлифовка и доводка однолезвийного инструмента: медицинских, маникюрных, ножниц, ножей, топоров, пил, коньков, стамесок, рубанков, цепи бензопил…
• Шлифовка и доводка многолезвийного инструмента: пилы для деревообработки, разверток, зенкеров, сверл, фрез.
• Шлифование корпусных изделий, резьбы, профиля зубьев шестерен… Деталей, получение высокой точности которых ограничивается большими тепловыми деформациями.

Правила эксплуатации алмазных кругов по металлу

Чтобы алмазные круги по металлу прослужили как можно дольше, нужно соблюдать рекомендации специалистов и правила пользования инструментами.

Как правильно устанавливать алмазные круги на шпиндели

1. Запрещается устанавливать алмазные круги по металлу на полномерные, маломерные или овальные шпиндели. Приведем рекомендуемые разницы между диаметрами шпинделей и диаметрами посадочных отверстий в инструментах.

Таблица №3: рекомендуемые разницы между диаметрами шпинделей и диаметрами посадочных отверстий алмазных кругов

1. Если разница меньше допустимой, то отверстие следует расточить. В противном случае есть два варианта. Чаще всего используют втулки подходящих размеров. Отверстие в круге также можно сузить путем заливки специальной массы.
2. Закрепляют круги при помощи зажимных шайб. Между ними и инструментами размещают прокладки. Слишком сильно зажимать круги не рекомендуется. Большое давление может привести к поломке приспособления.

Правила использования алмазных кругов по металлу

1. При обработке заготовок алмазными кругами на керамических или металлических связках в обязательном порядке необходимо использовать СОЖ. При работе с кругами с органическими связками использование СОЖ носит рекомендательный характер.

2. После установки инструмента нужно провести проверку. Для этого оборудование запускается вхолостую с рабочим числом оборотов. При этом в обязательном порядке должен быть установлен защитный кожух. К работе можно приступать только после того, как диск прошел испытание на прочность. Биение также не должно превышать установленной нормы.

3. При обработке запрещается использовать рычаги, повышающие нагрузку на инструменты.

4. Смазывающе-охлаждающая жидкость должна равномерно и своевременно подводиться и отводиться. Постоянное погружение круга в состав не допускается.

5. Алмазные круги по металлу чистят по-разному.

1. Для удаления загрязнений с инструментов на органических связках используют пемзы.
2. Круги на металлических связках чистят при помощи брусков из карбида кремния. Зернистость приспособления должна быть на 1–2 номера крупнее зернистости алмазного круга по металлу.

6. Для восстановления режущей способности алмазных инструментов применяют правку. Она заключается в обработке рабочей поверхности алмазами, алмазозаменителями или шарошками.

Как правильно хранить абразивные инструменты

1. Хранить алмазные круги по металлу рекомендуется на стеллажах.
2. Помещение должно быть светлым и отапливаемым.
3. Температура хранения кругов на керамических связках — не ниже +5 °С.
4. Температура хранения кругов на бакелитовой связке — не ниже +10 °С.
5. Рекомендуется размещать инструменты на стеллажах группами. К примеру — в зависимости от формы.

Фотография №3: пример организации хранения абразивного инструмента

Конструкция шлифовальных алмазных кругов

Круги представляют собой корпус, на который нанесен слой алмазов с разной структурой. В напыление, кроме алмазных элементов входит наполнитель и связка.

Все изделия имеют различные характеристики и различаются по:

• типу и форме круга;
• размеру корпуса;
• степени зернистости;
• типу связки;
• концентрации алмазов;
• классу неуравновешенности;
• классу точности;

Кроме того, они характеризуются прочностью, твердостью, износостойкостью.

Корпус

Для изготовления корпусов алмазных кругов используются стали марок Ст3, 30, 25 и 20, алюминиевые сплавы марок Д16 и АК6 или полимеры.

Для шлифовальных кругов, имеющих форму АГЦ или А1ПП необходимы хвостовики, изготовленные из сталей У8 или У7.

Концентрация алмазов

Концентрация алмазоносного слоя, которая выражается в процентном содержании, – количество зерен в 1 кубическом миллиметре порошка, используемого в абразивном слое. Эта характеристика влияет на эффективности и экономичность работы инструмента. Концентрация находится в зависимости от зернистости – чем выше зернистость и чем тверже материал для обработки, тем больший процент концентрации алмазов требуется для работы.

Выпускаются алмазные шлифовальные круги со 150-, 100-, 75-, 50- и 25-процентой концентрацией. За 100% принимается 4,39 карата (1 карат равен 0,2г), содержащихся в 1см3, что соответствует 0,878 мг/мм³.

Этот показатель определяет производительность, режущую способность, срок эксплуатации и цену инструмента. Оптимальная характеристика зависит от площади и формы обрабатываемого материала, типа используемого инструмента, качества связки, зернистости алмазного зерна и условий обработки.

Выбор концентрации круга основывается на следующие требования:

• высокая концентрация необходима, если контактная поверхность соприкосновения обрабатываемого элемента и шлифовального круга мала (к примеру, во время круглой шлифовки), это гарантирует длительное время эксплуатации инструмента и повышает его износостойкость;
• низкая концентрация выбирается для обработки контактных поверхностей большой площади.

Зернистость

Зернистостью называют величину алмазного зерна или сростков кристаллов (этот показатель определяется толщиной, шириной и высотой, но обычно учитывается только ширина). Степень зернистости определяет чистоту поверхности после обработки, производительность работы, количество материала, снимаемого за разовый проход круга, изнашиваемость инструмента и другие показатели.

Зернистость указывается согласно ГОСТу 3647-80 и обозначается в микронах дробью, в которой числитель в микронах обозначает величину верхнего сита, а знаменатель – нижнего. Согласно международным стандартам FEPA (и ГОСТу Р52381-2005) характеристика обозначается литерой F с соответствующим числом – чем оно выше, тем меньше размер зерна.

Зернистость подбирается в зависимости от необходимой шероховатости поверхности после обработки, вида материала, величины припуска, снимаемого при проходе инструмента и т.д.

Обрабатываемая поверхность получается тем чище, чем меньший размер зерна применяется. Но мелкая зернистость не всегда предпочтительна – она дает высокую чистоту, но одновременно приводит к засаливанию инструмента и прижогу обрабатываемой поверхности. Использование мелкозернистого круга так же снижает производительность.

По фракциям зернистость различается следующим образом:

• мелкая 100/80;
• средняя 125/100;
• крупная 160/125;
• более крупная 200/160.

Круги с меньшим показателем применяются при завершающей доводке лезвий, ножей, резцов и других изделий, при окончательной шлифовке. Среднее звено позволяет добиться необходимой остроты режущих частей, а крупноструктурные зерна используются для выравнивания и снятия части обрабатываемой поверхности.

Читать также: Брошюровка дерева что это такое

Целесообразно применять низкозернистые круги для уменьшения шероховатости поверхности, а более крупное зерно тогда, когда требуется увеличить производительность и при больших припусках. Чем материал менее вязкий и более твердый, тем показатель зернистости может быть больше.

Сфера потребления алмазных кругов и классификация

Заточные круги алмазные по назначению пользуют для заточки пил изготовленных из твёрдых сплавов, с их помощью выполняют доработку напаек, они незаменимы при заточке токарных резцов и т. д. У них мелкая структура, позволяющая выполнить отделку обрабатываемого изделия, что невозможно сделать, используя рядовой стандартный абразивный наждак. Диски шлифовальные разных видов, типов алмаза и зернистости на механических и органических связках используют для доработки и заточки токарных резцов, фрез и других приборов из твердого сырья. Российский рынок алмазных кругов представлен изделиями разнообразной формы:

Какой диск применять в каждом конкретном случае, нужно определять индивидуально, исходя из предлагаемой заготовки, поверхности, площади и технологичности. Если для дисковой пилы нужен круг тарелка, которая благодаря острому краю может работать между зубьями, то для ножа более подходящим будет прямой профиль или чашка. Чтобы вернуть первоначальные качества токарных резцов, сверл и других приборов необходимо использовать надежные точила.

Формы алмазных дисков

Заточные круги различают и по зернистости:

• 100/80 – мелкая фракция;
• 125/100 – средняя;
• 160/125 — крупная;
• 200/160 – более крупная;

Изделия с мелкой зернистостью используют для завершающей доводки токарных резцов, ножей, лезвий и т. п. Используя изделия со средним звеном можно добиться нужной остроты режущей части приспособления. Крупная структура зерна позволяет, например, снять часть металла и выровнять режущую часть детали. Изделия с мелкой и средней зернистостью наиболее распространены, ими пользуются и в быту.

Точильный диск различают по диаметру (125–300 мм). Поэтому подбирать его нужно исходя из размера имеющегося точила. Немаловажной считается в таких изделиях толщина и ширина алмазного слоя. Широкий слой позволит удобно обработать деталь приличной площади или большого диаметра сверло, кроме того, износ алмазного покрытия будет продолжительным.

Алмазные круги для заточки универсальны, именно они могут реставрировать режущие возможности вышедшего из работы продукта, а после выполнения этой процедуры вернуть в технологический процесс. Его употребляют для заточки концевых и дисковых фрез, резцов, сверл разного диаметра, такой инструмент после обработки отличается достойными режущими способностями и точностью.

Отличительной чертой такого заточного круга считается наличие на рабочей части мелкой фракции алмазного зерна, доказано практикой, что он способен выполнить точную отделку режущей части резца, пластины, ножа и других инструментов. В зависимости от цели применения делается выбор алмазного круга для заточки. Для финишной доработки практикуют использование точила прямого профиля.

Конструкция алмазных кругов для заточки инструмента

Марка диска характеризуется:

• конфигурацией корпуса и видом материала, из которого он изготовлен;
• размером окружности;
• величиной концентрации абразивных зерен;
• фракцией алмазов;
• типом вещества, используемого в качестве связки;
• степенью точности;
• классом неуравновешенности.

Одним из важных параметров является износостойкость диска.

Корпуса алмазных заточных кругов могут быть изготовлены из стальных заготовок, марок Ст-25, 30, 20 или 3, либо сплавов из алюминия АК-6 или Д-16, либо полимерных материалов. Для некоторых шлифкругов типа А1ПП, АГЦ делают еще хвостовики из стальных У7 и У8 марок.

Что касается применяемых связующих веществ, которые скрепляют алмазные зерна в единую форму, то выпускаются диски на основе:

1. Связок металлического характера на основе алюминия, меди, цинка или олова. В маркировке таких изделий указывается литера М.
2. Связок керамических на основе шамота либо стекла, куда добавляют составляющую алюминия. В маркировке здесь будет присутствовать литера К.
3. Связок на основе органики – это пульвербакелитные и карболитные вещества. Присутствие такой связки обозначают в маркировочном коде литерами КБ.

В качестве наполнителей используют электрокорунд, графитовый порошок, медь, карбид бора и глинозем.