Основные особенности процесса шлифования

Под абразивной обработкой понимают финишную обработку резанием, которая осуществляется с помощью абразивных зерен в виде монокристаллов, поликристаллов или их осколков.

Основными методами абразивной обработки являются: шлифование, хонингование, суперфиниширование, доводка, полирование.

Шлифование – процесс резания металлов с помощью абразивного инструмента, режущим элементом которого являются зерна. Зерна, обладающие высокой твердостью, теплоустойчивостью и острыми кромками, соединены специальными связующими веществами в шлифовальные круги, сегменты, головки, бруски и шкурки; применяют зерна и в виде паст и порошков. Чаще всего в качестве шлифовального инструмента пользуются шлифовальные круги.

Выступающие зерна (рис. 1) абразивного материала, прочно закрепленные в шлифовальном круге связующим веществом (связкой) и, при вращении круга с большой скоростью (до 80 м/с) срезают (царапают) слой металла в виде очень мелкой стружки. Большое число стружек (до сотни миллионов в минуту) и их малая толщина (несколько микрон) обусловливаются малым размером и большим количеством зерен, одновременно участвующих в резании (царапании). Часть зерен ориентирована так, что не может резать обрабатываемую поверхность. Такие зерна производят работу трения по поверхности резания. Абразивные зерна могут также оказывать на заготовку существенное силовое воздействие. Происходит поверхностное пластическое деформирование материала, искажение его кристаллической решетки. Деформирующая сила вызывает сдвиг одного слоя атомов относительно другого. Вследствие упругопластического деформирования материала обработанная поверхность упрочняется.

Рис. 1. Схема резания при плоском шлифовании (а), схема строения шлифовального круга (б), где: абразивное зерно (1); пора (2); связка (3); срезаемая стружка (4)

 

Вследствие малого сечения среза и большой скорости резания шлифование обеспечивает высокую точность (2 – 1-й класс) и малую шероховатость обработанной поверхности (7 – 12-го класса), а поэтому этот процесс чаще является окончательной (отделочной) операцией.

В промышленности находят применение как естественные, так и искусственные абразивные материалы. К естественным абразивным материалам относятся алмаз, корунд, наждак и некоторые другие. Однако ввиду того, что свойства этих материалов нестабильны, а запасы их ограничены, основное применение в промышленности получили искусственные материалы. К искусственным абразивным материалам относятся электрокорунд, карборунд, карбид бора, синтетические алмазы и сверхтвердые материалы, полученные на основе кубического нитрида бора.

Шлифовальные круги различают:

- по виду абразивного материала,

- зернистости,

- твердости,

- структуре (строению),

- форме и размерам.