Главная

Контакты

Случайная статья

• Автоматизация
• Антропология
• Археология
• Архитектура
• Биология
• Ботаника
• Бухгалтерия
• Военная наука
• Генетика
• География
• Геология
• Демография
• Деревообработка
• Журналистика
• Зоология
• Изобретательство
• Информатика
• Искусство
• История
• Кинематография
• Компьютеризация
• Косметика
• Кулинария
• Культура
• Лексикология
• Лингвистика
• Литература
• Логика
• Маркетинг
• Математика
• Материаловедение
• Медицина
• Менеджмент
• Металлургия
• Метрология
• Механика
• Музыка
• Науковедение
• Образование
• Охрана Труда
• Педагогика
• Полиграфия
• Политология
• Право
• Предпринимательство
• Приборостроение
• Программирование
• Производство
• Промышленность
• Психология
• Радиосвязь
• Религия
• Риторика
• Социология
• Спорт
• Стандартизация
• Статистика
• Строительство
• Технологии
• Торговля
• Транспорт
• Фармакология
• Физика
• Физиология
• Философия
• Финансы
• Химия
• Хозяйство
• Черчение
• Экология
• Экономика
• Электроника
• Электротехника
• Энергетика

Абразивные материалы

Следы обработки древесины вращающимися резцами, заусе­ницы и другие неровности должны быть удалены перед отделкой. Это достигается шлифованием.

Для шлифования применяют большей частью зернистые материалы, имеющие большую твердость, чем шлифуемый материал. Зерно должно обладать режущими гранями и действовать как мелкие скребки (резцы). Материалы с такими свойствами называются абразивными, или абразивами. В подавляющем большинстве случаев в качестве абразивов применяются твердые мине­ральные вещества в раздробленном состоянии. Различают абразивные материалы естественные и искусственные. Основными естественными абразивными материалами, исполь­зуемыми в деревообработке, являются корунд, наждак, гранат, кварц кремень, полевой шпат, крокус, красный железняк, пемза диатомиты, мел, венская известь. Из искусственных абразивов используют электрокорунд, карборунд, стекло.

Абразивные материалы различаются величиной и характером зерна (зернистостью и твердостью)

ЗЕРНИСТОСТЬ . Зерном дробленного абразивного материала называют осколок у которого размеры в поперечном сечении не превышают 5 мк, а отношение длины к ширине не пре­вышает 3:1.

Размерной характеристикой зерна является его ширина. Она устанавливается для зерен шириной более 28 мк методом просеи­вания через два смежных стандартных сита, а для зерен шириной от 28 мк и менее — микроскопически.

Твердость абразивных материалов определяется по условной шкале твердости. Она представляет собой набор из 10 минералов, каждый из которых отличается возрастающей твердостью. Твер­дость характеризуется по шкале номером минерала, равного по твердости: 1—тальк, 2 — каменная соль, 3 — известковый шпат, 4 — плавиковый шпат, 5 — апатит, 6 — полевой шпат, 7 — кварц, 8 — топаз, 9 — корунд, 10 — алмаз.

ЕСТЕСТВЕННЫЕ АБРАЗИВЫ. Корунд - кристаллическая разновидность глинозема. Один из лучших абразивов. Цвет серый, синий, бурый да красного со стеклянным блеском. Твердость 9. Излом раковистый. Вязкость средняя. Применяется главным обра­зом в виде мелких порошков для шлифовки и полировки. Приго­ден для шлифовки твердых древесных пород и твердых грунтовок и шпаклевок.

Наждак — горная порода, состоящая из смеси корунда, окиси железа и силиката. Цвет от темно-серого до черного. Излом острый. Твердость 7—9. Для шлифовки в деревообработке не при­меняется, так как примесь окиси железа, имеющаяся в наждаке, окрашивает древесину.

Гранат известен как драгоценный камень. В качестве абра­зива применяется менее ценная разновидность железистого гра­ната—альмандина. Цвет буро-фиолетовый или буро-красный, из­лом острый. Твердость 6,5—7,5. У нас известен как «красный наждак». Хороший материал для шлифовки древесины.

Кварц — двуокись кремния, белый прозрачный минерал, ши­роко встречается в виде примеси к песку (кварцевый песок). Твер­дость 7. Наиболее дешевый и распространенный абразив в дере­вообработке. Его недостатком является некоторая обкатанность и в силу этого закругленность ребер зерен и колебания по твер­дости (2—7).

Кремний — разновидность минерала «халцедона», встречается в природе в виде кремниевых желваков желтого и коричневато-черного цвета. Излом раковистый, острый. Раскалывается на ост­роугольные зерна. Твердость 6—7. Вязкость низкая. Хороший аб­разивный материал для шлифования древесины.

Полевой шпат — минерал, являющийся щелочным или щелоч­ноземельным алюмосиликатом. Встречается в различных видоиз­менениях. Отличается кристаллическим строением и способностью легко раскалываться в определенных направлениях. Твердость 5,5—6,5. Применяется большей частью для полирования.

Крокус, или красный железняк. Цвет красный, излом полура­ковистый, твердость 5,5—6,5. Применяется для полировки стекла, лакокрасочных пленок и др.

Пемза естественная — изверженная горная порода, представ­лявшая собой очень пористую массу вулканического стекла. Цвет от белого до желтого и бурого. Твердость около 6. В зависимости от строения различают пемзу мелкоячеистую, волокнистую, длин­новолокнистую и др. Имеет вид бесформенных кусков. Поступает в продажу также в виде порошка. Неоднородна по составу и твер­дости. Включение посторонних более твердых частиц вызывает при шлифовке глубокие царапины.

Диатомиты, — осадочные породы, состоящие из панцирных ос­татков кремнистых водорослей — диатомей. Встречаются в виде рыхлых нецементированных отложений в южнополярных морях, Беринговом море и на дне некоторых озер. Известны также под названием трепела, кизельгура, инфузорной земли.

Трепел представляет собой весьма легкую пористую нежную на ощупь мучнистую породу диатомита, легко растирающуюся между пальцами в тончайший порошок. Он состоит почти цели­ком из водного кремнезема в виде остроугольных мельчайших ча­стиц. Твердость 5—6. Применяется в шлифовальных и полиро­вальных пастах.

Мел — углекислый кальций. Применяется в виде «отмученного мела» — мелкого порошка, получаемого путем осаждения взмученного в воде толченого мела. Твердость 1—3. Один из наиболее g мягких полировочных материалов. Применяется главным образом при окончательной отделке лакокрасочных пленок.

ИСКУССТВЕННЫЕ АБРАЗИВЫ. Электрокорунд (алунд, алоксит) — искусственный корунд, получаемый в электрической печи из боксита, наждака. По физическим свойствам сходен с естествен­ным корундом. Твердость 9. Выпускается двух видов: электроко­рунд нормальный — от серо-коричневого до темно-коричневого и от розового до темно-красного цвета; электрокорунд белый — белого, серовато-белого и светло-розового цвета.

Белый электрокорунд по твердости выше нормального, но ме-1 нее вязок. Зерна его имеют гладкие грани и острые кромки. Обладает высокой режущей способностью. Является одним из лучших абразивных материалов для шлифовки древесины.

Карборунд — карбид кремния. Кромки зерен острые, по твердости уступают только алмазу, но менее вязки, чем зерна электрокорунда. Выпускается двух сортов — зеленый и черный. Зеленый более твердый и менее вязкий, чем черный. Применяется главным образом для шлифования металла.

Стекло в измельченном виде является весьма распространенным абразивным материалом; наклеивается на бумагу или полотно. Сырьем служит бутылочный бой и дробленые отходы сте­кольного производства (шквара). Твердость 4—6. Зерна с рако­вистым, острым изломом. Из-за хрупкости острые ребра стеколь­ных зерен при шлифовании довольно легко обламываются. Абра­зивные свойства стеклянной бумаги (шкурки) мало устойчивы в работе, что резко отражается на производительности шлифова­ния, особенно твердых древесных пород.

Пемза искусственная собой продукт обжига каолина, мела, песка и полевого шпата. Выпускается в виде призматических брусков или в порошкообразном виде. Отличается большой однородностью и лучшим качеством по сравнению с естественной пемзой. Применяется в виде свободных порошков для мокрого шлифования покрытий и при полировке, а также как составная часть различных полировальных паст.

Крокус зеленый— (окись хрома) применяется в виде порошка для полировки твердых камней (агат, кварц, нефрит и др.). В виде пасты является прекрасным полирующим средством для полировки органического стекла.

ШЛИФОВАЛЬНЫЕ ШКУРКИ И ПАСТЫ

Для шлифования абразивные материалы применяются в основ­ном в виде шлифовальной шкурки или шлифовальной пасты.

Применена порошкообразных абразивных материалов весьма ограниченно (пемза, трепел, мел), а абразивы в виде шлифоваль­ных брусков или кругов непосредственно для обработки древе­сины не применяются вообще.

Шлифовальные шкурки изготовляются для сухого (без жидкостного охлаждения) и мокрого шлифования. Они представляют собой бумагу или специально подготовленное тканевое полотно (основу), связанные при помощи клея с однорядным слоем абра­зивного зерна. Для сухого шлифования в качестве связующего применяется, глютиновый клей 1 или 2-го сорта, для мокрого шлифования — синтетический, водостойкий клей. Шкурки выпускаются производством рулонами или листами. Шлифующая поверхность
образуется зернами кремния, битого стекла или гранита, прочно
прикрепленными к основе.

На нерабочей поверхности каждой шкурки наносится условное обозначение шкурк, содержащее марку материала, основы, вид шкурки (листовой или рулонный), размеры (ширина и длина, мм).вид абразива и зернистость.

Шкурку следует хранить в сухом месте при влажности воздуха 50-60% и температуре 5-250С в пачках или рулонах.

Наиболее применимыми для шлифования древесины следует считать шкурки карборундовые и кремневые. Так как они имеют острые и сравнительно ровные кромки и плоские грани. Стеклянная шкурка быстро затупляется, электрокорундовая быстро «засаливается»

ШЛИФОВАЛЬНЫЕ ПОРОШКИ. В производстве мебели довольно широко применяют порошок пемзы, в особенности для шлифования лакокрасочных покрытий.

Шлифование производят обычно мокрым способом, т.е. с порошок смачивают водой, скипидаром, керосином или эмульсией из воды и керосина, взятых в соотношении 1:1.

Пемзовый порошок промышленность выпускает под маркам 2-П, 2-III средней и высокой твердости, просеянный через сито 1700 отверстий на 1 см2, и под марками 3-II и 3-III такой же твердости, просеянный через сито 3300 отверстий на 1 см2.

Для шлифования масляных и спиртовых лакокрасочных пс крытий применяют порошок марки 3-Й, для нитропокрытий — 2-II и 3-III. Пемзовый шлифовальный порошок можно приготовить на месте его применения путем измельчения кусковой пемзы и просеиванием через шелковое сито.

ШЛИФОВАЛЬНЫЕ ПАСТЫ. Помимо абразивных шкурок для шлифования отделываемой поверхности применяют шлифе вальные пасты. Они представляют собой не текучую смесь тонки абразивов с мягким, легко растирающимся связующим.

Шлифование осуществляется с помощью фланели и цигейкевой шкурки, на которые предварительно наносится тонкий слой пасты. Пленка после шлифования пастой должна приобрести ровную полуглянцевую поверхность.

Шлифовальные пасты могут быть изготовлены по аналогичные рецептам и непосредственно на предприятии.

ПОЛИРОВОЧНЫЕ ПАСТЫ

Окончательная отделка покрытий нитролаковыми и особенно полимеризационными пленками путем полировки является дли­тельным и трудоемким процессом. В связи с этим в последнее время для окончательной отделки начинают применять бесщеллач­ное полирование тонкими абразивными пастами — полировочными пастами, а для нанесения глянца — полировочной водой.

Полировочная паста представляет собой не текучую смесь тон­кого мелкодисперсного абразива невысокой твердости со связую­щими или смесью связующих, иногда с добавлением небольшого количества высококипящего растворителя. Применяется для по­лировки предварительно отшлифованного или обработанного раз­равнивающим составом покрытия с помощью фланцевой или ци­гейковой шайбы, фетрового круга, ленты или, реже, тампона. При полировании пленки покрытия паста должна сообщать ей хоро­ший блеск. Следы жирных пятен и дымка должны легко сни­маться полировочной водой.

Имеется большое количество полировочных паст для полировки различных покрытий, выпускаемых промышленностью или приго­товляемых непосредственно на производстве, которые в той или иной степени удовлетворяют требованиям высокого качества поли­ровки.

Полирование пастами можно производить на полировальных станках и полировочными машинками. При полировании вруч­ную тампоном их разжижают водой до вязкости, допускающей ручную обработку.

ПОЛИРОВОЧНАЯ ВОДА — это низковязкая водно-масляная эмульсия с незначительным содержанием мягкого абразива весьма тонкого помола. Иногда в полировочную воду вводят незначитель­ное количество растворяющего вещества (розмаринового масла, камфары и т. п.). Смягчая поверхность пленки, подобная добавка облегчает устранение мельчайших рисок (царапин) и неровностей. Полировочная вода применяется как для окончательной отделки, так и для восстановления блеска покрытий изделий, бывших в экс­плуатации.

Промышленностью выпускается несколько видов полировочной воды.

«Характеристика абразивного инструмента. Маркировка»

АБРАЗИВНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ

Основными видами абразивных инструментов являются шлифовальные круги, головки, сегменты, шкурки, притиры.

Наиболее часто используются абразивные круги, применяемые при шлифовании. Шлифование распространено очень широко. С его помощью проводят чистовую отделочную обработку деталей с высокой точностью, а для закаленных сталей шлифование является самым распространенным методом обработки.

Различают абразивные инструменты, изготовленные на твердой и мягкой основах. К инструментам на твердой основе относят шлифовальные круги, сегменты, головки, бруски. Абразивные зерна этих инструментов скрепляются между собой вспомогательным связующим материалом – связкой. Эти инструменты имеют определенную форму и размеры.

К инструментам на мягкой основе относят абразивные шкурки и фетровые диски, насыщенные абразивом. На специально подготовленную тканевую, бумажную или металлическую ленты наносится и закрепляется посредством клеящих веществ абразивное зерно. Фетровые диски, используемые для полирования, также покрываются абразивным материалом посредством клеящих веществ.

Отдельное место среди абразивных инструментов занимают различные абразивные пасты, а также притиры – металлические поверхности из чугуна, меди и других мягких металлов, шаржированные (насыщенные) абразивным зерном. Абразивные зерна используются также в свободном состоянии, например, для гидро- и пневмополирования.

Инструмент на твердой основе характеризуется материалом абразивных зерен, зернистостью (размером зерна), связкой, твердостью, структурой, формой и размерами.

В промышленности используется более 200 тысяч разновидностей различных абразивных инструментов. Инструментов на твердой основе выпускают 2,5 тысяч типоразмеров (72 типа). Размеры, типы, технические требования к абразивным инструментам регламентируются соответствующими стандартами.

ХАРАКТЕРИСТИКИ АБРАЗИВНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ НА ТВЕРДОЙ ОСНОВЕ

Абразивные материалы

Абразивные материалы, из которых изготавливаются инструменты, представляют собой зерна кристаллов различных химических соединений. К абразивным материалам предъявляется ряд требований:

а) абразивные зерна должны быть тверже обрабатываемого материала, иначе они не смогут царапать или истирать обрабатываемый материал (снимать с него стружку).

б) важны также форма и поверхность зерна: с острыми углами или закругленными краями, гладкая поверхность или шероховатая. Зерно с острыми углами и гладкой поверхностью легче проникает в обрабатываемый материал, чем зерно с закругленными и шероховатыми гранями.

в) важным свойством зерна является вязкость, т.е. способность зерна сопротивляться действующим на него при работе силам. Зерно не должно при работе распадаться по плоскостям спайности на мельчайшие кристаллики.

Указанными свойствами в разной степени обладают зерна из естественных и искусственных минералов и кристаллов.

Из естественных минералов большое практическое применение имеет только алмаз. Другие естественные абразивные материалы (кварц, корунд, наждак, кремень и т.д.) утратили свое промышленное значение.

Из искусственных абразивных материалов, получаемых промышленным способом, используются: электрокорунд (кристаллический оксид алюминия Al₂O₃), карборунд (карбид кремния SiC), карбид бора B₄C_, эльбор (кубический нитрид бора), синтетические алмазы (СА).

Зернистость

Для абразивного инструмента используются зерна от самых мелких до 2000 микрометров (мкм). В зависимости от размера зерна подразделяются на группы и номера. Величины зернистости приведены в табл. 1.

Номера шлифзерна и шлифпорошка указывают в сотых долях миллиметра наименьший размер зерна, входящего в этот номер, а номер микропорошков – наименьший размер в микрометрах. Например, номер зернистости 40 охватывает размеры зерна от 500 до 400 мкм. Зернистость микропорошка М63 охватывает размеры от 63 до 500 мкм. Размеры зерен от № 4 и больших номеров определяются размерами ячеек сит, в которых задерживается зерно, а размеры зерен шлифпорошка № 3 и микропорошков определяются микроскопическим методом путем измерения размеров зерен или фотоэлектрическим – по скорости осаждения

Шлифзерно широко используется как для грубого, так и для чистового шлифования, из него изготавливают инструменты на твердой и мягкой основах.

Шлифпорошок используется для тонкого и точного шлифования и доводки. Из него изготавливают инструменты на твердой и мягкой основах (бруски для хонингования и суперфиниша, шкурки), а также притиры.

Микропорошки используются главным образом для доводочных и полировочных паст.

Таблица 1

Зернистость материала

Связки

Связки – материалы, связывающие зерна – разделяются на неорганические (минеральные) и органические. Наиболее распространенной неорганической связкой является керамическая (К), а органической – вулканитовая (В) и бакелитовая (Б).

Керамическая связка, на которой выпускается около 90 % кругов и других инструментов на твердой основе, состоит из огнеупорной глины, полевого шпата, талька, мела, кварца, жидкого стекла. Абразивные инструменты на этой связке обладают хорошей прочностью и термической стойкостью. Недостатком их является хрупкость.

Бакелитовая связка состоит из искусственной смолы, представляющей собой смесь карболовой кислоты и формалина. Изготовленный на ней инструмент отличается большой прочностью и достаточной эластичностью. Круги на бакелитовой и вулканитовой связках выдерживают более высокие окружные скорости (в 1,5 раза и более), чем на керамической связке, следовательно, позволяют работать на больших скоростях резания.

Для алмазных кругов, кроме перечисленных, используют металлические связки. Металлические связки (М) включают порошки меди, олова, алюминия и другие и обеспечивают более эффективное использование алмазов по сравнению с другими связками. Алмазные круги состоят из алмазного кольца (алмазный порошок и связка) толщиной от 0,5 до 3 мм, закрепленного на корпусе из стали, алюминия или пластмассы.

Твердость

Твердость шлифовального круга или бруска характеризуется величиной силы, с которой связка удерживает абразивное зерно. Шкала степеней твердости абразивных инструментов и их условное обозначение приведены в табл. 2. Правильный выбор круга по твердости является фактором, определяющим его производительность и стойкость.

Таблица 2

Твердость абразивных инструментов

За время работы зерна круга тупятся, вследствие чего силы резания, действующие на каждое зерно, возрастают. Когда сила резания превысит силу, с которой зерно удерживается связкой, притупившиеся зерна вырываются с поверхности круга, а на поверхность выступают новые острые зерна. Описанное явление называется самозатачиванием круга. При правильном выборе круга по твердости и правильном режиме шлифования круг работает с самозатачиванием. Если твердость круга излишне высока, то притупившиеся зерна задерживаются связкой и заволакиваются подплавившимся обрабатываемым материалом (металлом) в черный блестящего цвета круг, и он теряет способность резать. Указанное явление называют «засаливанием» круга. Для восстановления работоспособности круга необходимо удалить с его поверхности затупившиеся зерна. Эта операция называется «правкой круга». Если круг излишне мягок, зерна будут вырываться еще до того, как они затупятся, при этом круг теряет свою форму и требует правки. Производительность таких кругов низкая.

Выбор твердости круга или бруска для обработки конкретного материала – задача сложная и часто связана с экспериментом. Общим правилом является следующая зависимость: чем тверже материал, тем быстрее притупляются зерна круга, следовательно, тем мягче должен быть круг (слабее связка)

Структура

Структурой абразивного инструмента называется соотношение объемов, занятых в нем зернами, связкой и порами, выраженное в процентах.

Различают три группы структур, включающих 13 номеров от 0 до 12: плотная структура (0, 1, 2, 3); среднеплотная (4, 5, 6); открытая (7, 8,

9, 10, 11, 12). Чем выше номер структуры, тем меньше содержание зерна в единице объема. В зависимости от номера структуры объем пор колеблется в пределах 30 – 40 % объема круга. Содержание алмазных зерен в единице объема алмазного кольца (слоя) определяется концентрацией. За 100 % - ную концентрацию принято содержание 0,878 мг алмазного порошка в 1 мм алмазного кольца (круга).

Алмазные круги и бруски изготавливают с 25, 50 и 100 % - ной концентрацией, а на металлической связке также со 150 и 200 % - ной концентрацией.

Чем мягче шлифуемый материал, выше его вязкость, тем более пористый шлифовальный круг выбирается для его обработки.

Маркировка абразивных инструментов

Маркировка инструментов производится заводом-изготовителем путем условного обозначения на нерабочей поверхности инструмента: материала связки, структуры, формы и размера. Для шлифовальных кругов, кроме того, указывается наибольшая допустимая окружная скорость.

Например: Э40 СМ1 К7; ПП400 69 100; 35 м/с.

Указанная маркировка означает:

Э – электрокорунд нормальный;

40 – номер зернистости, указывающий величину зерна;

СМ1 – твердость круга (среднемягкий первый);

К – материал связки (керамическая);

7 – номер структуры (открытая);

ПП – плоский прямой;

400 – наружный диаметр, мм;

69 – ширина круга, мм;

100 – диаметр отверстия, мм;

35 – наибольшая допустимая окружная скорость при шлифовании, м/с.