Абразивный инструмент, изготовляется из абразивных материалов, предназначен для механической обработки металла, кожи, дерева, стекла, горных пород, пластмасс и др. Промышленными способами Абразивный инструмент начали изготовлять во 2-й половине 19 в. (со времени появления шлифовальных станков). Абразивный инструмент разделяют на 2 основных типа: жёсткие (шлифовальные круги, головки, сегменты и бруски, рис. 1) и гибкие (шлифовальная шкурка и изделия из неё — ленты, диски и др.). Для изготовления Абразивный инструмент применяют электрокорунд (нормальный, белый, легированный присадками окиси хрома, монокорунд); карбид кремния (зелёный и чёрный); синтетические и природные алмазы. Абразивный инструмент выпускаются на керамической, бакелитовой, вулканитовой и реже на силикатовой, глифталевой и магнезиальной связках, скрепляющих отдельные абразивные зёрна. За рубежом применяют также олеанитовую и шеллаковую связки.

Рис. 1. Жёсткие абразивные инструменты: а — шлифовальные круги; б — шлифовальные головки; в — сегменты; г — бруски.

  Номенклатура стандартных Абразивный инструмент предусматривает около 750 типоразмеров, а всего насчитывается около 12 000 разновидностей. Шлифовальные круги из электрокорунда и карбида кремния изготавливают диаметром от 3 до 1100 мм и толщиной 0,5—200 мм с диаметром посадочных отверстий от 1 до 305 мм; из алмазных зёрен (на бакелитовых, металлических и керамических связках) — диаметром от 6 до 300 мм с толщиной рабочего кольца 1,5—5 мм и шириной от 3 до 20 мм. Важный показатель Абразивный инструмент — концентрация алмазов (содержание алмазного зерна в 1 мм³ алмазоносного слоя; при 100% концентрации в 1 мм³ содержится 0,878 мг  алмазных зёрен). Концентрация алмазов в кругах в алмазном слое от 25 до 200%.

  Шлифовальная шкурка и изделия из неё выпускаются на основаниях из ткани и бумаги, с режущими зёрнами из электрокорунда, карбида кремния, стекла и кремния. Шкурка применяется для ручных и механизированных шлифовальных работ, в частности — для ленточного шлифования. В зависимости от требуемой прочности шкурка изготовляется на основаниях из бязи, саржи, полудвунитки или бумаги. Наибольшее сопротивление разрыву у шкурки на сарже.

  От других видов режущих инструментов Абразивный инструмент отличаются большим количеством беспорядочно расположенных зёрен — резцов с порами между ними, а также формой и прерывистостью режущих кромок. Стружка, снимаемая ими, как правило, небольшой длины. Абразивный инструмент можно обрабатывать детали из материалов любой твёрдости, работать со скоростью резания, превосходящей применяемые при других процессах резания, снимать с обрабатываемой детали слой металла как тончайший, так и значительного размера (доли мкм и миллиметры).

  В процессе шлифования абразивные зёрна по мере их затупления скалываются и выкрашиваются, обнажая лежащий под ними слой незатупившихся зёрен. Это свойство Абразивный инструмент называют способностью к самозатачиванию. Чем интенсивнее происходит скалывание и выкрашивание, тем полнее самозатачивание Абразивный инструмент При частичном самозатачивании Абразивный инструмент режущая способность его восстанавливается не полностью. Для полного её восстановления Абразивный инструмент подвергают правке удалением поверхностного слоя зёрен. При этом одновременно выправляется форма инструмента.

  Правку Абразивный инструмент осуществляют алмазами в оправах, алмазными карандашами, алмазными роликами и различными заменителями алмазов: твердосплавными и стальными роликами, шарошками, шлифовальными кругами высокой твёрдости, абразивными брусками и пр. Абразивная способность Абразивный инструмент тем выше, чем больше стойкость его между правками, а срок службы тем больше, чем меньший слой абразива снимается при каждой правке.

  Технология производства Абразивный инструмент в значительной степени определяет их рабочие свойства: однородность состава, твёрдость, износостойость и точность размеров и др. Для обеспечения стабильности указанных свойств технологическим процессом задаются вид и количество связки, объём и количество шлифовальной массы, давление и метод прессования, количество клеящего вещества, добавляемого в связку для улучшения формуемости массы, температура и время термической обработки. Производство Абразивный инструмент состоит из следующих основных операций: приготовление связки, смешение абразивной массы, формование, термическая обработка, механическая отделка, испытания на прочность и твёрдость. Керамические связки приготовляют из тонкоизмельчённых огнеупорных глин различных композиций, плавней (тальк, калиевый полевой шпат и т. п.), перлита, кварца. Связки смешивают в смесительных машинах (рис. 2) с абразивными зёрнами и клеящим веществом (декстрином или жидким стеклом) и протирают через вибрационное сито или рыхлительную машину. Подготовленную таким образом массу прессуют в гидравлических прессах (рис. 3). Из сушильных камер заготовки поступают в тоннельные обжигательные печи, где их постепенно нагревают до температуры 1240—1320°C и затем медленно охлаждают. Абразивный инструмент на бакелитовой связке проходят бакелитизацию при t 180°C. Температурный режим и время термической обработки Абразивный инструмент определяют их прочность на разрыв, изгиб, сжатие и удар и соответственно их эксплуатационные свойства. После обжига Абразивный инструмент проходят механическую отделку — им придают требуемые размеры и уравновешивают. Абразивный инструмент испытывают на разрывную прочность при нагрузке, превышающей рабочую на 50%, а после определения твёрдости маркируют. Изготовление Абразивный инструмент на вулканитовой связке отличается тем, что смешение массы выполняют на смесительных вальцах, а требуемая толщина заготовок достигается прокаткой на вальцах.

Рис. 2. Смесительная машина.

Рис. 3. Гидравлический пресс-агрегат.

  Алмазные круги формуют при больших давлениях (до 200 Мн/м², или 2000 кгс/см²). Термическую обработку алмазных кругов на металлической связке ведут при температуре 600—650°C, на керамической связке — при температуре 800—850 °C. Прочность на разрыв Абразивный инструмент допускает скорости резания 25—80 м/сек.

Шлифовальная шкурка изготавливается на полуавтоматических конвейерных аппаратах, где процесс осуществляется непрерывно. Наносимые на ткань или бумагу абразивные зёрна закрепляют на ней мездровым клеем или синтетическим лаком. Для повышения режущих свойств шкурки зёрна наносят в электростатическом поле.

  Абразивный инструмент широко распространены во всех отраслях машиностроения и особенно в подшипниковой. В автомобильной, тракторной и инструментальной промышленности до 30—35% от общего парка станков составляют шлифовальные, заточные, доводочные и полировальные. На этих станках Абразивный инструмент применяются при обдирочных работах для удаления больших припусков и при чистовой и прецизионной обработке для изготовления деталей высокой точности и чистоты поверхностей.

  Значительно развивается производство таких перспективных видов Абразивный инструмент, как круги для силового шлифования, зачистки проката, фасонного шлифования и других работ, связанных с большими съёмами металла и обеспечением высокой точности обработки.

 

  Лит.: Ипполитов Г.М., Абразивные инструменты и их эксплуатация, М., 1959; Кудасов Г.Ф., Абразивные материалы и инструменты. 2 изд., Л., 1967.

  Г.М. Ипполитов