Шлифовальные круги чаще всего изготовляют прессованием на прессах формовочных масс, которые состоят из смеси дробленых абразивных материалов (зерен), материала, связывающего абразивные зерна (связок), и клеящих веществ. После процесса прессования шлифовальные круги подвергают термической обработке, которая состоит из сушки, обжига и охлаждения. Затем производят механическую обработку кругов для придания им необходимой формы и размеров. Все шлифовальные круги определяются следующими характеристиками: абразивный материал, зернистость, связка, твердость, структура, форма и размер.

К абразивным материалам, предназначенным для обработки металла, относятся твердые минеральные вещества естественного или искусственного происхождения.

К естественным абразивным материалам относятся: кварцевый наждак, гранат, корунд и алмаз.

К искусственным абразивным материалам относятся: электрокорунд, монокорунд, карбид кремния, карбид бора, эльбор.

Твердость абразивных материалов определяют по специальной шкале, которая основана на сравнительной способности царапания (проникания) одного минерала другим. Эта шкала приводится в табл.23. Самым твердым является алмаз.

Абразивные материалы естественного происхождения

Корунд — минерал, состоящий из окиси алюминия (до 94%), окиси железа и силикатов. Обладает достаточно высокими режущими свойствами благодаря получению зерен при дроблении с острыми гранями. Применяется для изготовления шлифовальных кругов для обработки незакаленных сталей, так как зерна корунда не отличаются прочностью и в процессе резания не сохраняют своей первоначальной формы.

Алмаз — представляет собой одну из разновидностей углерода. Он обладает наибольшей твердостью из всех иззестных абразивных материалов как естественных, так и искусственных. В промышленности алмаз нашел большое применение для изготовления инструмента при окончательной обработке точных деталей, изготовленных из сталей и цветных сплавов.

Из алмаза изготовляют резцы, алмазные круги. Хорошая теплопроводность и незначительный коэффициент расширения, а также высокая твердость позволяют с успехом применять его как правильный инструмент для правки кругов. Алмаз сгорает в кислороде при 720° С (993,15° К). Это явление можно наблюдать при правке мелкозернистого круга с твердостью Tl—Т2 (появление голубоватого света в месте контакта алмаза с кругом).

Алмазы встречаются в виде отдельных, хорошо выраженных кристаллов, или же в виде скопления кристаллических зерен.

Величина алмазных кристаллов измеряется в особых весовых единицах — каратах. Один карат равен 0,2 г (200 мг).

Твердость алмаза определяется по десятибалльной шкале Мооса и равна 10 единицам.

Более твердые грани алмаза у кристаллов формы ромбододекаэдра и октаэдра (рис. 132). Твердость алмаза даже в пределах одной грани бывает неодинакова. .

Разработаны методы получения искусственных алмазов. Эти алмазы нашли широкое применение при изготовлении алмазных кругов и алмазно-металлических карандашей типа Н. Внедрение в промышленность алмазных кругов и другого алмазного инструмента намного повысит производительность и качество обработки деталей.

В настоящее время ведутся работы по применению алмазных кругов для резьбошлифования. Применение их является перспективным, особенно при шлифовании резьбы у деталей из твердого сплава.

Абразивные материалы искусственного происхождения

Электрокорунд — искусственно полученный корунд в электропечах из материала, богатого окисью алюминия (глинозема). В зависимости от содержания окиси алюминия электрокорунд подразделяют на два вида:

электрокоруид (алунд) с нормальным содержанием окиси алюминия (88% - 95%);

электрокорунд белый — с повышенным содержанием окиси алюминия (96% — 98,5%).

Более высокое содержание окиси алюминия придает режущему абразивному зерну повышенную стойкость. Электрокорунд белый применяют для изготовления высококачественных шлифовальных кругов для круглого, плоского и внутреннего шлифования. Из этого материала изготовляют также и резьбошлифовальпые круги.

Этот абразивный материал обладает высокой твердостью, уступая только карбиду кремния, карбиду бора и алмазу, и применяют при шлифовании деталей из углеродистых сталей термически обработанных с низкой и высокой твердостью.

Монокорунд — разновидность электрокорунда. Монокорунд обладает высокими режущими свойствами и твердостью. Зерна его имеют более правильные грани с острыми углами. Это облегчает условия резания и уменьшает нагрев детали при обработке, что повышает производительность труда.

С успехом применяется для шлифования металла с большим сопротивлением разрыву и для сталей имеющих низкую теплопроводность, как, например, сталь ХВГ, азотируемые стали и другие.

Карбид кремния — представляет химическое соединение кремния и углерода, получаемое в электрических печах. Зерна карбида кремния имеют более высокую твердость по отношению к электрокорунду и большую хрупкость. В зависимости от содержания чистого карбида кремния этот материал разделяют па:

а) менее качественный — черный карбид кремния (материал "черного или темно-синего цвета) с содержанием чистого карбида кремния 96—97%. Этот абразивный материал применяют для обработки хрупкого или очень мягкого материала;

б) абразивный материал высокого качества — зеленый карбид кремния с содержанием не менее 97% чистого карбида кремния; применяется для обработки инструмента с твердосплавными пластинами.

Эльбор — высокотвердый материал, из которого изготовляют абразивные круги зернистостью от № 16 до М7 на органических и керамических связках.

Ассортимент выпускаемых кругов аналогичен алмазному инструменту.

Абразивными кругами из эльбора производят качественное шлифование деталей из труднообрабатываемых сталей типа жаропрочных, быстрорежущих и других с меньшим тепловыделением в процессе обработки.

Абразивными кругами из эльбора зернистостью от № 16 на керамической и органических связках шлифуют профиль резьбы высокоточных ходовых винтов. При этом стойкость абразивного инструмента из этого материала превышает стойкость кругов из материала монокорунда более чем в 25 раз.

Для изготовления резьбошлифовальных кругов применяют в основном зерна электрокорунда белого, монокорунда и карбида кремния зеленого.

Кругами из зерна электрокоруида белого и монокорунда шлифуют резьбу на сырых и закаленных деталях из конструкционной, инструментальной и легированных сталей. Шлифовальными кругами из карбида кремния зеленого шлифуют резьбу на закаленных деталях из высоколегированной быстрорежущей стали Р18 и Р9.