АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИНСТРУМЕНТ

1.1. АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИХ ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА

     Абразивный инструмент в отличие от металлического лезвийного не имеет сплошной режущей кромки, а состоит из огромного числа разобщенных режущих элементов (абразивных зерен), скрепленных между собой связкой. Поэтому работоспособность абразивного инструмента характеризуется не только материалом и размером режущего абразивного зерна, но также составом и количеством связки, структурой (расположением абразивных зерен и пор в инструменте). Все эти параметры, маркируемые на каждом абразивном инструменте, составляют его характеристику (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Маркировка абразивного инструмента:

КАЗ — марка завода-изготовителя, 14А— вид шлифовального материала, 40 — номер зернистости, П — индекс зернистости, С2 — степень твердости, 6 — номер структуры, К5 — вид связки, А — класс точности инструмента, 2 — класс неуравновешенности, ПП — форма круга, 500 — наружный диаметр круга (мм), 50 — высота круга (мм), 305— диаметр посадочного отверстия (мм), 35 м/с—допустимая окружная скорость.

     Абразивные материалы превосходят инструментальные стали по твердости, поэтому они обеспечивают возможность обработки металлов с высокими скоро-стями резания.

     Абразивная способность и износостойкость абразивного материала зависят от его твердости, теплостойкости, хрупкости и дробимости зерна, а также от степени химического взаимодействия с обрабатываемым материалом. Некоторые физико-механические свойства абразивных материалов приведены в табл. 1.1, а характеристики и области применения — в табл. 1.2.

1.1. Физико-механические свойства абразивных материалов.

Абразивный материал		Микротвердость на приборе ПМТ-3, 103 МПа	Абразивная способность шлифовального материала    зернистостью № 16 при шлифовании стекла,   усл. ед.	Теплостойкость °С
Электрокорунд	нормальный	19.. .20	0,145	1250... 1300
	белый	20.. .21	0,155	1700... 1800
	хромистый	20.. .22	0,101
	титанистый		0,112	1250 . . . 1300
	циркониевый	23.. .24	—	1900.  . . 2000
Монокорунд			0,15	1700.  . . 1800
Сферокорунд		20...21	—
Карбид  кремния:	зеленый	33...36	0,45	1300.  . . 1400
	черный		0,4
Карбид  бора		40.. .45	0,5	700.  . . 800
Эльбор		80.. .100	0,6	1400.  . . 1500
Алмаз	синтетический	53 . . . 96	0,7	600.  . . 700
	природный	86 . . .100	0,77	700.  . . 800
Корунд		19 … 22	0,135	1700 …1800
Наждак			0,105
Гранат		13 . . . 16,5	0,103	1200 . . . 1250
Кремень		10 . . . 11	0,05	1500 . . . 1600

1.2 Характеристики и области применения абразивных материалов.

Характеристика	Марка	Область применения
Электрокорунд нормальный
Обладает высокой теплостойкостью, хорошей сцепляемостью со связкой, механической прочностью зерен и значительной вязкостью, необходимой для выполнения операций  с  переменными нагрузками	13А	Изготовление инструмента на органических связках для обдирочного шлифования стальных  заготовок. Отделочные работы незакрепленным зерном.
	14А	Изготовление   инструмента   на органических    и    неорганических связках для шлифования стальных заготовок
	15А	Изготовление:   инструмента   на керамических и бакелитовых связ­ках для скоростного шлифования; шлифовальной шкурки для отде­лочных работ
Электрокорунд белый
По физическому и химическому составу более однороден, имеет более высокую твердость и острые кромки, обладает лучшей самозатачиваемостью и обеспечивает меньшую шероховатость обрабатываемой поверхности по сравнению с электрокорундом нормальным	23А	Изготовление инструмента на органических связках для шлифования стальных заготовок; абразивных паст и брусков. Отделочные работы незакрепленным зерном.
	24А	Изготовление шлифовальных кругов и брусков из шлифзерна и шлифпорошков на всех связках для чистовой обработки закаленных стальных деталей; шлифовальной шкурки для отделочных работ
	25А	Изготовление шлифовальных кругов и брусков из шлифзерна, шлифпорошков и микрошлифпорошков для скоростного шлифования и доводки стальных закаленных деталей; инструмента для шлифования заготовок из труднообрабатываемых сталей и сплавов; шлифовальной шкурки для отделочных работ
Электрокорунд циркониевый
Мелкокристаллический, плотный и весьма прочный материал; стойкость инструмента на обди­рочных операциях в 10...40 раз превышает стойкость аналогичного инструмента из электрокорунда нормального	38А	Изготовление инструмента на бакелитовых связках для обдирочного шлифования стальных  заготовок с высокими скоростями и подачами
Электрокорунд хромотитанистый
Обладает более высокими механической прочностью и абразивной способностью по сравнению с электрокорундом нормальным	91 А, 92А	Изготовление инструмента для шлифования с большим съемом металла и обдирочного шлифования
	91 А, 92А	Изготовление инструмента на керамических и бакелитовых связ­ках для шлифования стальных закаленных и незакаленных заготовок
Монокорунд
Имеет изометрическую форму зерна, высокую механическую прочность, в процессе шлифования скалывается и этим обеспечивает высокие режущие свойства и малую силу резания.	43А	Изготовление инструмента им шлифзерна и шлифпорошка на керамических связках для чистовой обработки деталей из труднообрабатываемых сталей и сплавов
	44А, 45А	Изготовление шлифовальной шкурки для отделочных работ и доводки. Обработка незакрепленным  зерном
Сферокорунд
При шлифовании сферические зерна разрушаются и обнажают режущие кромки инструмента, обеспечивая производительную обработку при малом тепловыделении	3С	Изготовление инструмента для обработки мягких и вязких материалов — кожи, резины, пластмасс, цветных металлов и др.
Карбид кремния черный
Отличается от электрокорунда повышенными твердостью, абразивной способностью и хрупкостью (зерна имеют вид тонких пластинок, вследствие чего увеличивается их хрупкость в процессе работы; кроме того, они хуже удерживаются связкой в инструменте), применяется для обработки твердых, хрупких и очень вязких материалов с низким сопротивлением разрыву	53С	Изготовление: инструмента из шлифпорошков и микрошлифпорошков на всех связках для обработки заготовок из чугунов, цветных металлов и вольфрамовых твердых сплавов, шлифовальной шкурки для отделочных работ и доводки. Отделочные работы и доводка деталей из чугунов и цветных металлов незакрепленными микрошлифпорошками. Отделочные работы и доводка незакрепленным зерном
	54С	Изготовление: инструмента из шлифзерна на всех связках для обработки заготовок из чугунов, цветных металлов и вольфрамовых твердых сплавов, шлифовальной шкурки для отделочных работ
Карбид кремния зеленый
Отличается от карбида кремния черного повышенными твердостью, абразивной способностью и хрупкостью	62С	Изготовление: инструмента  из шлифпорошков на всех связках для обработки заготовок из чугунов, меди, алюминия, гранита, мрамора; шлифовальной шкурки для отделочных и доводочных работ. Отделочные работы и доводка незакрепленным зерном.
	63С	Изготовление  инструмента из шлифзерна на всех связках для обработки заготовок из титановых и титанотанталовых твердых сплавов; шлифовальной шкурки для отделочных и доводочных работ .
	64С	Изготовление:   инструмента   из микрошлифпорошков на всех связках для обработки заготовок из чугунов, меди, алюминия, гранита, мрамора;   шлифовальной   шкурки для   отделочных   и   доводочных работ. Отделочные работы и доводка незакрепленным зерном
Карбид бора
Значительно превышает электрокорунд и карбид кремния по твердости и абразивной способности, хотя и очень хрупок.	КБ	Шлифование, отделочные работы и доводка незакрепленным зерном деталей из твердых сплавов и чугунов.
Эльбор (кубический нитрид бора)
Имеет наивысшие после алмаза твердость и абразивную способность, обладает высокой теплостойкостью и повышенной хрупкостью; инертен к железу.	ЛП ,  ЛО	Изготовление  инструмента из шлифпорошков и микрошлифпорошков на всех связках для чистовой обработки высокоточных деталей из труднообрабатываемых  закаленных сталей, шлифовальной шкурки для отделочных работ; инструмента для чистовой заточки режущего инструмента. Отделоч­ные работы незакрепленным зерном.
Алмаз синтетический
Превышает по твердости эльбор; обладает высокой износостойкостью и пониженной теплостойкостью, химически активен к железу; имеет повышенную хрупкость и пониженную прочность, что способствует самозатачиванию, синтетический алмаз каждой последующей марки (от АС2 до АС50) от­личается от предыдущего более высокой прочностью и меньшей хрупкостью.	АС2  (АСО) обычной прочности	Изготовление инструмента на органических связках для чистовой обработки и доводки деталей из твердых сплавов и сталей
	АС4 (АСР) повыш. прочности	Изготовление инструмента на органических и керамических связках для шлифования заготовок из твердых сплавов, керамики и других хрупких материалов
	АС6  (АСБ)  высокой  прочности	Изготовление инструмента на металлических связках, работающего при повышенных нагрузках
	АС15 (АСК) кристаллы	Изготовление инструмента на металлических связках, работающего в тяжелых условиях (резка и обработка стекла, шлифование и полирование камня)
	АС32   (АСС) монокристаллы сортированные	Изготовление инструмента на металлических связках для бурения, резки камня, чернового хонингования
	АС50	Изготовление инструмента, работающего в особо тяжёлых условиях (бурение пород IX и X категорий буримости, резка гранита, обработка керамики, кварцевого стекла, корунда и др.)
Поликристаллические дробленые алмазы типа  «баллас»	АРБ1  (АСБ)	Изготовление инструмента для чернового хонингования чугунов, резки стеклопластиков
Поликристаллические дробленые алмазы типа  «карбонадо»	АРК4  (АСПК)	Изготовление инструмента, работающего в тяжелых условиях (хонингование, обработка камня и материалов в стройиндустрии)
Поликристаллические дробленые алмазы типа  «спеки»	АРС3	Изготовление инструмента, работающего в особо тяжелых условиях (бурение, правка шлифовальных кругов, обработка камня и материалов в стройиндустрии)
Алмаз природный
Обладает наивысшими твердостью и износостойкостью, используется главным образом на операциях, где необходимы исключительно высокая износостойкость и повышенная абразивная способность инструмента при обработке твердых и сверхтвердых материалов	А1, А2, АЗ	Изготовление инструмента на металлических связках для обработки технического стекла, керамики, камня, бетона
	А5	Изготовление шлифовальных кру­гов на металлических связках, в том числе гальваническим методом, для обработки металла, керамики и др.
	А5, А8	Изготовление правящего и бурового инструмента, а также инструмента для обработки камня и материалов в стройиндустрии
Другие
Корунд	92Е	Изготовление инструмента и микропорошков для полирования деталей из стекла и металлов
Кремень	81Кр	Изготовление шлифовальной шкурки для обработки древесины, кожи, эбонита
Наждак	--	Изготовление мельничных жерновов. Обработка незакрепленным зерном
Гранат	--	Изготовление шлифовальной шкурки для обработки древесины, кожи, пластмасс. Обработка стекла незакрепленным зерном

           Измельченный на фракции абразивный материал называют шлифовальным.

        Фракция — это совокупность абразивных зерен в установленном интервале размеров.

          Преобладающую по массе, объему или числу зерен фракцию называют основной.

          Зернистость характеризует размер режущих зерен основной фракции в данном инструменте.

         В зависимости от размера зерен шлифовальные материалы делятся на следующие группы: шлифзерно — от № 200 до № 16; шлифпорошки — от № 12 до № 4; микрошлифпорошки — от М63 до М14; тонкие микрошлифпорошки — от М10 до М5. Шлифзерно и шлифпорошки получают ситовым рассевом, микрошлифпорошки — осаждением в жидкости (гидроклассификация). Однородность зернового состава, существенно влияющая на шероховатость обрабатываемой поверхности, режущие свойства и стойкость инструмента, характеризуется процентным содержанием основной фракции. Поэтому условное обозначение зернистости дополняют буквенным индексом, соответствующим этому процентному содержанию: В — высокое; П — повышенное; Н — номинальное; Д — допустимое.

В зависимости от группы материалов зернистость обозначается следующим образом:
для шлифзерна и шлифпорошков — 0,1 размера (мкм) в свету стороны ячейки сита, на котором задерживаются зерна основной фракции, например 40, 25, 16 (соответственно 400, 250, 160 мкм);

для микрошлифпорошков — по верхнему пределу размера зерен основной фракции с добавлением индекса М, например М40, М28, М10 (соответственно 40, 28, 10 мкм);
для алмазных шлифпорошков — дробью, у которой числитель соответствует размеру (мкм) стороны ячейки верхнего сита, а знаменатель — размеру (мкм) стороны ячейки нижнего сита основной фракции, например 400/250, 400/315, 160/100, 160/125;

для алмазных микрошлифпорошков и субмикропорошков — дробью, у которой числитель соответствует наибольшему (мкм), а знаменатель — наименьшему размеру (мкм) зерен основной фракции, например 40/28, 28/20, 10/7;

для шлифзерна и шлифпорошков эльбора — в зависимости от метода контроля: при ситовом методе — 0,1 размера (мкм) в свету стороны ячейки сита, на котором задерживаются зерна основной фракции, например Л20, Л16, Л10; при микроскопическом методе — аналогично обозначению зернистости алмазных шлифзерна и шлифпорошков, например 250/200, 200/160, 125/100.

Требования к зерновому составу шлифовальных материалов приведены и ГОСТ 3647—80, алмазных порошков — в ГОСТ 9206—80Е, эльбора в зерне — в ОСТ 2-МТ79-2—75.
В табл. 1.3 указаны зернистость, процентное содержание основной фракции, соответствующее каждому индексу, и области применения шлифовальных материалов в зависимости от зернистости.

Твердость характеризует прочность закрепления абразивных зерен в инструменте с помощью связки, поэтому она определяется количеством и свойствами связки, введенной в инструмент. С увеличением количества связки на 1,5% твердость инструмента повышается на одну степень. При этом объем связки увеличивается за счет соответствующего уменьшения объема пор. Расстояние между зернами остается неизменным.

На рис. 1.2, а, б показаны структуры мягкого и твердого абразивного инструмента.

     Рис. 1.2. Структуры абразивного инструмента:


     а — мягкого круга,
     б — твердого круга,
     в — плотная,
     г — открытая,
    д — на керамической связке,
    е — на вулканитовой связке.

Таб. 1.3. Зернистость шлифовальных материалов и область их применения в зависимости от зернистости.

Зернистость   (ГОСТ  3647—80)	Размер зерен основной фракции, мкм		Минимальное процентное содержание основной фракции для зернистостей с индексом				Область применения
			В	П	Н	Д
Шлифзерно и шлифпорошки
200	2500 … 2000		--	55			Изготовление инструмента для ручных обдирочных операций, зачистки отливок, поковок, сварных швов проката, правки шлифовальных кругов, обдирочного шлифования
160	2000... 1600
125	1600... 1250
100	1250... 1000						Изготовление инструмента для плос­кого шлифования торцом круга, предварительной заточки инструмента, отрезных работ, предварительного шлифования назакаленных сталей и чугунов со снятием большого припуска, шлифования вязких материалов
80	1000...800
63	800... 630
50	630...500
40	500...400				54	41	Изготовление инструмента для пред­варительного и окончательного шли­фования закаленных сталей и чугунов с обеспечением шерховатости поверхности Rа = 2,5...0,63 мкм, заточки режущего инструмента
32	400...315
25	315...250				43	39
20	250...200
							Изготовление инструмента для чистового шлифования с обеспечением шероховатости поверхности Rа = 2,5 ...0,32 мкм, профильного шлифования, заточки мелкого режущего инструмента
16	200... 160
12	160...125				45	41	Изготовление инструмента для профильного шлифования с обеспечением шероховатости поверхности Rа = 0,63 ...0,16 мкм, чистовой заточки и доводки режущего инструмента, предварительного хонингования, шлифования резьб с крупным шагом
10	125...100
8		100 ... 80			40	36
6	80... 63
5	63 ... 50						Изготовление инструмента для шлифования хрупких материалов и резьб с мелким шагом, доводки и хонингования с обеспечением шероховатости поверхности Rа = 0,03...0,16 мкм
4	50 ... 40
Микрошлифпорошки и тонкие микрошлифпорошки
М63	63 ... 50		60	50	45	42	Изготовление инструмента для суперфиниширования, окончательной доводки и хонингования с обеспечением  шероховатости поверхности Rа = 0,16 мкм и менее.
М50	50 ...40
М40	40 ... 28
М28	28 ... 20
М20	20 ...14				40	37
М14	14 ...10
М10	10 ... 7		nbsp; 55	45
М7	7 ... 5
М5	5 ... 3

Твердость оказывает влияние на режущие свойства и кромкостойкость инструмента, а также на характер его изнашивания в процессе резания. Если прочность закрепления зерен в инструменте ниже прочности самого абразивного зерна, то изнашивание происходит вследствие выкрашивания зерен и абразивный инструмент работает в режиме самозатачивания. Если же прочность абразивного зерна окажется ниже прочности его закрепления в инструменте, то изнашивание будет протекать частично за счет хрупкого разрушения, скалываниязерен и частично за счет их стирания с образованием площадок износа на зерне.

В Табл. 1.4 приведена классификация твердости и указаны области применения абразивного инструмента в зависимости от его твердости.

1.4 Твердость абразивного инструмента и области его применения в зависимости от твердости

Степень твердости	Обозначение твердости	Область применения
Мягкий   (М)	М1...МЗ	Шлифование с интенсивным самозатачиванием инструмента  —  плоское (торцом круга), внутреннее (закаленных сталей), заточка и доводка режущего инструмента, цветных металлов, труднообрабатываемых и вязких сплавов, высокотвердых закаленных сталей, имеющих склонность к прижогам и трещинам; зубошлифование, резьбошлифование; чистовое шлифование и суперфиниширование
Среднемягкий (СМ)	МС1, СМ2
Средний (С)	С1, С2	Окончательное и чистовое шлифование (круглое, бесцентровое и внутреннее), плоское шлифование периферией круга, резьбошлифование  шлифование чугунов, обдирочное шлифование торцом круга
Среднетвердый (СТ)	СТ1...СТЗ	Круглое и  бесцентровое врезное  шлифование,профильное шлифование, обработка разобщенных поверхностей, обдирочное шлифование чугунов
Твердый (Т)	Т1, Т2	Обдирочное шлифование; снятие заусенцев на поковках и литье, изготовление отрезных кругов и ведущих кругов для бесцентрового шлифования; хонингование закаленных сталей, врезное профильное шлифование с большим объемом металла
Весьма твердый (ВТ)	ВТ1, ВТ2	Обдирочное шлифование и зачистка в металлургии и кузнечно-литейном производстве; правка шлифовальных кругов,  шлифование с большим давлением резания (например, шаров)
Чрезвычайно твердый (ЧТ)	ЧТ1, ЧТ2

Примечание. В таблице дана шкала твердостей для инструмента на керамической и бакелитовой связках. Инструмент на вулканитовой связке выпускают твердостью С, СТ и Т.

Структура абразивного инструмента характеризуется соотношением объемов абразивных зерен, связки и пор. Система регулирования структур основана на сохранении равенства V3+VС+VП=100%, где V3 — объем зерна, VC объем связки, VП — объем пор. Определяющим параметром структуры является объем V3.

С увеличением на один номер структуры объем зерен уменьшается на 2%, расстояние между зернами и размер отдельных пор увеличиваются, однако для сохранения одинаковой твердости инструмента объем связки также увеличивается на 2%, при этом объем пор остается неизменным.

Различные соотношения объемов зерна и связки, при соблюдении которых к процессе производства получают абразивные инструменты различной твердости с тем или другим объемом пор, приведены в Табл. 1.5.

1.5. Структура абразивных инструментов
 

Номер структуры	V3,%	Твердость
		ВМ1	ВМ2	М1	М2	М3	СМ1	СМ2	С1	С2	СТ1	СТ2	СТЗ	Т1	Т2	ВТ1	ВТ2	ЧТ
		VП,%
		48	46,5	45	43,5	42	40,5	39	37,5	36	34,5	33	31,5	30	28,5	27	25,4	24
		VС,%
0	62								0,5	2	3,5	5	6,5	8	9,5	11	12,5	14
1	60	—	—	—	—	—	—	1	2,5	4	5,5	7	8,5	10	11,5	13	14,5	16
2	58	—	—	—	—	—	1,5	3	4,5	6	7,5	9	10,5	12	13,5	15	16,5	18
3	56	—	—	—	0,5	2	3,5	5	6,5	8	9,5	11	12,5	14	15,5	17	18,5	20
4	54	—	—	1	2,5	4	5,5	7	8,5	10	11,5	13	14,5	16	17,5	19	20,5	22
5	52	—	1,5	3	4,5	6	7,5	9	10,5	12	13,5	15	16,5	18	19,5	21	22,5	24
6	50	2	3,5	5	6,5	8	9,5	11	12,5	14	15,5	17	18,5	20	21,5	23	24,5	26
7	48	4	5,5	7	8,5	10	11,5	13	14,5	16	17,5	19	20,5	22	23,5	25	26,5	28
8	46	6	7,5	9	10,5	12	13,5	15	16,5	18	19,5	21	22,5	24	25,5	27	28,5	30
9	44	8	9,5	11	12,5	14	15,5	17	18,5	20	21,5	23	24,5	26	27,5	29	30,5	32
10	42	10	11,5	13	14,5	16	17,5	19	20,5	22	23,5	25	26,5	28	29,5	31	32,5	34
11	40	12	13,5	15	16,5	18	19,5	21	22,5	24	25,5	27	28,5	30	31,5	33	34,5	36
12	38	14	15,5	17	18,5	20	21,5	23	24,5	26	27,5	29	30,5	32	33,5	35	36,5	38

 Таким образом, абразивные инструменты, имеющие одинаковые зернистость и твердость, но разные структуры, различаются между собой по степени сближения абразивных зерен.

Структуру, обозначенную № 1...4, принято называть закрытой (плотной), № 4...8 — средней, № 9...12 и выше (до 16) — открытой. Чем больше номер структуры, тем больше расстояние между зернами, т. е. структура более открытая.

Плотная и открытая структуры инструмента показаны на рис. 1.2, в, г.
Инструменты открытой структуры имеют улучшенные условия отвода стружки и меньшее тепловыделение. Наиболее эффективно их применение при обработке вязких металлов, а также металлов, склонных к прижогам и трещинам. Рекомендуемые области применения инструмента основных номеров структур следующие:

№ 1...3 — изготовление инструмента на бакелитовой и керамической связках при шлифовании с малым съемом металла, преимущественно для обработки шарикоподшипников;
№ 3, № 4 — профильное шлифование, шлифование с большими подачами и переменной нагрузкой, отрезные работы;
№ 4...6 — круглое наружное, бесцентровое, плоское шлифование периферией круга;
№ 7...9 — плоское шлифование торцом круга, внутреннее шлифование, заточка инструмента;
№ 8...10 — шлифование и заточка инструмента, оснащенного твердым сплавом;
№ 8...12 — профильное шлифование мелкозернистыми кругами (резьбошлифование).

Увеличенные размеры пор достигаются добавкой в абразивную массу порообразующих веществ, выгорающих при термической обработке инструмента (молотый уголь, пластмассовая крошка, древесные опилки). Такой абразивный инструмент называется высокопористым. Наибольшая его эффективность проявляется при обработке очень вязких материалов, при сухом (без подачи охлаждающей жидкости) шлифовании и заточке.
Связка определяет прочность и твердость инструмента, оказывает большое влияние на режимы, производительность и качество обработки. Различают связки неорганические и органические. К неорганическим связкам относятся керамическая, силикатная и магнезиальная (для алмазного инструмента — металлическая), к органическим — бакелитовая, вулканитовая, глифталевая, поливинилформалевая, эпоксидная.

Керамическая связка обладает высокой огнеупорностью, водостойкостью, химической стойкостью, хорошо сохраняет профиль рабочей кромки, круга, но чувствительна к ударным и изгибающим нагрузкам. Применяют плавящиеся и спекающиеся керамические связки. Абразивный инструмент из электрокорунда изготовляют на плавящихся связках, а из карбида кремния — на спекающихся. Шлифовальные круги из электрокорунда более прочны, чем из карбида кремния.

Силикатная и магнезиальная связки, малопрочные и чувствительные к охлаждающим жидкостям, имеют ограниченное применение. Основное их преимущество— меньшее выделение теплоты при шлифовании.

Абразивный инструмент на бакелитовой связке обладает более высокими прочностью (на сжатие и изгиб) и упругостью, чем инструмент на керамической связке. Он может быть изготовлен различных форм и размеров, в том числе и очень тонким — до 0,5 мм для отрезных и прорезных работ. Недостатком бакелитовой связки является невысокая стойкость к воздействию охлаждающих жидкостей, содержащих щелочные растворы. Для повышения этой стойкости круги покрывают лаком, суриком или какой-либо водонепроницаемой краской, иногда пропитывают парафином. При шлифовании кругами на бакелитовой связке охлаждающая жидкость должна содержать не более 1,5% щелочи.

Круги на бакелитовой связке обладают меньшей кромкостойкостью, чем на керамической. Бакелитовая связка имеет более слабое, чем керамическая, сцепление с абразивным зерном, поэтому инструмент на этой связке широко используют на операциях плоского шлифования, где необходимо самозатачивание круга. Бакелитовая связка, имеющая невысокую теплостойкость, выгорает при нагревании до 250 – 300 °С, а при 200°С и выше она приобретает хрупкость. Абразивный инструмент на бакелитовой связке чаще изготовляют из электрокорунда нормального и карбида кремния черного.

Основой вулканитовой связки является термически обработанная смесь каучука с серой, поэтому инструмент на такой связке, приобретающий свойство эластичности, используется при обработке фасонных поверхностей и профильном шлифовании. Круги на вулканитовой связке работают на скоростях до 60 м/с и могут быть изготовлены толщиной 0,3 ...0,5 мм для отрезных работ.

Вулканитовая связка по сравнению с керамической значительно хуже удерживает абразивные зерна, что компенсируется повышением ее количества за счет уменьшения пор (рис. 1.2, д, е). Вследствие этого инструмент на вулканитовой связке отличается плотной структурой, вызывающей увеличенное тепловыделение при шлифовании. Низкая теплостойкость каучука (150 ...180° С) приводит к размягчению и выгоранию связки при интенсивном резании. Абразивные зерна углубляются в эластичную связку и режут на меньшей глубине подобно более мелкозернистому инструменту, обеспечивая наименьшую шероховатость поверхности. Эти особенности вулканитовой связки эффективно используются при чистовой обработке фасонных поверхностей.

Наиболее часто употребляемые связки и области их применения указаны в Табл. 1.6.

1.6. Связки абразивных кругов и области их применения

Связка	Марка	Область применения
Керамическая	КО	Изготовление малогабаритных кругов для внутреннего шлифования
	К1, К5, К8	Изготовление инструмента общего назначения  для всех видов шлифования, кроме отрезных и прорезных работ
	К5, К7	Изготовление инструмента повышенных прочности и кромкостойкости для скоростного, профильноговрезного, прецизионного шлифования
	К2, КЗ	Изготовление инструмента из карбида кремния для всех видов шлифования и заточки
Бакелитовая	Б	Изготовление инструмента с повышенной режущей способностью для шлифования заготовок, имеющих склонность к прижогам, для зачистного и обдирочного шлифования, заточки и хонингования
	Б1	Изготовление  инструмента  общего  назначения для плоского, внутреннего шлифования, заточки, разрезных работ
	Б2	Изготовление инструмента для шлифования торцом сегментных кругов
	БЗ	Изготовление инструмента для резьбошлифовальных и отрезных работ, хонингования
	БУ	Изготовление инструмента повышенной прочности для скоростного шлифования, зачистки литья и поковок, отрезных работ
Вулканитовая	В, В1	Изготовление ведущих кругов, инструмента для бесцентрового шлифования, отрезных работ, обработки фасонных поверхностей, хонингования незакаленных сталей и чугунов, отделочного шлифования и полирования
	В2	Изготовление инструмента повышенной прочности для скоростного шлифования и абразивного резьбонарезания
	В3	Изготовление инструмента повышенной режущей способности для профильной обработки подшипников качения, чистового шлифования цилиндриче­ских и некруглых поверхностей
Глифталевая	ГФ	Изготовление инструмента для доводочных и по­лировальных работ
Поливинилформалевая	ПФ	То же
Металлическая	М	Изготовление алмазного и эльборового инструмента

     Вследствие расширяющихся экономических связей с зарубежными странами в импортируется абразивный инструмент, имеющий маркировку, соответствующую стандарту страны-экспортера. Ниже для примера представлены данные по маркировке абразивного инструмента, соответствующие стандарту США ANSI В 74.13—1972.

Абразивный материал обозначают буквами:
электрокорунд — A;
эльбор — B;
карбид кремния (SiC) — С;
алмаз — D.
Перед обозначением может стоять (но не обязательно) вводный символ изготовителя, указывающий конкретный вид абразивного материала.

Четыре степени зернистости обозначают цифрами:
8, 10, 12, 14, 16, 20, 24— грубая;
30, 36, 46, 54, 60 — средняя;
70, 80, 90, 100, 120, 150, 180 — тонкая;
220, 240, 280, 320, 400, 500, 600 — очень тонкая.

Твердость характеризуется 26 степенями, обозначаемыми латинскими буквами:
A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K (мягкий инструмент);
L, M, N, O, Q, R (инструмент средней твердости);
S, T, U, V, W, X, Y, Z (твердый инструмент).

Структуру обозначают цифрами от 1 до 16. Чем большей цифрой обозначена структура, тем она более открытая (открытая структура может обозначаться цифрами и более 16).

Девять видов связок обозначают следующим образом:

B — бакелитовая;
BF — бакелитовая с усилением;
E — шеллаковая;
M — металлическая;
O — магнезиальная;
R — Вулканитовая;
RF — Вулканитовая с усилением;
S — силикатная;
V — керамическая.

В качестве примера можно привести следующую маркировку шлифовального круга: 51A36L5V23 (последние цифры являются фирменным элементом маркировки, который может опускаться).

Сравнительная характеристика абразивного инструмента, выпускаемого в США и СССР.

Страна	Зернистость
США	грубая	средняя		тонкая		очень тонкая
	8;  10;  12;   14; 16; 20; 24	30; 36; 46; 54; 60		70; 80; 90; 100; 120; 150, 180		220; 240; 280; 320; 400; 500; 600
СССР	шлифзерно		шлифпорошки		микрошлипорошки и тонкие микрошлифпорошки
	200; 160; 125; 100; 80; 63; 50; 40; 32; 25; 20; 16		12; 10; 8; 6; 5; 4		М63; М50; М40; М28; М20; М14; М10; М7; М5

 

Страна	Связка
	керамическая	бакелитовая	вулканитовая	магнезиальная	силикатная
США	V	В	К	О	S
СССР	К	Б	В	М	С

 

Страна	Твердость
США	Мягкий			Средней твердости			Твердый
	A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K			L, M, N. O, P, Q, R			S, T, U, V, W, X, Y, Z
СССР	Мягкий	Среднемягкий	Средний		Среднетвердый	Твердый		Весьма твердый	Чрезвычайно твердый
	М1...МЗ	СМ1, СМ2	С1, С2		СТ1...СТЗ	Т1, Т2		ВТ1, ВТ2	ЧТ1, ЧТ2

Страна	Структура
	плотная	средняя	открытая
США	1; 2; 3; 4; 5	6; 7; 8; 9; 10	11; 12; 13; 14; 15; 16
СССР	0; 1; 2; 3	4; 5; 6	7; 8; 9; 10; 11; 12