Твердость абразивов

Твердость шлифовального материала

Твердость инструмента в значительной степени определяет производительность труда при обработке и качество обработанной детали. Абразивные зерна по мере их затупления должны обновляться путем скалывания и выкрашивания частиц. При слишком твердом круге связка продолжает удерживать затупившиеся и потерявшие режущую способность зерна. При этом на работу расходуется большая мощность, изделия нагреваются ,возможны их коробления, на поверхности появляются следы огранки, царапины, прижоги и другие дефекты. При слишком мягком круге зерна, не утратившие свою режущую способность, выкрашиваются, круг теряет правильную форму, увеличивается его износ, в результате чего трудно получить детали необходимых размеров и формы. В процессе обработки появляется вибрация, необходима более частая правка круга. Таким образом, в обоих случаях снижается интенсивность съема материала, повышается шероховатость поверхности обрабатываемого изделия.

Таблица: Выбор твердости абразивных инструментов в зависимости от вида обработки

Степень твердости инструмента	Вид обработки
ВТ1—ЧТ2	Правка абразивных инструментов. Шлифование шариков шарикоподшипников и деталей часовых механизмов.
СТ2—Т2	Обдирочные операции, ведущиеся вручную (обработка крупных отливок и поковок) Абразивная отрезка, прорезка канавок. Круглое наружное шлифование методом врезания при необходимости сохранить профиль круга (например, обработка на однокруговых станках шеек коленчатых валов), бесцентровое шлифование ведущими кругами, хонингование отверстий небольших диаметров.
С2—СТ2	Предварительное круглое наружное и бесцентровое шлифование сталей (преимущественно незакаленных) и ковкого чугуна.
С1—СТ1	Плоское шлифование сегментами и кольцевыми кругами на бакелитовой связке.
С2—СТ2	Хонингование и резьбошлифование кругами на бакелитовой связке, профильное шлифование, обработка прерывистых поверхностей.
СМ1—С2	Окончательное и комбинированное круглое наружное бесцентровое, и внутреннее шлифование стали, плоское шлифование периферией круга, резьбошлифование деталей с крупным шагом, глубинное шлифование пазов.
С1—С2	Заточка режущих инструментов вручную.
СМ1—СМ2	Заточка режущих инструментов с механической или автоматической подачами.
М2—МЗ	Заточка и доводка режущего инструмента, оснащенного твердым сплавом, шлифование труднообрабатываемых специальных сплавов.

Понятие «твердость абразивного инструмента» не имеет никакого отношения к соответствующему свойству физических тел, в том числе к твердости абразивных материалов. В практике производства и применения абразивного инструмента термин «твердость» введен как комплексный показатель характерной для этого изделия способности к самозатачиванию. Таким образом, величина, характеризующая свойство абразивного инструмента сопротивляться нарушению сцепления между зернами и связкой при сохранении характеристик инструмента в пределах установленных норм, называется твердостью. Шкала твердостей абразивного инструмента состоит из 8 основных степеней твердости. Цифры 1, 2, 3 характеризуют возрастание твердости внутри одной степени.

Твёрдостьхарактеризует прочность закрепления абразивных зёрен в инструменте с помощью связки. Иначе - это сопротивляемость связки вырыванию абразивных зёрен с поверхности инструмента под влиянием внешних сил.

Необходимо не путать понятие твёрдости абразивного инструмента с твёрдостью абразивного материала, которая характеризует способность его проникать в другие тела.

Твёрдость определяется количеством и свойствами связки, введённой в инструмент. С увеличением количества связки на 1,5% твёрдость повышается на одну степень. При этом объём связки увеличивается за счёт соответствующего уменьшения объёма пор. Расстояние между зёрнами остаётся неизменным. Кроме того, на твёрдость абразивного инструмента оказывает влияние такие параметры, как давлением при прессовании, температура и длительностью термической обработки.

Обычно мягким абразивным инструментом называют такой, из которого абразивные зёрна легко выкрашиваются, а твёрдые - из которого зёрна выкрашиваются с трудом.

Шкала твёрдости шлифовальных кругов

Обозначение твёрдости	Степень твёрдости
Весьма мягкийВМ	ВМ1, ВМ2, ВМ3
МягкийМ	М1, М2, М3
СреднемягкийСМ	СМ1, СМ2
СреднийС	С1, С2
СреднетвёрдыйСТ	СТ1, СТ2, СТ3
ТвёрдыйТ	Т Т1, Т2
Весьма твёрдыйВТ	ВТ ВТ1, ВТ2
Чрезвычайно твёрдыйЧТ	ЧТ ЧТ1, ЧТ2

Цифры 1, 2, 3 справа от буквенного обозначения твёрдости характеризует степень твёрдости абразивного инструмента в порядке её возрастания.

Согласно DIN 69100 твёрдость обозначается буквами латинского алфавита от А до Z в порядке увеличения.

Ориентировочная шкала перевода обозначений степени твёрдости DIN -- ГОСТ.

F - G	ВМ1
G - H	ВМ2 - ВМ3
Y	М1
I	М2
J	М3
K	СМ1
K - L	СМ2
L - M	С1
M - N	С2
N	СТ1
O	СТ2
O - P	СТ3
P - Q	Т1
Q - R	Т2
R	ВТ1
R - S	ВТ2
S - T	ЧТ1
v - W	ЧТ2

Примечание. Необходимо отметить, что не следует проводить непосредственной связи между типами твёрдости импортных и отечественных кругов.

Твёрдость оказывает влияние на режущие свойства и кромкостойкость инструмента, а также на характер его изнашивания в процессе резания. Если прочность закрепления зёрен в инструменте ниже прочности самого абразивного зерна, то изнашивание происходит вследствие выкрашивания зёрен 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 счёт хрупкого разрушения, скалывания зёрен и , частично, за счёт их стирания с образованием площадок износа на зерне.

Согласно ISO 525 твёрдость обозначают буквами латинского алфавита от A до Z в порядке увеличения .

Обозначение твёрдости согласно ISO 525

А	B	С	D	Чрезвычайно мягкие
E	F	G	-	Очень мягкие
H	I	J	K	Мягкие
L	M	N	O	Средние
P	Q	R	S	Твёрдые
T	U	V	W	Очень твёрдые
X	Y	Z	-	Чрезвычайно твёрдые

Согласно ТУ2.036.0221113.01-91 ( круги шлифовальные на вулканитовой связке ) на вулканитовой связке изготавливаются круги полировальные гибкие твёрдостьюГТ ( гибкие твёрдые),ГС (гибкие средние) ,ГМ(гибкие мягкие),ГВМ( гибкие весьма мягкие ).