Алмазный круг для чего используется
Разновидности и правила выбора отрезных алмазных дисков для УШМ
Алмазные отрезные диски, или как их еще называют, алмазные круги, имеют ряд преимуществ по сравнению с обычными абразивными аналогами. Они имеют значительно большие показатели по ресурсу, точности реза и производительности. Далее мы рассмотрим, как выбрать алмазный диск для болгарки, какие разновидности дисков существуют и в чем их преимущество.
Знакомство с алмазными отрезными дисками
Круги с алмазными режущими кромками для безводной резки впервые были созданы в конструкторских бюро японской компании Sankyo Diamond Tools, структурном подразделении корпорации Hitachi.
Множество технологий использовалось впервые, поэтому круги были недостаточно надежными и быстро выходили из строя. Например, алмазы и режущая часть крепились к стальному основанию при помощи высокотемпературной пайки. В процессе работы, при возникновении большой силы трения, металл нагревался, припой расплавлялся и рабочая часть попросту отваливалась. При водяном охлаждении такие круги работали более-менее сносно, но при сухом трении ресурс их был небольшой.
Дело в том, что алмаз не режет материал, а истирает его в пыль, большие силы трения сопровождаются быстрым нагревом — тепло не успевает отводиться по телу круга, кроме того, несмотря на наличие специальных прорезей, круг деформируется при нагревании. Изменения формы незначительны и не угрожают разрушением, но на прочность соединения оказывают отрицательное влияние.
Инженеры Sankyo Diamond предложили и другие решения — спекание рабочей части и основания под большим давлением. Такое соединение более прочное и выдерживает значительно большие температуры. Таким образом, удалось создать стойкие к нагреву и деформации сегментированные и сплошные диски. Технология используется до сих пор.
Второе решение — сварка лазером на молекулярном уровне. По такой технологии производятся только круги сегментированного вида. По прочности и надежности диски обоих видов практически одинаковы, хотя многие профессионалы считают, что изготовленные методом лазерной сварки лучше.
Принцип работы отрезного алмазного диска
Большинство алмазных дисков используются на угловых шлифовальных машинах с частотой оборотов до 12000 об/мин. Максимальное количество оборотов, которое могут выдержать лучшие круги составляет 13900 об/мин, но инструментов, способных их развить при резке не слишком много.
С обрабатываемой поверхностью контактирует только сам алмаз — он выступает над поверхностью обода и при вращении истирает материал в мелкую пыль. Многослойная структура режущей кромки обеспечивает постоянную готовность диска к работе — истиравшиеся или вылетевшие из гнезда алмазы заменяются другими, которые находятся в более низком слое обода.
Избыток тепла отводится по корпусу диска, но, все же, он нагревается до достаточно высоких температур, что требует соблюдения определенных правил техники безопасности при сухой резке.
Долговечность круга и эффективность его применения зависят от размеров алмазов. Крупные обеспечивают эффективность работы, но быстро изнашиваются, мелкие режут очень точно, но медленнее, срок их службы на 25 – 30% дольше, чем у инструмента с крупными фракциями кристаллов.
Конструкция отрезных алмазных дисков
Конструктивно алмазный диск представляет собой стальной круг с режущей частью и прорезями по всей площади, которые способствуют отводу тепла и снижают деформационные напряжения. Алмазы вкраплены по всему ободу диска. Они вставляются в обод из сплавов никеля, цинка, кобальта и олова. При линейной скорости движения до 80 м/с и громадных силах трения, крепление должно быть исключительно прочным, что достигается использованием специальных технологий.
Для обеспечения удержания режущей части при больших нагрузках они могут закрепляться при помощи лазерной сварки, спекания, гальваническим способом или пайкой. Пайка используется только в дисках для резки машинами с водяным охлаждением.
В зависимости от способа закрепления алмаза, определяется назначение диска. Закрепленные гальваническим способом алмазы предназначены для работы с мягкими видами природного камня, обработанные лазерной сваркой и спеканием, особенно сегментные — для всех видов твердых материалов сухим и «мокрым» способом.
Отверстия и прорези расположены строго симметрично, также уравновешена масса алмазов по диаметрально противоположным направлениям. Это исключает вибрации и «биения» диска и обеспечивает равномерность резки. Но использовать круги для сухой резки можно только для выполнения прямолинейного реза — при криволинейной траектории диск может не только потерять алмазы, но и разрушиться. Этот вид инструментов очень чувствительный к боковым нагрузкам.
1. Демпфигующие прорези. 2. Режущий слой. 3. Посадочное отверстие. 4. Стальной диск.
Разновидности алмазных дисков
Алмазные отрезные диски имеют определенные различия по конструкции и технологии изготовления.
Виды алмазных дисков по строению
По строению диски для сухой резки подразделяются на:
Сплошные алмазные диски. Оснащены сплошной режущей лентой, идущей по окружности, в которую вкраплены искусственные алмазы в несколько рядов. Для резки керамики и других материалов, где точность реза является основным параметром, предпочтительнее круги со сплошной кромкой.
Сегментированные алмазные диски. Сегментированные разделены радиальными прорезями на несколько рабочих участков одинакового размера, они более стойкие к механическим и температурным нагрузкам и применяются чаще, чем сплошные, хотя и стоят несколько дороже. Они более производительны, чем сплошные, но рез после них не такой точный. Лучше всего их применять для грубого реза бетонных конструкций.
Алмазные диски турбо. Турбодиски отличаются наличием косой (и не только) насечки по боковым сторонам обода. Она несколько увеличивает механическую прочность круга и значительно усиливает интенсивность отвода тепла, что позволяет ускорить резку от 50 до 100%. Как и сегментные диски, «турбо» пригодны для быстрой резки любых минеральных материалов широкого диапазона твердости — от песчаника до бетона и гранита.
Алмазные диски турбосегментированные. Еще более производительны круги, разделенные на сегменты с боковой насечкой «турбо». Они отличаются высокой производительностью и универсальностью.
Различие дисков по расположению алмазов
Искусственные алмазы закреплены в рабочем ободе в определенном порядке. Есть круги с равномерным их распределением, когда в любой из выбранных единиц длины или сегменте находится одинаковое количество кристаллов.
Но есть и круги, в которых алмазы расставлены с определенным периодом (так называемые сэндвичные). Они более производительны, обеспечивая меньшее усилие на инструмент, более эффективное охлаждение и равномерное распределение усилия.
Алмазные диски для сухой и мокрой резки
По способу резки алмазные диски подразделяются на круги для сухой и мокрой резки. Первые обеспечивают точный рез и более «чистые» в работе, но требуют применения устройств по отсосу пыли — при резке образуются очень мелкие частицы твердых материалов, которые раздражают глаза и дыхательные пути. Круги с водяным охлаждением работают при постоянном притоке жидкости, которая связывает и смывает пыль, но не всегда их можно использовать. Это связано с некоторой громоздкостью гидросистемы и образованием потеков.
Круги для сухой резки можно использовать в машинах с водяным охлаждением, но диски для «мокрой» резки без охлаждения использовать нельзя — они перегреваются и быстро разрушаются.
Как подобрать алмазный диск для болгарки
При подборе алмазного диска необходимо обращать внимание на тип материала, для которого предназначен диск, на его размер, посадочный диаметр и скорость вращения диска.
Материал, с которым предстоит работать
Большинство алмазных кругов предназначены для работы с неметаллическими материалами. Чаще всего они применяются для резки бетона, керамики, стекла, кирпича и асфальта. Но существует ряд дисков, созданных для резки металлов различной твердости. При покупке следует помнить, что разные виды алмазных дисков предназначены для работы с различными материалами. Есть диски, предназначенные для работы с бетоном, керамической плиткой, мрамором, гранитом, песчаником, камнем и асфальтом.
Существует определенное правило выбора диска — для мягких материалов выбираются круги с твердой обвязкой алмазов, а для твердых — с мягкой. Это определяется степенью износа искусственных алмазов, находящихся на ободе круга.
При резке твердых материалов они истираются быстрее и следующие выходят на их место из достаточно мягкой режущей полосы. Мягкие же материалы на алмаз влияют мало, он должен находиться на своем месте максимально долго, что и обеспечивает твердое вещество, в которое вкраплен минерал.
Кроме того, для разных кругов используются различные искусственные алмазы.
Промышленным способом производится два вида алмазов:
Первые очень прочные и используются для резки твердых материалов и металлов, вторые могут разрушаться при контакте с ними, поэтому используются на более дешевых инструментах, предназначенных для сравнительно мягких материалов.
Размеры алмазных дисков
От размеров диска зависит максимальная глубина реза и, в некоторых случаях, скорость работы. Основные диаметры — 115, 125, 180 и 230 мм, что соответствует абразивным кругам для УШМ наиболее распространенных марок. В продаже можно встретить и алмазные диски диаметром 150, 300 и более миллиметров. Большие диаметры устанавливаются на мощные режущие машины — бензорезы, отрезные станки стационарного типа и т.д.
Наиболее распространенные посадочные отверстия дисков могут быть — 22,2 мм или 25,4 мм. Покупайте диск только того размера, для которого предназначен ваш инструмент.
Скорость вращения диска
Также на дисках указывается максимальная скорость вращения и линейная скорость. Если возможности вашего инструмента превышают характеристики диска, то ставить его нельзя — центробежные силы попросту разорвут его.
Проблемы, возникающие в процессе работы и способы решения
1. Как уже упоминалось, алмазные диски предназначены исключительно для прямолинейных резов. Скорость реза и силу подачи необходимо регулировать таким образом, чтобы рабочая зона не перегревалась. При температуре обода выше 700 0 С искусственные алмазы графитизируются и утрачивают значительный процент прочности.
Увеличить ресурс диска можно простым способом — периодически извлекать его из реза, не выключая мотора УШМ. Набегающий поток воздуха охлаждает диск и снимает термические напряжения между центральной частью и рабочей зоной.
Еще один способ увеличить срок службы диска — не выполнять за один проход слишком глубокого реза. Лучше последовательно пройти по одной траектории несколько раз. Это незначительно увеличит время работы, но ресурс инструмента станет вдвое больше.
2. Одной из главных проблем, которые встречаются в работе, является быстрое изнашивание рабочей зоны. В первую очередь это связано с неправильным выбором инструмента, слишком большой скоростью подачи (прижима) или с состоянием привода УШМ. Если в нем возникают биения, то срок жизни диска резко сокращается, в некоторых случаях, при особенно больших амплитудах колебаний, он может разрушиться, что очень опасно.
Если изнашивается боковая сторона диска ниже режущей кромки, значит, нарушена вертикальность подачи или возник дефект привода, создающий боковое биение.
3. При быстром затуплении сегментов необходимо заменить диск — он не подходит для данного материала. Если же диск выбран правильно, но все равно наблюдается такая картина — необходимо чаще охлаждать диск. Он перегревается вследствие слишком сильной нагрузки. Такие же причины приводят и к изменению цвета основания диска — появляется синеватый отлив на стальном круге.
4. Если на диске появились трещины — немедленно замените его. Растрескивается диск при несоответствии материалу или слишком интенсивной работе. Часто эти дефекты появляются после заклинивания в резу, или перекосе при работе. Чтобы избежать неприятностей, осматривайте диск перед работой и периодически во время работы, останавливая инструмент.
5. Не допускается работа с алмазным диском, если УШМ или иной инструмент неисправен — возникают боковые и радиальные биения, неравномерное вращения, не контролированное увеличение или снижение скорости вращения. В этом случае инструмент необходимо сдать в ремонт или купить новый.
Чтобы увеличить ресурс алмазного диска, необходимо выполнить ряд простых правил:
При работе с алмазными дисками обязательно используются перчатки, очки и респираторы.
Алмазные круги для заточки инструмента — маркировка и применение
Они также подходят для заточки домашнего инструмента, но для более тонкой доводки. Поточить топор таким кругом не получится, слишком уж мелкое зерно у него. Итак, алмазные круги служат для заточки инструмента, ими затачивают твердый сплав(напайки на бурах для перфоратора, напайки на сверлах и дисковых пилах для циркулярной пилы).
Как видим, область применения достаточно велика. Плюсы таких кругов — они практически не изнашиваются, одного круга хватает на год и более(в зависимости от частоты использования). В бытность мою работы гравером по камню для заточки победитовых резцов(вырубать узоры на граните) мы пользовались алмазной чашкой, установленной на наждак — ее хватило на 3 года использования (а точили резцы из стали Р18 мы каждый день).
Рассмотрим классификацию алмазных кругов, как выбрать подходящий, на что обратить внимание.
Первое — форма, бывает 3 вида — чашка, тарелка и прямой профиль.
Алмазная чашка. Маркировка 12А245(глубокая)
Вообще, в маркировке кругов присутствует много цифр, там есть и ширина алмазного слоя и толщина его, и посадка(диаметр внутреннего отверстия). Чем толще алмазный слой — тем дороже заточной диск.
Например, заточная чашка 12А245 150*40*10*3*32 125/100 — это значит чашка диаметром 150 мм, глубина 40 мм, толщина алмазного слоя — 10 мм, толщина его — 3 мм, посадка — 32 мм(стандарт). 125/100 мм — зернистость алмаза(читай ниже).
Такая штука отлично подойдет для затачивания инструмента(напайки, резцы, ножи и прочее).
Неглубокая тарелка. Маркировка 12А220
По внешнем виду тарелка заметно отличается от чашки глубиной, как правило, высота тут всего 18 мм.
В другом все стандартно, алмазный заточной круг 12А220 150*10*2*18*32 160/125 — тарелка диаметром 150 мм, ширина алмазного слоя 10 мм, толщина 2 мм, глубина — 18 мм(неглубокая), посадка 32 мм. Зерно 165/100 — достаточно крупное по сравнению с другими.
Тарелки бывают на 150 мм и на 125 мм диаметром.
Прямой профиль. Маркировка 1А1
От первых двух отличается тем, что алмазный слой нанесен на торец круга(сбоку — смотрим фото выше).
Все остальное по аналогии — ширина, толщина слоя, нет только глубины. Итого на маркировке 4 значения. Применяется также для заточки металла, где не требуется идеально выдерживать плоскость.
Зернистость
Круги бывают мелкими, средними и крупными, правда, зерно обозначается сразу 2 числами через дробь.
Самое крупное алмазное зерно применяют там, где необходимо снять слой металла заметно. Например, для выравнивания режущей части ножа. Также используют крупное.
Среднее зерно — для доводки режущей части, для придания идеальной остроты.
Мелкое — для окончательной доводки — для заточки ножей как лезвие подойдет.
Также в маркировке можно увидеть значение АС4. АС — алмаз синтетический. Чаще всего такие круги делают из него, поэтому особо заморачиваться не стоит.
Мои рекомендации — для большинства заточных работ по дому отлично подойдет алмазная тарелка 12А220 150*10*3*18*32 зерно 165/100. Её стоимость примерно 650 рублей, у нас такие просто нарасхват.
Из качественных производителей рекомендую продукцию Белгородского завода. Их продукция просто замечательная, используем в работе только их. Да и заводы берут и хвалят. В общем, если подбираете — ищите Белгородскую марку.
Алмазный шлифовальные круги
Алмазный шлифовальный круг — разновидность алмазного расходного инструмента. Используемый в ручных и автоматических (в том числе и угловых) шлифовальных машинках для доводки, заточки, хонингования и шлифования. Применяется для обработки труднообрабатываемых и твердосплавных материалов, керамических поверхностей, стекла, драгоценных, поделочных и полудрагоценных камней. Обладает оптимальным балансом прочности и хрупкости, отличается повышенной эффективностью, большим рабочим запасом и самозатачиваемостью.
Сфера применения алмазного шлифовального инструмента
Поверхность, обработанная шлифовальным алмазным кругом, не трескается, на ней не образуется сколов и иных дефектов. Это дает возможность обрабатывать стеклянные и керамические изделия: автомобильные секла, зеркала и многое другое.
Незаменим этот инструмент при шлифовке стекол для оптических приборов, на предприятиях, выпускающих фарфоровую, хрустальную и стеклянную посуду, при шлифовании экранов. Шлифование алмазами широко применяется в медицине при заточке ножей микротомов, скальпелей и инъекционных игл, для лечения и протезировании зубов в стоматологии.
Кроме того, алмазные шлифовальные круги используются и для правки кругов, изготовленных из других материалов.
Однако для того, чтобы полезные свойства алмазных кругов могли быть использованы в полной мере, а результат работы оправдал ожидания, требуется правильный выбор изделия среди множества разновидностей.
Конструкция шлифовальных алмазных кругов
Круги представляют собой корпус, на который нанесен слой алмазов с разной структурой. В напыление, кроме алмазных элементов входит наполнитель и связка.
Все изделия имеют различные характеристики и различаются по:
Кроме того, они характеризуются прочностью, твердостью, износостойкостью.
Корпус
Для изготовления корпусов алмазных кругов используются стали марок Ст3, 30, 25 и 20, алюминиевые сплавы марок Д16 и АК6 или полимеры.
Для шлифовальных кругов, имеющих форму АГЦ или А1ПП необходимы хвостовики, изготовленные из сталей У8 или У7.
Концентрация алмазов
Выпускаются алмазные шлифовальные круги со 150-, 100-, 75-, 50- и 25-процентой концентрацией. За 100% принимается 4,39 карата (1 карат равен 0,2г), содержащихся в 1см3, что соответствует 0,878 мг/мм³.
Этот показатель определяет производительность, режущую способность, срок эксплуатации и цену инструмента. Оптимальная характеристика зависит от площади и формы обрабатываемого материала, типа используемого инструмента, качества связки, зернистости алмазного зерна и условий обработки.
Выбор концентрации круга основывается на следующие требования:
Зернистость
Зернистостью называют величину алмазного зерна или сростков кристаллов (этот показатель определяется толщиной, шириной и высотой, но обычно учитывается только ширина). Степень зернистости определяет чистоту поверхности после обработки, производительность работы, количество материала, снимаемого за разовый проход круга, изнашиваемость инструмента и другие показатели.
Зернистость подбирается в зависимости от необходимой шероховатости поверхности после обработки, вида материала, величины припуска, снимаемого при проходе инструмента и т.д.
Обрабатываемая поверхность получается тем чище, чем меньший размер зерна применяется. Но мелкая зернистость не всегда предпочтительна – она дает высокую чистоту, но одновременно приводит к засаливанию инструмента и прижогу обрабатываемой поверхности. Использование мелкозернистого круга так же снижает производительность.
По фракциям зернистость различается следующим образом:
Круги с меньшим показателем применяются при завершающей доводке лезвий, ножей, резцов и других изделий, при окончательной шлифовке. Среднее звено позволяет добиться необходимой остроты режущих частей, а крупноструктурные зерна используются для выравнивания и снятия части обрабатываемой поверхности.
Целесообразно применять низкозернистые круги для уменьшения шероховатости поверхности, а более крупное зерно тогда, когда требуется увеличить производительность и при больших припусках. Чем материал менее вязкий и более твердый, тем показатель зернистости может быть больше.
Связки для алмазных шлифовальных кругов
Шлифовальные алмазные круги выпускаются с тремя видами связок: металлическими, обозначаемыми литерой М (в качестве основы выступают композиции из олова, цинка, меди, алюминия), керамические, обозначаемые литерой К (с основой из стекла, или шамота и добавлением алюминия) и органические, маркируемые литерами КБ или К (из карболита или пульвербакелита). Если применяется наполнитель, то его роль выполняет порошок из графита, меди, глинозема, электрокорунда или карбида бора.
Алмазные круги в конструкции которых используется металлическая связка, характеризуются повышенной теплостойкостью и прочностью, долго сохраняют геометрическую форму и отличаются длительным сроком службой, но быстро засаливаются. Они применяются для сошлифовки большого объема материала и его предварительной обработки. В результате получается поверхность с восьмым-девятым классом шероховатости. Наполнитель в таких кругах не используется, а рабочий слой может закрепляться на переходном стальном кольце, которое крепится к корпусу.
Свойства кругов с металлической связкой:
Органическая связка требует использования наполнителя. Имеет незначительную твердость термостойкость и теплопроводность, но достаточно высокую производительность и скорость обработки.
Круги с органической связкой применяются при доводочных и чистовых работах, для доводки и чистовой заточки изделий из сверхтвёрдых материалов и твёрдых сплавов, при обработке медицинских и мерительных инструментов. Позволяют получить поверхность одиннадцатого и двенадцатого классов шероховатости. В отличие от кругов с металлической связкой мало засаливаются, но в три раза больше расходуют алмазы.
Инструменты с керамической связкой характеризуются алмазоникилевым покрытием, которое может наноситься как в один, так и в несколько слоев. Толщина связки составляет две третьих размера алмазных зерен. Благодаря этому кристаллы выступают над поверхностью связки, но надежно фиксируются. В результате образующаяся стружка легко удаляется с обрабатываемой площади.
Свойства кругов с керамической связкой:
Используются для шлифования и резки германия, кремния, ситала, иных полупроводниковых материалов, технического стекла и керамики, обработки камня. Применяется и для доводки изделия из легированных сталей, твердых сплавов, при изготовлении ручного инструмента.
Алмазные круги с металлической связкой эксплуатируются только с водяным охлаждением, со связкой органической могут работать как с охлаждением, так и без него, при этом не допускается использование щелочных растворов.
Твердость шлифовальных кругов
Показатель твердости круга не зависит от твердости алмазного покрытия. Эта характеристика обозначает возможность удерживать алмазные зерна связкой при соприкосновении с обрабатываемой поверхностью. Твердость зависит от технологии, использованной при изготовлении, формы и зернистости зерна, качества связки.
Круги подразделяются по твердости на 8 групп, обозначаемых согласно ГОСТам 19202-80 и Р 52587-2006 следующими знаками:
Выбор твердости определяется формой детали и необходимой точностью шлифования, видом обработки, типом используемого инструмента, свойствами материала. Отклонения характеристики от оптимальной может привести к появлению трещин и прижогов (если твердость выше необходимой) или к изменению геометрии круга и его износу (если твердость недостаточна). Особенно важно соблюдать правила по подбору круга по твердости при работе с изделиями из твердых сплавов.
Повышенная твердость круга потребуется, если требуется соблюдать высокую точность размеров и форм. Если в процессе работы применяются смазочно-охлаждающие жидкости, твердость может быть выше, чем при шлифовке «всухую».
Класс точности
Точность геометрических форм и размеров алмазных кругов соответствует трем классам и обозначается как: Б, А или АА. Менее ответственные операции проводятся инструментов класса Б, класс А относится к более качественному и точному. А высокоточные круги АА предназначены для использования на многокруговых и высокоточных станках или автоматических линиях. Ему соответствуют круги, характеризующиеся однородностью зернового состава, точностью геометрических параметров и высокой уравновешенностью алмазного состава, при изготовлении которых применяются лучшие сорта материалов.
Класс неуравновешенности
Показатель неуравновешенности массы алмазного шлифовального круга зависит от равномерности абразивной массы, точности формы, качества прессования и других параметров, приобретаемых при изготовлении. Выпускаются инструменты четырех классов неуравновешенности (обозначаются цифрами от 1 до 4). К точности балансировки в сборе этот показатель не относится.
Виды работы: с охлаждением и без него
Шлифование с водяным охлаждением предпочтительнее, так как в этом случае могут применяться более сильные условия обработки, а сам круг меньше изнашивается. Так же это уменьшает возможность появления прижогов и других термических повреждений обрабатываемой поверхности. В качестве охлаждающих жидкостей для шлифовальных кругов используется не вода, а 1-5% эмульсии.
Для кругов с металлической связкой рекомендуется использовать замасливатель БВ, 1,5-3%-ную эмульсию, получаемую из эмульсиона НГЛ-205, либо из ємульсиона «Аквол 10». Для кругов с органической связкой применяется 3% эмульсия из индустриального масла, кальцинированная сода в виде 0,5:1,0%-ного раствора, 0,1% смачиватель ОП10 или ОП7, или эмульсия, получаемая из бура, нитрата натрия, триэтаноламина и тринатрийфосфата.
Геометрические параметры кругов
Шлифовальные круги характеризуются размерами, среди которых: диаметры отверстия и наружный, высота профиля, ширина алмазного слоя и др. Геометрические параметры алмазных шлифовальных кругов обозначаются согласно стандартам FEPA, относящимся к инструментам, изготавливаемым из алмазного порошка. К каждому элементу оборудования относится свое буквенное обозначение: