Абразивне зерноце матеріал, з якого виготовлений шліфувальний інструмент. Це матеріал з дуже твердою і гострою поверхнею, який використовується для шліфування поверхні заготовок з меншою твердістю. Абразиви діляться на дві категорії: натуральні абразиви та штучні абразиви. Кожна категорія включає багато різних підкатегорій. Різні абразиви мають різний розмір частинок і твердість. Використовуючи їх, їх слід вибирати відповідно до властивостей матеріалу заготовки, таких як твердість, міцність на розрив, ударна в'язкість тощо, а також вимог до точності обробки.
1. Загальні принципи вибору абразивного зерна
Взагалі кажучи, при шліфуванні матеріалів заготовки з високою твердістю слід вибирати абразивне зерно з високою твердістю. Наприклад, при шліфуванні загартованої сталі, легованої сталі, швидкорізальної сталі, інструментальної сталі тощо слід використовувати білі абразиви з оксиду алюмінію з більшою твердістю; при шліфуванні матеріалів заготовок з високою міцністю на розрив слід вибирати абразиви з високою в'язкістю. Наприклад, при шліфуванні вуглецевої сталі, чавунної легованої сталі, твердої бронзи тощо слід використовувати абразиви коричневого оксиду алюмінію з високою в'язкістю; при шліфуванні матеріалів з низькою міцністю на розрив слід вибирати крихкі або міцні абразиви з карбіду кремнію. Наприклад, шліфування кольорових металів, гуми, шкіри, пластмаси тощо підходить для чорного карбіду кремнію як абразиву, тоді як шліфування цементованого карбіду, оптичного скла, керамічних матеріалів тощо підходить для зеленого карбіду кремнію як абразиву; Шліфувальні інструменти з SG та CBN широко використовуються для матеріалів, які важко шліфувати.
Крім того, для повного використання переваг різноманітного абразивного зерна при шліфуванні та максимізації ефективності шліфування також широко використовуються змішані абразиви. Наприклад, шліфувальні круги для шліфування колінчастого вала та шліфування внутрішнього та зовнішнього кілець сферичних підшипників виготовляються шляхом поєднання білого оксиду алюмінію з коричневим оксидом алюмінію високої міцності, згаданої вище, для отримання змішаного абразиву, який має переваги обох. Під час шліфування може бути використана висока міцність коричневого корунду, а також певна крихкість і хороша теплопровідність білого оксиду алюмінію. Подібним чином, грубе шліфування зубів зубчастих коліс із сплаву на основі кобальту може бути виконано сумішшю монокристалічних і мікрокристалічних абразивів; шліфувальний круг для алюмінієвої швидкорізальної сталі виготовлений із суміші коричневого оксиду алюмінію та зеленого карбіду кремнію.
2. Принципи вибору розміру абразивного зерна
Розмір зерна - це параметр, який описує шорсткість абразивної поверхні. Чим більше значення зернистості, тим дрібніші абразивні частинки і менша шорсткість. При виборі розміру зерна абразиву слід в основному ґрунтуватися на вимогах точності обробки, шорсткості поверхні заготовки та ефективності шліфування.
Взагалі кажучи, якщо оброблювана деталь повинна мати більш високу шорсткість, то слід вибирати крупнозернисті абразиви; навпаки, якщо шорсткість поверхні заготовки повинна бути нижчою, то слід вибирати дрібнозернисті абразиви.
Якщо до заготовки висуваються високі вимоги щодо геометричної точності, то площа контакту між шліфувальним кругом і заготовкою також є фактором, який необхідно враховувати. Якщо площа контакту невелика, слід вибирати дрібне зерно; якщо площа контакту велика, слід вибирати грубі зерна.
Якщо деталь вимагає як високої геометричної точності, так і низької шорсткості поверхні, слід вибирати абразиви зі змішаним зерном.
Якщо матеріал заготовки твердий і крихкий, грубозернистий абразив не можна використовувати, а слід вибрати дрібнозернистий; навпаки, якщо матеріал твердий і в'язкий, слід вибирати крупнозернисті абразиви.
Якщо заготівля має погану теплопровідність, схильна до нагрівання і деформації або схильна до опіків, то слід вибрати більш грубий абразив.
3. Принципи вибору твердості абразивного інструменту
Твердість шліфувального інструменту означає складність абразивних зерен в абразиві відпасти під час операції шліфування. Чим твердіший шліфувальний інструмент, тим менше шансів, що абразиви відпадуть. Твердість шліфувального інструменту загалом можна розділити на сім рівнів: надм’який, м’який, середньої м’якості, середній, середньої жорсткості, жорсткий і надтвердий. Кожен рівень можна розділити на кілька невеликих рівнів.
На додаток до типу абразиву, з якого складається шліфувальний круг, твердість шліфувального інструменту також залежить від кількості доданого сполучного і щільності абразиву. Чим твердіший шліфувальний інструмент, тим краще, тому що абразивні зерна в абразиві рано чи пізно затупляться, і якщо в цей час абразиви відпадуть, шліфувальний інструмент може продовжувати виконувати операції шліфування гострими абразивами. З цієї точки зору, якщо шліфувальний інструмент недостатньо твердий, що призводить до того, що абразиви відпадають занадто рано, або шліфувальний інструмент занадто твердий, що призводить до того, що абразиви відпадають занадто пізно, це не ідеальний результат. При виборі твердості шліфувального інструменту зазвичай дотримуються наступних принципів:
При шліфуванні більш твердих матеріалів, оскільки абразиви частіше затупляются, для того, щоб затуплені абразивні зерна вчасно відсипалися, слід вибирати шліфувальний інструмент з меншою твердістю; Навпаки, при шліфуванні м'яких матеріалів абразиви важко затупити. Щоб максимально продовжити термін служби шліфувального інструменту, слід вибирати шліфувальний інструмент з більшою твердістю.
Але це не є абсолютним. Якщо шліфувальна заготовка не тільки м’яка, але й має більшу в’язкість, наприклад, кольорові метали, такі як мідь і алюміній, такі матеріали можуть спричинити блокування шліфувального інструменту. Щоб уникнути такої ситуації, слід вибрати шліфувальний інструмент з меншою твердістю.
Крім того, слід враховувати також швидкість обертання шліфувального круга та площу контакту з деталлю. Коли лінійна швидкість шліфувального круга низька, а площа контакту з деталлю невелика, доцільно вибрати шліфувальний інструмент з більшою твердістю; коли лінійна швидкість шліфувального круга висока, а площа контакту з заготовкою велика, доцільно вибрати шліфувальний інструмент з меншою твердістю.
Для заготовок із поганою теплопровідністю, легкою деформацією та легким горінням величезне тепло, яке утворюється під час шліфування, особливо сухого шліфування, не є корисним для заготовки. Слід вибирати абразиви з меншою твердістю. З одного боку, виділяється менше тепла, а з іншого боку, частина тепла може бути відібрана за рахунок осідання абразивних частинок.
Нарешті, коли існують високі вимоги до ефективності шліфування, можна вибрати абразиви з меншою твердістю; коли вимоги до шорсткості нижчі, можна вибрати абразиви з більшою твердістю.