Baza wiedzy
×

Pytania i odpowiedzi

Materiały ścierne

Materiały i narzędzia ścierne stosuje się do obróbki ściernej, polega ona na mikroskrawaniu materiału obrabianego narożami ziaren ściernych, spełniające rolę mikroostrzy naroża mają nieokreśloną i zróżnicowaną geometrię. Charakter pracy naroży zależy od kontaktu z materiałem obrabianym. Część z nich skrawa, cześć plastycznie zarysowuje powierzchnię obrabianą, zaś niektóre wywołują tylko silne tarcie.

Charakterystyka obróbki ściernej
Obróbka ścierna jest odmianą obróbki skrawaniem, w której usuwanie zbędnego materiału odbywa się za pomocą narzędzi ściernych lub luźnych ziaren. Liczne ziarna o nieokreślonej geometrii mają nieregularne kształty, wiele krawędzi i wierzchołków. Orientacja ziaren względem głównych kierunków kinematycznych w chwili zetknięcia z materiałem ma charakter losowy. Podczas obróbki ściernej poza wiórowym usuwaniem naddatku występują także sprężyste i plastyczne odkształcenia materiału. Grubość warstwy skrawanej przez poszczególne ostrze jest bardzo mała.
Oddziaływanie narzędzia ściernego na materiał: a) schemat ogólny, b) geometria ostrzy pojedynczego ziarna; 1-przedmiot obrabiany, 2-ziarna ścierne, 3-spoiwo, 4-wiór, 5-pory.

Rozróżnia się trzy fazy działania ziarna ściernego:

I-ziarno ścierne uderza pod małym kątem w materiał obrabiany z prędkością Vw i pojawia się odkształcenie sprężyste oraz tarcie między ziarnem i materiałem. odkształcenie to zależy od właściwości materiału i parametrów obróbki.

II-ostrze wgłębia się w materiał, rośnie wzajemny nacisk i powoduje trwałe odkształcenie plastyczne materiału szlifowanego, czemu towarzyszy tarcie wewnętrzne. Materiał zaczyna się nawarstwiać i wypływać na boki wykonywanego rowka i przed ostrze.

III-ostrze osiąga progową głębokość i rozpoczyna właściwe tworzenie wióra. Wartość tej głębokości zależy od rodzaju i właściwości materiału (granicy plastyczności przy ścinaniu), promienia zaokrąglenia wierzchołka ziarna, kąta wcinania, siły nacisku, temperatury i prędkości skrawania.

Charakterystyczna dla szlifowania jest rzeczywista grubość warstwy skrawanej materiału hr, która jest mniejsza od grubości nominalnej h.

Podczas skrawania materiału zużyciu mechanicznemu podlegają pojedyncze ziarna ścierne, co ze zużyciem spoiwa powoduje makrozużycie narzędzia.
Rodzaje mechanicznego zużycia ziaren ściernych: a) ścieranie wierzchołków ziaren, b) wykruszanie powierzchniowe cząstek ziaren, c) pękanie ziaren, d) wyrywanie ziaren ze spoiwa.

Szlifowalność materiałów
Szlifowalnością nazywa się podatność materiału na zmiany kształtów i wymiarów przez zeszlifowanie określonej warstwy materiału. Zależy ona od rodzaju materiału obrabianego, sposobu i odmiany szlifowania, rodzaju i jakości technicznej szlifierki, charakterystyki ściernicy i sposobu jej obciągania, a także od parametrów i warunków szlifowania. Szlifowalność stali zależy od składu chemicznego i obróbki cieplnej, a także od ilości i postaci takich składników węglikotwórczych, jak wanad, tytan, molibden i wolfram. Stale szybkotnące odznaczają się średnią i złą skrawalnością, a decydujące znaczenie ma zawartość wanadu, ponieważ występują węgliki wanadu, których twardość jest większa od twardości ziaren elektrokorundu. Im większa zawartość wanadu, tym mniejszy wskaźnik szlifowania G, a więc tym gorsza szlifowalność. Stale molibdenowe odznaczają się lepszą szlifowalnością niż wolframowo-molibdenowe, te zaś lepszą niż wolframowe. Stale niskostopowe, łożyskowe są łatwo szlifowalne. Do materiałów trudno szlifowalnych zalicza się żeliwa białe, stopy twarde, stale austenityczne i nierdzewne, stopy niklu i materiały ciągliwe, a także szkło i ceramikę.

Dokładność geometryczna i jakość warstwy wierzchniej
Główne przyczyny powstawania odchyłek wymiarowo-kształtowych i wad powierzchni to:

-odkształcenia sprężyste układu OUPN, wywołane siłami skrawania

-odkształcenie cieplne głównych elementów i zespołu szlifierki (wrzeciona, wrzeciennika, itp.)

-mała sztywność przedmiotu obrabianego

-zużycie ściernicy i jej odkształcenie sprężyste, co powoduje zmiany długości styku średnicy z przedmiotem

-drgania

Właściwości warstwy wierzchniej przedmiotu po szlifowaniu, czyli jej cechy geometryczne i fizyczne są rezultatem nakładania się na siebie oddziaływań mechanicznych i cieplnych. Siły skrawania wywołują w warstwie wierzchniej odkształcenia sprężyste i plastyczne, umocnienie oraz ściskające naprężenia własne. W zależności od wartości temperatury w strefie skrawania występują takie zjawiska jak: rekrystalizacja, zdrowienie, a nawet przemiany strukturalne. Powstają przy tym rozciągające naprężenia własne i zmiana twardości. Oddziaływanie cieplne często ma dominujące znaczenie w procesie szlifowania.

Wady powierzchni szlifowanych:

-przypalenia miejscowe powierzchni w skutek nagrzewania do wysokiej temperatury i rozpadu martenzytu na perlit,

-makro i mikropęknięcia warstwy wierzchniej wskutek zmian strukturalnych,

-zadrapania wytworzone przez ziarna ścierne znajdujące się w chłodziwie,

-ślady posuwu wytworzone przez ściernicę o zukosowanej tworzącej, wywołane nieprawidłowym obciąganiem ściernicy,

-miejscowe wybłyszczenia spowodowane stępioną ściernicą, która chwilowo nie skrawa lecz dociera i ugniata powierzchnię.

Ciepło i temperatura szlifowania
Energia mechaniczna zużywana w szlifowaniu na tworzenie wiórów, odkształcenia sprężyste i plastyczne oraz na tarcie ziaren ściernych i spoiwa o materiał zamienia się prawie w całości w ciepło. Bilans ciepła można zapisać wzorem:

Q = Qw + Qp + Qs+ Qo

Qw-ciepło unoszone przez wióry
Qp-ciepło wnikające w przedmiot obrabiany
Qs-ciepło przechodzące do ściernicy
Qo-ciepło uchodzące do otoczenia

Udział poszczególnych składników tej sumy ciepła Q zależy od odmiany i warunków szlifowania, przy czym największe znaczenie ma ciepło wnikające w przedmiot obrabiany, ponieważ może ujemnie na jakość warstwy wierzchniej przedmiotu.
Warunki technologiczne wpływające na temperaturę to:
-wartości wielkości nastawnych (a, Vp, Vs)
-charakterystyka ściernicy i stan czynnej powierzchni (ostrość)
-typ chłodziwa, sposób i obfitość chłodzenia
-cieplne właściwości materiału obrabianego, zwłaszcza przewodność cieplna
-rzeczywista długość styku ściernicy z materiałem

źródło: fabisiak.ps.pl 
Głównymi składnikami narzędzi ściernych są materiały ścierne w postaci drobnych cząstek. Są to naturalne lub sztuczne materiały ceramiczne (ogólniej mineralne), o bardzo dużej twardości. Spośród wszystkich znanych materiałów, najtwardszym jest diament naturalny będący alotropową odmiana węgla. Wytwarzane są również diamenty syntetyczne. Oprócz diamentu grupę materiałów twardych stosowanych jako materiały scierne stosowane są związki proste chemiczne takie jak tlenki, węgliki azotki metali. Wszystkie te związki występuje w przyrodzie jako naturalne oraz są wytwarzane syntetycznie. Syntetyczne materiały ścierne wytwarza się przemysłowo, w taki sposób, by uzyskać najkorzystniejsze właściwości obróbkowe, np. jak największą twardość, odporność chemiczną i termiczną etc.
Tablica.I. Charakterystyka materiałów ściernych naturalnych

Podstawowymi materiałami stosowanymi w obróbce ściernej są materiały syntetyczne.

Są to elektrokorund (A), węglik krzemu (C), regularny azotek boru (BN) oraz diament (D). Ich ważniejsze właściwości zebrano w tablicy II,

zaś w tablicy III właściwości najczęściej stosowanych gatunków elektrokorundu. 

Pozostałe materiały służą głównie do realizacji specyficznych sposobów obróbki ściernej powierzchniowej. Przyjęto określać diament oraz regularny azotek boru jako materiały supertwarde (HV0,02>45GPa), natomiast pozostałe materiały ścierne określa się jako konwencjonalne.

99C - Węglik krzemu zielony Wysokiej czystości węglik krzemu jest barwy zielonej i zawiera min. 99% SiC. Stosowany do szlifowania węglików spiekanych, ceramiki, kamieni, do ostrzenia narzędzi skrawających z ostrzami z węglików spiekanych.

98C- Węglik krzemu czarny Zawiera 98% SiC i więcej domieszek. Stosowany podobnie jak 99C do szlifowania węglików spiekanych, materiałów ceramicznych, betonu, kamienia, do zgrubnego szlifowania odlewów z twardego i kruchego żeliwa białego oraz do przecinania betonu, kamienia, żeliwa białego.

BN - Borazon sześcienny azotek boru otrzymuje się z azotku boru przy bardzo wysokich ciśnieniach w temperaturze ok. 1650°C. Zabarwienie kryształów borazonu jest czarne lub brązowe, rzadziej mlecznobiałe, szare lub żółte.

D - Diament naturalny węgiel w postaci krystalicznej ma największą twardość ze wszystkich materiałów ściernych. Rozróżnia się trzy typy naturalnych diamentów technicznych: boart, carbon, ballas.

Boart występuje w postaci dosyć dużych kryształów o zabarwieniu szarym do ciemnobrązowego.

Carbon ma charakterystyczne czarne zabarwienie.

Ballas jest odmianą po średnią między carbonem, a diamentem krystalicznym.

SD - Diament syntetyczny otrzymuje się z grafitu, węgla z trzciny cukrowej itp., w warunkach bardzo wysokich ciśnień 5600÷12650 MPa i więcej, oraz temperaturach 1200÷2400°C. Można otrzymać również diament bezpośrednio z diamentu bez udziału katalizatorów w odpowiedniej temperaturze i ciśnieniu.
Wysokoobrotowe tarcze do cięcia i szlifowania KLINGSPOR KRONENFLEX zaostały wynalezione przez Carla Klingspora na początku lat pięćdziesiątych ubiegłego wieku, są obecnie stosowane na całym świecie. 

Składniki tarcz do cięcia i szlifowania są identyczne. Jedynie ich ilość jest bardzo różna. Tarcze do szlifowania posiadają ponadto dodatkowe wzmocnienie z włókna szklanego, ponieważ w czasie szlifowania występuje znacznie wyższe obciążenie boczne niż przy cięciu. Dlatego też tarcze do szlifowania są i muszą być znacznie grubsze niż tarcze do cięcia. Tarcze do szlifowania KLINGSPOR mają grubość od 4 mm – 8 mm, tarcze do cięcia od 1 mm – 3,5 mm. Stosowane obecnie ziarna powstają wyłącznie w wyniku produkcji syntetycznej. Ziarna syntetyczne zachowują w odniesieniu do ich ciągliwości i właściwości skrawających znacznie bardziej równomierną jakość i mają duży wpływ na charakterystykę pracy tarczy. W tarczach do cięcia i szlifowania stosuje się elektrokorund, węglik krzemu oraz od niedawna również elektrokorund cyrkonowy. Kolejnymi komponentami tarcz do cięcia i szlifowania są żywice (w formie płynnej i suchej) oraz wypełniacze. Pod pojęciem wypełniaczy kryją się dodatki modyfikujące. Poprzez dodanie wypełniaczy można mieć wpływ na określone właściwości tarcz, na przykłąd wydajność cięcia lub wytrzymałość na rozerwanie.

Nazwa KRONENFLEX składa się z dwóch pojęć: KRONE (korona) pochodzi od symbolu miasta w której firma powstała i słowa FLEX które pochodzi od projektanta szybkoobrotowej szlifierki kątowej, firmy Ackermann und Schmidt, która z inicjatywy Carla Klingspora zajmowała się tematem szybkoobrotowych maszyn.

KRONENFLEX w naszej ofercie
ŚCIERNICA NIE przecina
Przyczyna W przypadku przypalania materiału: ściernica zbyt gruba lub zbyt cienka
Rozwiązanie Użyć ściernicy o mniejszej grubości lub o mniejszym stopniu twardości, sprawdzić prędkość obwodową
Przyczyna Prędkość obwodowa zbyt mała
Rozwiązanie Zwiększyć liczbę obr/m do wartości maksymalnej (80m/sek)

NADMIERNE ZUŻYCIE
Przyczyna W przypadku białego brzegu tnącego: ściernica zbyt miękka
Rozwiązanie Użyć twardszej ściernicy
Przyczyna Prędkość obrotowa zbyt mała
Rozwiązanie Zwiększyć liczbę obr/m do wartości maksymalnej (80m/sek)
Przyczyna Spadające obroty podczas cięcia
Rozwiązanie Użyć maszyny o większej mocy, zmniejszyć nacisk na maszynę

BRZEG ŚCIERNICY POKRUSZONY
Przyczyna Ściernica tnąca użyta do szlifowania
Rozwiązanie Do szlifowania używać wyłącznie ściernic przeznaczonych do szlifowania
Przyczyna Obrabiany przedmiot się przesuwa
Rozwiązanie Zamocować przedmiot obrabiany w sposób uniemożliwiający jego przesuw
Przyczyna Zbyt duży nacisk boczny
Rozwiązanie Na ściernicę wywierać nacisk tylko w części promieniowej

PĘKNIĘCIE W OKOLICACH OTWORU LUB W CZĘŚCI ŚRODKOWEJ
Przyczyna Ściernica utkwiła w obrabianym przedmiocie/materiale
Rozwiązanie Mocniej naciśnij ściernicę w części promieniowej i poruszaj nią w przód i w tył
Przyczyna Do szlifowania użyto ściernicy tnącej
Rozwiązanie Do szlifowania używać wyłącznie ściernic przeznaczonych do szlifowania
Przyczyna Zbyt duży nacisk boczny
Rozwiązanie Na ściernicę wywierać nacisk tylko w części promieniowej
Przyczyna Rożne średnice kołnierza górnego/dolnego
Rozwiązanie Używać kołnierzy o takiej samej średnicy

Tarcze do szlifowania, problemy i ich rozwiązywanie:

ŚCIERNICA NIE szlifuje
Przyczyna Ściernica zbyt twarda, ściernica ślizga sie po materiale i powierzchnia szlifująca zaczyna błyszczeć
Rozwiązanie Użyć ściernicy o bardziej miękkiej charakterystyce
Przyczyna Zbyt mały nacisk
Rozwiązanie Zwiększyć nacisk
Przyczyna Zbyt mała moc maszyny
Rozwiązanie Użyć maszyny o większej mocy
Przyczyna Ściernica się zabija i tępi (materiały nieżelazne)
Rozwiązanie Stosować ściernice typu Alu, które zapobiegają zabijaniu się ściernicy przy cięciu nieżelaznych.

NADMIERNE ZUŻYCIE
Przyczyna Ściernica zbyt miękka
Rozwiązanie Użyj twardszej ściernicy
PrzyczynaZbyt duży nacisk
Rozwiązanie Zmniejszyć nacisk, pozwolić, aby szlifowała sama tarcza
Przyczyna Spadek prędkości obwodowej
Rozwiązanie Użyć maszyny o większej mocy, zmniejszyć nacisk na maszynę
Przyczyna Zbyt mała prędkość obwodowa
Rozwiązanie Prędkość 80m/s jest prędkością optymalną

BRZEG ŚCIERNICY POKRUSZONY
Przyczyna Zbyt mały kąt szlifowania
Rozwiązanie Zmień kąt na 30 - 40°
Przyczyna Obrabiany przedmiot się przesuwa lub wibruje
Rozwiązanie Zamocować przedmiot obrabiany w sposób uniemożliwiający jego przesuw
PrzyczynaZbyt duży nacisk
Rozwiązanie Zmniejszyć nacisk, pozwolić, aby szlifowała sama tarcza

PĘKNIĘCIA NA SPODZIE ŚCIERNICY
Przyczyna Zbyt duża powierzchnia styku
Rozwiązanie Zmniejszyć powierzchnię styku
Przyczyna Zbyt duży nacisk
Rozwiązanie Zmniejszyć nacisk, pozwolić, aby szlifowała sama ściernica

BRAK WYWAŻENIA
Przyczyna Brudne kołnierze
Rozwiązanie Wyczyść kołnierze
PrzyczynaŚciernica zamocowana w nieodpowiedni sposób
Rozwiązanie Dokręć kołnierze
Przyczyna Kołnierze o rożnych średnicach
Rozwiązanie Wymień kołnierze

Ściernica – narzędzie ścierne, składające się z ziaren ściernych i nośnika materiału ściernego - spoiwa. Ziarna ścierne (korund, węglik krzemu, azotek boru lub diament) nie mają określonego kształtu, a ich wielkość wpływa na uzyskanie określonej chropowatości powierzchni. Ściernice w naszej ofercie 

Ściernica ceramiczna

Rodzaj materiału ściernego - generalna zasada:
- szlifowanie metali nieżelaznych (aluminium, węgliki, brąz) - węglik krzemu
- metale żelazne - elektrokorund (węglik krzemu jest bardziej ostry niż elektrokorund ale reaguje chemicznie ze stalami)

Wielkość ziarna:
- małe zebrania/ lepsza jakość powierzchni - drobne ziarno
- zgrubne szlifowanie/ głębokie szlifowanie - grube i średnie ziarno

Trwałość ("twardość") spoiwa ściernicy pod kątem twardości obrabianego materiału:
- materiały miękkie - wytrzymałe spoiwo (N, O, P, R)
- materiały twarde - słabe spoiwo (H, I, J, K)

Trwałość ("twardość") spoiwa ściernicy pod kątem wielkości ziarna ściernicy:
- grube ziarno (46) z bardziej wytrzymałym spoiwem (spoiwo gorzej trzyma grube ziarno aniżeli drobne) - np. M
- drobne ziarno (80) z mniej wytrzymałym spoiwem - np. J (3 stopnie mniej)

Struktura ściernicy
- materiały miękkie, ciągliwe - otwarta struktura ściernicy (10, 11, 12)
- materiały twarde, odpryskujące - zamknięta struktura ściernicy (4, 5, 6)

Rodzaj spoiwa
- wydajność szlifowania - spoiwo ceramiczne
- wysoka jakość powierzchni - spoiwo szelakowe
- przecinanie - spoiwo żywiczne/ gumowe

Wielkość zebrania
- duże/ zgrubne - grube ziarno, struktura otwarta
- małe - drobne ziarno, struktura zwarta

Trzymanie wymiaru/ jakość powierzchni w zależności od wielkości ziarna/ rodzaju spoiwa:
- jakość powierzchni nie musi być lustrzana - grube ziarno/ spoiwo ceramiczne
- wysokiej jakości, lustrzana powierzchnia - drobne ziarno i spoiwo żywiczne/ szelakowe/ gumowe
Przygotowanie ściernic do pracy
1. Kontrola ściernic u producenta
Ściernice typu T1 do T13 i T27 o spoiwie ceramicznym, żywicznym gumowym i magnezytowym podlegają wymaganiom i badaniom zgodnie z normą PN/M-59120. Norma nie dotyczy ściernic specjalnego przeznaczenia.
Wymagania dotyczą:
-własności fizykochemicznych,
-wymiarów ściernicy i odchyłek granicznych tych wymiarów,
-tolerancji bicia promieniowego i osiowego, płaskości, itp.,
-pęknięć, wykruszeń, wgłębień i plam,
-wyrównoważania,
-wytrzymałości ściernicy na rozrywanie,
-twardości,
-cechowania.

Na szersze omówienie zasługuje:
-sprawdzenie wyrównoważenia - wg PN/M-59118,
-sprawdzenie wytrzymałości dynamicznej na rozrywanie - wg PN/M59123
-sprawdzenie twardości - wg PN-86/M-59116, PN-86/M-58117, PN-86/M-59119.

Wyrównoważenie statyczne jest stanem równowagi ściernicy, w której jej środek ciężkości leży na osi obrotu. Niewyrównoważenie statyczne oznacza, że środek masy ściernicy jest przesunięty o odległość "e", zwaną mimośrodowością środka masy. Miarą niewyrównoważenia lub inaczej odchyłką wyrównoważenia statycznego ściernicy jest iloczyn masy "M" ściernicy oraz mimośrodowości "e".

Niewyrównoważenie ściernicy powoduje w czasie szlifowania powstawanie drgań, co przyspiesza zużywanie się łożysk szlifierki i wpływa niekorzystnie na dokładność wymiarową przedmiotu oraz na chropowatość powierzchni, a także zwiększa zużycie diamentu podczas obciągania ściernicy. Do wyrównoważenia statycznego stosowane są: wyważarki, przyrządy pryzmowe i krążkowe oraz wagi.

Przyrząd do statycznego wyrównoważania ściernic: 1-ściernica, 2-oprawa, 3-kamienie do wyrównoważania, 4-trzpień, 5-korpus, 6-prowadnice walcowe, 7 i 8-elementy poziomujące, 9- zderzaki.

Wyrównoważanie dynamiczne odbywa się bezpośrednio na szlifierce, a służą do tego urządzenia o działaniu hydraulicznym i mechanicznym.
Głowica do wyrównoważania stosowana w szlifierkach firmy Waldrich jest wyposażona w specjalnie ukształtowane elementy wyrównoważające we wrzecionie szlifierki. Są one przemieszczane za pomocą przekładni planetarnej podczas obrotów ściernicy. Za pomocą pierścieni 5 i 6 ustala się położenie obu mas wyrównoważających między sobą, a za pomocą pierścienia 4 kątowe położenie tych mas we wrzecionie.

Próbie dynamicznej wytrzymałości na rozrywanie poddaje się ściernice o średnicy zewnętrznej powyżej 150 mm, do pracy z dopuszczalnymi prędkościami obwodowymi:
-powyżej 25 m/s - o spoiwie V
-powyżej 30 m/s - o spoiwie E lub R
-powyżej 15 m/s - o spoiwie Mg.
Celem próby jest sprawdzenie, czy ściernica nie ulega rozerwaniu przy próbnej prędkości obwodowej.
Próbna prędkość obwodowa ściernic jest funkcją dopuszczalnej prędkości obwodowej (wg PN-85/M-59122) i powinna wynosić:
1,25 Vs - dla ściernic T27, T1A do przecinania,
2 Vs - dla ściernic T1 do szlifowania zgrubnego, np. wlewków hutniczych, z bardzo dużymi naciskami,
1,5 Vs - dla pozostałych ściernic
Dopuszczalna prędkość obwodowa nie powinna być przekroczona zarówno w czasie pracy ściernicy, jak i przy jej biegu luzem

Sposób wyrównoważania za pomocą głowicy z trzema kulkami: a) budowa, b) mechanizm wyrównoważania; 1-ściernica, 2-kulka jako masa wyrównoważająca, 3-dopływ oleju, 4-urządzenie do dociskania kulek, 5-sprężyna.

2. Kontrola ściernic u użytkownika
Ściernica przed założeniem na wrzeciono szlifierki powinna być poddana przez użytkownika dodatkowym oględzinom zewnętrznym i sprawdzeniu na pęknięcia, co powinno wyeliminować ściernice z widocznymi lub ukrytymi pęknięciami wewnętrznymi, zagrażającymi bezpieczeństwu pracy. Pęknięcia mogą powstać podczas niewłaściwego transportu i przechowywania.
Podczas sprawdzania na pęknięcia ściernicę o średnicy D do 300 mm trzyma się w ręku, a średnice większe zawiesza się na pręcie i lekko opukuje się ją w różnych miejscach drewnianym młotkiem. Ściernica bez pęknięć wydaję dźwięk czysty, metaliczny.
Po dokonaniu próby na pęknięcia, nową ściernicę należy starannie wyrównoważyć. Duże ściernice wyrównoważa się wstępnie przed zamocowaniem tarcz dociskowych lub opraw. Po zamocowaniu ściernicy nawrzecionie dokonuje się obciągania powierzchni obwodowej i bocznych w celu usunięcia bicia promieniowego i bocznego. Ściernice małe przeznaczone do pracy z prędkościami obwodowymi do 30 m/s, poddaje się wyrównoważeniu statycznemu. Ma ono na celu odpowiednią zmianę rozkładu masy w jednej płaszczyźnie.

3. Zamocowanie ściernic
Ściernice są zamocowane na wrzecionie:
-bezpośrednio przy użyciu odpowiednich tarcz dociskowych,
-za pomocą opraw.
W obu przypadkach zamocowanie musi być pewne, ale nie może powodować uszkodzenia ściernicy.
a) oprawa segmentów ściernych, b) za pomocą tarcz dociskowych, c) zamocowania ściernic walcowych, d) klejenie ściernic walcowych do tarczy mocującej

Tarcze dociskowe powinny charakteryzować się:
-jednakową średnicą zewnętrzną obu tarcz, dopasowaną do średnicy ściernicy (D1≥1/3D); jeśli ściernice pracują bez osłon, to średnica D1 powinna być większa,
-podtoczeniem, aby uzyskać pierścieniowy docisk do ściernicy,
-drobnymi rowkami na pierścieniu dociskowym, w celu uzyskania właściwego docisku do przekładek i zabezpieczenia przed przesuwaniem się tych podkładek. Wykonywane one są najczęściej z tektury lub skóry, czasem z gumy bądź z filcu, a grubość ich wynosi od 0,5 do 1 mm.
Tarcze do mocowania ściernic wzmocnionych do przecinania powinny być płaskie, a ich średnice muszą odpowiadać średnicy obniżenia środka ściernicy, natomiast tarcze do ściernic o spoiwie gumowym powinny mieć średnicę równą 2/3 średnicy ściernicy.

Oprawy stosuje się do ściernic o dużych otworach i są przystosowane do wyrównoważenia tych ściernic.
Norma dla opraw kołnierzowych to PN-76/M-60625.
4. Obciąganie ściernic
Obciąganie ściernicy ma na celu wytworzenie odpowiedniego profilu czynnej powierzchni ściernicy oraz przywrócenie jej zdolności skrawnych.
Profilowanie czynnej powierzchni ściernicy dotyczy jej makrogeometrii i wiąże się z geometrycznym kształtem odwzorowanym na przedmiocie szlifowanym (ściernice do szlifowania gwintów, kół zębatych lub innych powierzchni kształtowych).
Ostrzenie ściernicy ma na celu przywracanie zdolności skrawnych czynnej powierzchni przez wytworzenie nowych ostrzy na ziarnach ściernych, wskutek wykruszania lub rozłupywania stępionych ziaren i cząstek spoiwa oraz usuwanie zalepień. Proces ten dotyczy mikrogeometrii ściernicy, a więc jej topografii.
Profil i topografia czynnej powierzchni ściernicy ulegają zmianom podczas szlifowania, wskutek zużywania się ściernicy. Powoduje to określone, ujemne następstwa natury fizycznej i technologicznej. Wzrastają siły skrawania (zwłaszcza siła odporowa) i ilości wytwarzanego ciepła, powstają przypalenia, drgania i odkształcenie przedmiotu. Objawy te wskazują, że przekroczony został okres trwałościściernicy, że jest ona stępiona i należy dokonać obciągania. Sytuacja ta dotyczy pracy ściernicy bez samoostrzenia.

4a) Do obciągania ściernic konwencjonalnych stosuje się obecnie narzędzia diamentowe, rzadziej obciągacze bezdiamentowe. Obciągacze dzieli się wg cech konstrukcyjnych na:
jedno- i wieloziarniste z chwytem stożkowym i walcowym, płytkowe wieloziarniste, krążkowe i rolkowe.

-obciągacze diamentowe jednoziarniste nieszlifowane, właściwe użytkowanie obciągacza zależy od:
właściwego doboru masy diamentu
właściwego ustawienia obciągacza
odpowiedniego dosuwu obciągania (0,01-0,03 mm/skok)
odpowiedniego posuwu wzdłużnego obciągacza (0,05-0,1 mm)
niedopuszczenia do nadmiernego nagrzania się diamentu
niedopuszczenie do nadmiernego zużycia obciągacza, co wywołuje pękanie lub wyrwanie diamentu

Wytyczne doboru nominalnej masy diamentu

Warunki

Średnica ściernicy mm

Nominalna masa diamentu kr

Szerokość ściernicy obciąganej: 40-60 mm; Twardość: średnia; Wielkość ziarna ściernego: przeciętna

50

0,25

100

0,3

200

0,5

300

0,75

400

1,0

500

1,25

600

1,5

-obciągacze diamentowe wieloziarniste nieszlifowane, różnią się od poprzednich liczbą i wielkością kryształów. Są to diamenty gatunkowo gorsze, drobniejsze i tańsze. Są one mniej trwałe, ale wygodniejsze w użyciu.

-obciągacze diamentowe jednoziarniste szlifowane, są przeznaczone do precyzyjnego obciągania ściernic przy szlifowaniu wykańczającym, a także do profilowania ściernic do gwintów. Wymagają dużej ostrożności i uwagi w eksploatacji, nie można dopuszczać do nadmiernego stępienia kryształu diamentu, ponad wielkość określoną przez producenta.

-obciągacze płytkowe wieloziarniste i pyłowe, są to wielowarstwowe narzędzia o spoiwie metalowym, a diamenty mają kształt igłowy, lub bardzo drobnych okruchów. Służą do obciągania powierzchni prostoliniowych lub kształtowych. Wielkości ziaren diamentu mieszczą się w granicach obciągania:fd=0,05-0,5 mm/obr, dosuw ad=0,01-0,003 mm.

-obciągacze krążkowe jednorzędowe, są stosowane do profilowania i ostrzenia ściernic o wielkościach ziaren 46-100. Krążek można obrócić w oprawce po zużyciu jednego ostrza. Parametry obciągania: posuw fd=0,05-0,5 mm/obr, dosuw ad=0,01-0,03 mm,

-obciągacze krążkowe wielorzędowe służą do obciągania ściernic o prostych kształtach. Ziarna diamentowe są ułożone w 4 lub 5 rzędach. Parametry obciągania: posuw fd=0,1-0,5 mm/obr, dosuw ad=0,01-0,03 mm.

-obciągacze rolkowe wirujące, są to rolki metalowe, w których na walcowej lub kształtowej powierzchni czynnej są osadzone ziarna diamentowe w spoiwie galwanicznym lub spiekanym. Rolki mogą być jedno- lub wielowarstwowe z ziarnami rozłożonymi przypadkowo lub w sposób uporządkowany, wg zamierzonego wzoru. Podstawową zaletą tych obciągaczy jest zapewnienie większych dokładności profilu ściernicy dzięki większej objętości diamentu, mniejszemu ich zużywaniu oraz mniejszemu obciążeniu cieplnemu rolki w wyniku przerywanego skrawania.

-ociąganie ciągłe za pomocą dosuwanej rolki diamentowej, jest metodą o znacznie większej od pozostałych metod wydajności objętościowej szlifowania. Szczególnie zalecane jest w szlifowaniu profilowym materiałów trudno obrabialnych, gdzie występuje intensywne zużywanie się ściernicy, jej tępienie i utrata profilu. Obciągacz rolkowy pozostaje w stałym styku ze ściernicą. Zużywanie się ściernicy jest kompensowane przez numerycznie sterowany dosuw rolki obciągającej. Równocześnie sama ściernica jest dosuwana do przedmiotu z prędkością odpowiadającą dokładnie prędkości dosuwu obciągacza Vfd.

-obciągacze bezdiamentowe, są stosowane do wyrównywania geometrycznych odchyłek ściernic oraz do czyszczenia i ostrzenia ściernic. Rozróżnia się:
a) obciągacze ściernicowe płaskie i okrągłe
b) obciągacze metalowe proste i faliste wykonane ze stali (tłoczone, nawęglane i hartowane) lub z żeliwa specjalnego.
Krążki mają średnicę 35-70 mm i są zamocowane w specjalnych oprawkach metalowych. Służą do ręcznego obciągania ściernic o spoiwie ceramicznym i żywicznym w szlifowaniu zgrubnym.

Rodzaje obciągaczy

Obciągacze krążkowe jedno- (c i d)i wielorzędowe (a i b)

4b) Obciąganie ściernic supertwardych. Obciąganie ściernic diamentowych i z regularnego azotku boru nastręcza wiele trudności z powodu dużej twardości ścierniwa. Istnieje zasada, że ściernic diamentowych nie ociąga się obciągaczami diamentowymi, ponieważ diament obciągacza nie skrawa diamentu w ściernicy. Stosowane są więc do tego celu obciągacze bezdiamentowe. Obciągacze diamentowe są natomiast używane do ściernic z regularnego azotku boru.

źródło: fabisiak.ps.pl 
System wyważania za pomocą dwóch ciężarków ("kamieni")
Zamontuj ściernice w kołnierzach mocujących.

Usuń ciężarki wyważające z rowka kołnierza lub ustaw je naprzeciwko siebie tak, aby ich masy znosiły się wzajemnie.

Obciągnij ściernice, aby nie byto bicia.

Zdemontuj ściernice ze szlifierki razem z obsadą po uprzednim odwirowaniu chłodziwa i zamontuj ją na trzpieniu do wyważania.

Umieść ściernice na wyważarce, pozwól na jej swobodny ruch i po zatrzymaniu zaznacz kredą górny, najlżejszy punkt.

Przesuń ciężarki wyważające w dół od górnego najlżejszego punktu tak, aby kąt między ich dolnymi krawędziami wynosił 90 stopni.

Obróć ściernice tak, aby jeden z ciężarków znalazł się o ok. 45 stopni poniżej linii poziomej i następnie zaobserwuj kierunek ruchu ściernicy. Kiedy zwolnisz uchwyt ręki ciężarek wyważający może wskazywać obrót w kierunku linii pionowej.

W tym wypadku ciężarek powinien zostać przesunięty w dół, w kierunku od najlżejszego punktu.

Pamiętaj, aby przesuwać ciężarki zawsze w kierunku przeciwnym do rotacji. Kontynuuj wyważanie używając lewego i prawego ciężarka, przesuwaj ciężarki max. o 3 mm podczas jednego ruchu, zmniejszaj wielkość przesunięcia w miarę zwalniania szybkości ruchu ściernicy.

Powtarzaj w/w czynności do momentu, kiedy ściernica pozostanie statyczną we wszystkich położeniach.

Zablokuj położenie ciężarków i zamontuj ściernicę oprawą na wrzecionie szlifierki.
Obciąganie (przygotowanie, wyrównanie ściernic)
Obciąganie ściernicy ma na celu wytworzenie odpowiedniego profilu czynnej powierzchni ściernicy oraz przywrócenie jej zdolności skrawnych.
Ostrzenie ściernicy ma na celu przywracanie zdolności skrawnych czynnej powierzchni przez wytworzenie nowych ostrzy na ziarnach ściernych, wskutek wykruszania lub rozłupywania stępionych ziaren i cząstek spoiwa oraz usuwanie zalepień. Proces ten dotyczy mikrogeometrii ściernicy, a więc jej topografii.
Profil i topografia czynnej powierzchni ściernicy ulegają zmianom podczas szlifowania, wskutek zużywania się ściernicy. Powoduje to określone, ujemne następstwa natury fizycznej i technologicznej. Wzrastają siły skrawania (zwłaszcza siła odporowa) i ilości wytwarzanego ciepła, powstają przypalenia, drgania i odkształcenie przedmiotu. Objawy te wskazują, że przekroczony został okres trwałości ściernicy, że jest ona stępiona i należy dokonać obciągania. Sytuacja ta dotyczy pracy ściernicy bez samoostrzenia.

Do obciągania ściernic konwencjonalnych stosuje się obecnie narzędzia diamentowe, rzadziej obciągacze bezdiamentowe. Obciągacze dzieli się wg cech konstrukcyjnych na:
jedno- i wieloziarniste z chwytem stożkowym i walcowym, płytkowe wieloziarniste, krążkowe i rolkowe.

obciągacze diamentowe jednoziarniste nieszlifowane, właściwe użytkowanie obciągacza zależy od:
właściwego doboru masy diamentu
właściwego ustawienia obciągacza
odpowiedniego dosuwu obciągania 
odpowiedniego posuwu wzdłużnego obciągacza
niedopuszczenia do nadmiernego nagrzania się diamentu
niedopuszczenie do nadmiernego zużycia obciągacza, co wywołuje pękanie lub wyrwanie diamentu


obciągacze diamentowe wieloziarniste nieszlifowane, różnią się od poprzednich liczbą i wielkością kryształów. Są to diamenty gatunkowo gorsze, drobniejsze i tańsze. Są one mniej trwałe, ale wygodniejsze w użyciu.

obciągacze diamentowe jednoziarniste szlifowane, są przeznaczone do precyzyjnego obciągania ściernic przy szlifowaniu wykańczającym, a także do profilowania ściernic do gwintów. Wymagają dużej ostrożności i uwagi w eksploatacji, nie można dopuszczać do nadmiernego stępienia kryształu diamentu, ponad wielkość określoną przez producenta.

obciągacze płytkowe wieloziarniste i pyłowe, są to wielowarstwowe narzędzia o spoiwie metalowym, a diamenty mają kształt igłowy, lub bardzo drobnych okruchów. Służą do obciągania powierzchni prostoliniowych lub kształtowych. 


obciągacze krążkowe jednorzędowe, są stosowane do profilowania i ostrzenia ściernic. Krążek można obrócić w oprawce po zużyciu jednego ostrza.


obciągacze krążkowe wielorzędowe służą do obciągania ściernic o prostych kształtach. Ziarna diamentowe są ułożone w 4 lub 5 rzędach. 

obciągacze rolkowe wirujące, są to rolki metalowe, w których na walcowej lub kształtowej powierzchni czynnej są osadzone ziarna diamentowe w spoiwie galwanicznym lub spiekanym. Rolki mogą być jedno- lub wielowarstwowe z ziarnami rozłożonymi przypadkowo lub w sposób uporządkowany, wg zamierzonego wzoru. Podstawową zaletą tych obciągaczy jest zapewnienie większych dokładności profilu ściernicy dzięki większej objętości diamentu, mniejszemu ich zużywaniu oraz mniejszemu obciążeniu cieplnemu rolki w wyniku przerywanego skrawania.

ociąganie ciągłe za pomocą dosuwanej rolki diamentowej, jest metodą o znacznie większej od pozostałych metod wydajności objętościowej szlifowania. Szczególnie zalecane jest w szlifowaniu profilowym materiałów trudno obrabialnych, gdzie występuje intensywne zużywanie się ściernicy, jej tępienie i utrata profilu. Obciągacz rolkowy pozostaje w stałym styku ze ściernicą. Zużywanie się ściernicy jest kompensowane przez numerycznie sterowany dosuw rolki obciągającej. Równocześnie sama ściernica jest dosuwana do przedmiotu z prędkością odpowiadającą dokładnie prędkości dosuwu obciągacza.

obciągacze bezdiamentowe, są stosowane do wyrównywania geometrycznych odchyłek ściernic oraz do czyszczenia i ostrzenia ściernic. Rozróżnia się:
a) obciągacze ściernicowe płaskie i okrągłe
b) obciągacze metalowe proste i faliste wykonane ze stali (tłoczone, nawęglane i hartowane) lub z żeliwa specjalnego.
Krążki są zamocowane w specjalnych oprawkach metalowych. Służą do ręcznego obciągania ściernic o spoiwie ceramicznym i żywicznym w szlifowaniu zgrubnym.

Rodzaje obciągaczy

jednoziarnisty

krążkowy wielorzędowy

krążkowy jednorzędowy

rolkowy


Obciągacze krążkowe jedno i wielorzędowe

Obciąganie ściernic supertwardych. Obciąganie ściernic diamentowych i z regularnego azotku boru nastręcza wiele trudności z powodu dużej twardości ścierniwa. Istnieje zasada, że ściernic diamentowych nie ociąga się obciągaczami diamentowymi, ponieważ diament obciągacza nie skrawa diamentu w ściernicy. Stosowane są więc do tego celu obciągacze bezdiamentowe. Obciągacze diamentowe są natomiast używane do ściernic z regularnego azotku boru.

Ściernice listkowo talerzowe (lamelki)

Ściernice listkowo talerzowe to ściernice o wachlarzowym, promienistym ułożeniu listków z płótna ściernego o wielokrotnie większej wydajność niż tradycyjne tarcze szlifierskie

lamelka to inaczej tarcza listkowa, ściernica listkowo talerzowa. 

Zalecenia dotyczące narzędzi ściernych

Maksymalna prędkość robocza
Maksymalna prędkość robocza narzędzi ściernych jest to maksymalna prędkość, z jaką wirujący element ścierny może być używany w danej szlifierce podczas pracy.

Jest ona podawana w m/s i ustalona w obowiązujących normach (np. DIN EN 12413, DIN EN 13743 i DIN EN 13236) w celu eliminacji i zmniejszenia zagrożeń. W normach tych zdefiniowane jest również stopniowanie możliwej maksymalnej prędkości roboczej ściernicy oraz jej oznaczanie i zależność pomiędzy maksymalnymi dozwolonymi prędkościami obrotowymi.

Wymagane do niedawna kodowanie barwne za pomocą odpowiednich kolorowych pasków na narzędziach ściernych (np. 50 m/s = niebieski pasek; 63 m/s = żółty pasek, 80 m/s = czerwony pasek; 100 m/s = zielony pasek,…) nie jest już obowiązkowe, ale jest jeszcze często praktykowane.

Ze względów bezpieczeństwa użytkownik powinien koniecznie zwracać uwagę na nieprzekraczanie maksymalnej prędkości roboczej podanej na ściernicy.

Maksymalna prędkość robocza dotyczy następujących narzędzi ściernych z asortymentu Klingspor:

Tarcze fibrowe i talerze wsporcze na tarcze fibrowe (80 m/s)
Tarcze do cięcia i zdzierania Kronenflex (80 m/s do cięcia z ręki, 100 m/s do cięcia stacjonarnego)
Ściernice garnkowe Kronenflex (50 m/s)
Ściernice listkowe talerzowe (80 m/s)
Tarcze do czyszczenia NCD 200 (63 m/s)
Tarcze włókninowe prasowane na twardo MFW 600 (47 lub 37 m/s)
Ściernice listkowe talerzowe (50 m/s; wyjątkiem są ściernice o szerokości B>100 mm (30 m/s) i w wersji szczelinowej (40 m/s).
Ściernica listkowa/ściernica trzpieniowa mini (40 m/s)
Diamentowe tarcze do cięcia (80 m/s dla tarcz do szlifierek kątowych; 100 m/s dla tarcz do silnikowych szlifierek do cięcia, szlifierek do szczelin i pił stołowych)
Diamentowa ściernica talerzowa (80 m/s)
Ściernice wiązane elastycznie, np. R-Flex, ściernice trzpieniowe do szlifowania i polerowania, ściernice do marmurkowania.
Tutaj maksymalna prędkość robocza zależy od wiązania (5 m/s dla ściernic z wiązaniem W; 16 m/s dla ściernic z wiązaniem E; 32 m/s dla ściernic z wiązaniem Z)

Prędkością skrawania w przypadku szlifowania jest prędkość ruchu narzędzia.
Na przykład w przypadku szlifierki taśmowej jest to prędkość obwodowa taśmy, a w przypadku szlifierki kątowej prędkość obrotowa tarczy ściernej lub tnącej. Jest ona nazywana również maksymalną prędkością roboczą.

Wzór na obliczanie prędkości skrawania w przypadku szlifowania brzmi:

Vc = prędkość skrawania [m/s]
D = średnica narzędzia [mm]
n = prędkość obrotowa [1/min.]

Prędkość skrawana razem z prędkością posuwu ma decydujący wpływ na czas obróbki skrawaniem, a tym samym na wydajność/ilość produkcji w jednostce czasu i jakość uzyskanej powierzchni. Ponieważ jednak wraz ze wzrostem prędkości zwiększa się również temperatura ostrza, zwiększenie prędkości skrawania oznacza jednocześnie również większe zużycie narzędzia, a tym samym zmniejszenie jego trwałości. Wybór optymalnej prędkości skrawania podczas szlifowania zależy przede wszystkim od obrabianego tworzywa/materiału.

Zwykle w połączeniu z wirującymi narzędziami szlifującymi, dla których z reguły maksymalna dopuszczalna prędkość skrawania = maksymalna prędkość robocza ze względów bezpieczeństwa jest ona określona w normach.

Rodzaje podłoży

Bez względu na to, czy jest to papier, płótno, fibra czy poliester, podłoże musi być wystarczająco gładkie, aby osiągnąć jednolitą powłokę przyczepną, wystarczająco mocne by wytrzymać nacisk w trakcie szlifowania oraz odpowiednio elastyczne by dostosować się do konturów.

Gramatura standardowych podłoży papierowych stosowanych w narzędziach ściernych nasypowych, oznaczona jest kodem literowym, który zapisany jest na podłożu gotowego wyrobu zaraz po symbolu wielkości ziarna. Mówiąc krótko, im lżejsze podłoże tym lepszy stopień elastyczności; im cięższe podłoże tym większa odporność na rozdarcie.

GRAMATURA A (70 G)
Lekkie i elastyczne podłoże stosowane jest głównie do
ręcznego wykańczania powierzchni na sucho i na mokro.
Granulacja 80 i drobniejszy.
GRAMATURA C (120 G)
Mocniejsze i mniej elastyczne niż podłoże A. Narzędzia
na tym podłożu stosowane są do ręcznego szlifowania
na sucho i na mokro oraz do szlifierek przenośnych małej
mocy. Szlifowanie średnio dokładne i wykańczające.
Granulacja ziarna 60 - 180.
GRAMATURA D (150 G)
Mocniejsze i mniej elastyczne niż podłoże C. Narzędzia na
tym podłożu także stosowane są do ręcznego szlifowania
na sucho i na mokro oraz do małych szlifierek przenośnych
o malej mocy. Szlifowanie zgrubne i średnio dokładne.
Granulacja ziarna 36 - 80.
GRAMATURA E (220 G)
Mocniejsze i mniej elastyczne niż podłoże D. Narzędzia na
tym podłożu używane są w postaci rolek, pasów i krążków
w zastosowaniach wymagających dużej odporności na
rozerwanie.
GRAMATURA F (300 G)
Najmocniejsze i najmniej elastyczne podłoże. Narzędzia
na tym podłożu używane są w postaci rolek do docierania
wałów korbowych oraz w postaci rolek i pasów w
przemyśle garbarskim.

Podłoża fibrowe, wykonane z wielu warstw
impregnowanego papieru są twarde i mocne, przy czym
jednocześnie na tyle elastyczne, że mogą być używane
do wielu zastosowań. Fibra o grubości 0,8mm najbardziej
wytrzymała ze wszystkich podłoży stosowanych do
produkcji narzędzi ściernych nasypowych. Krążki fibrowe
przeznaczone są do agresywnej obróbki przy użyciu
szlifierek ręcznych.

Płótno jest materiałem bardziej wytrzymałym niż papier,
ma większą odporność na rozdarcie i znosi ciągłe zginanie
w trakcie użycia. Norton stosuje w swojej produkcji
narzędzi ściernych nasypowych tradycyjne płótno tkane.
Podłoże płócienne, dzięki swojej budowie i właściwościom
jest materiałem idealnym do produkcji narzędzi ściernych
przeznaczonych do określonych zastosowań. Gramatura
standardowych płócien stosowanych w narzędziach
ściernych nasypowych oznaczona jest kodem literowym,
który zapisany jest na podłożu gotowego wyrobu zaraz po
symbolu wielkości ziarna.

PŁÓTNO J
Najlżejsze i najelastyczniejsze podłoże płócienne,
używane wtedy, gdy wykończenie i jednolitość powierzchni
istotniejsza jest od wielkości usuwanego naddatku.
Narzędzia na tym podłożu są idealne do wykańczania
i wygładzania oraz tam, gdzie wymagana jest elastyczność
tak, jak przy obróbce powierzchni profilowych.
PŁÓTNO X
Płótno X - mocniejsze i relatywnie sztywniejsze od płótna
J. Narzędzia na tym podłożu charakteryzują się stałą
i powtarzalną wydajnością, doskonałym wykończeniem
powierzchni oraz długą żywotnością. Wyroby o dużym
rozmiarze ziarna i na podłożu X są idealne do usuwania
dużych naddatków, a te o granulacji drobniejszej
są rekomendowane do wykańczania i polerowania
powierzchni.
PŁÓTNO Y
Płótno mocniejsze i bardziej odporne na rozwarstwienia
wzdłużne. Płótno Y stosowane jest do produkcji narzędzi
przeznaczonych do najsurowszych zastosowań jak np.
taśmy wąskie do szlifierek ręcznych, taśmy szerokie do
szlifowania tarcicy i kalibrowania płyt wiórowych.