Источник: «Идеи Вашего Дома» – практический журнал, № 1 (25), январь 2000 года
Автор: Александр Чижов
Приходилось ли вам отрезать стальной уголок 35x35 мм для каркаса парника или полудюймовые металлические трубы для водопровода на приусадебном участке? Если да, то, выбирая между ножовкой по металлу, дисковой пилой, сварочным электродом или же абразивным отрезным кругом, наверняка предпочтение отдадите последнему как наиболее быстрому и удобному.
Абразивные отрезные круги поставляют на российский рынок такие фирмы, как австрийская TEROLIT, чешская CARBORUNDUM ELECTRITE, немецкие DRONCO, BOSCH и CARBORUNDUM, итальянские PG и SISA, югославские SUMA и UNIFLEX-S, финская K'PROF, HILTI из Лихтенштейна, а также отечественные предприятия, среди которых АООТ «МОСШЛИФИНСТРУМЕНТ» (Москва), ОАО «ЛУЖСКИЙ АБРАЗИВНЫЙ ЗАВОД», ОАО «ИСМА» (Иваново), завод «МОНТАЖАБРАЗИВИНСТРУМЕНТ» (Пермь).
Абразивный (от лат. аbrasio – соскабливание) отрезной круг предназначен для точной и качественной резки различных форм изделий как из стали, чугуна, сплавов цветных металлов (прутка, трубы, уголка, листа, арматуры), так и кирпича, шифера, керамики, гипсокартона, а также мрамора, гранита, камня и бетона в небольшом количестве. Нужна лишь переносная отрезная машина или угловая шлифовальная, называемая «болгаркой».
Необходимо предупредить, что многие предприятия, выпускающие отрезные машины, предлагают и отрезные круги к ним под своей торговой маркой, не являясь производителями.
Некоторые виды торцевой поверхности абразивного отрезного круга.
Скорость вращения круга велика, поэтому только высокое качество его изготовления может гарантировать безопасную работу. Круги внесены в перечень продукции и услуг, которые проходят обязательную сертификацию. Так, качество изделий АООТ «МОСШЛИФИНСТРУМЕНТ» (о них пойдет речь) подтверждено учреждением по сертификации, аккредитованным Госстандартом РФ.
Абразивный отрезной круг, используемый обычно в домашнем хозяйстве, представляет собой тонкий диск диаметром от 100 до 500 мм при высоте от 1 до 5 мм с посадочным отверстием диаметром 22 или 32 мм, которое чаще всего обрамляется металлической калибровочной втулкой. Например, при резке «болгаркой» из-за значительной величины крутящего момента диаметр круга не превышает 230 мм. Можно встретить отрезной круг диаметром 100 и даже 80 мм с посадочным отверстием 10 мм, устанавливаемый на бытовую электродрель с помощью оправки.
Для резки металла толщиной до 10 мм можно использовать абразивный отрезной круг диаметром 100 мм с посадочным отверстием 10 мм, который устанавливают через оправку в патрон обычной дрели.
Абразивный круг режет металл частицами мелкозернистого материала высокой твердости (абразива), напоминающими по размерам и форме обычные песчинки. Их сначала смешивают, а затем спрессовывают с упругой синтетической связующей массой, основные виды которой бакелитовая (пластмассовая) или вулканитовая (каучуковая). Острые вершины абразива выступают над поверхностью связки и, задевая за металл, срезают тончайшие стружки. При изготовлении смесь из связки, абразива и наполнителя помещают в форму, спрессовывают и термически обрабатывают. Круги с бакелитовой связкой чаще применяются для грубой резки металла и строительных неметаллических материалов. Круги с каучуковой – меньшей производительности и предназначены для резки чугуна, сплавов титана и получения более гладких кромок реза (в быту не используются).
Абразивные отрезные круги на бакелитовой связке различных диаметров и назначений.
После испытаний кругов на механическую прочность и неуравновешенность на маркировке каждого из них указывается материал для резки либо наклеивается цветная этикетка, например, зеленого (для неметаллических материалов) или синего цвета (для металлов). Там же сообщается дополнительная информация.
Эффективность работы абразивным кругом в значительной степени зависит от размера и твердости частиц: чем крупнее частицы и тверже сам абразив, тем быстрее можно резать металл. зернистость абразива, или размер частиц, может быть от 0,1 до 2 мм (100-2000 мкм). Ее всегда указывают на маркировке в условных единицах, причем в России и других странах по-разному.
В отечественной продукции зернистость выше 50 мкм обозначают как 0,1 стороны ячейки сита, через которое просеивают частицы абразива при сортировке по размеру. Например, зернистость 32 указывает на присутствие частиц основного размера 320 мкм и небольшого количества зерен других размеров.
Зернистость от 5 до 63 мкм обозначают максимальным размером частиц (М). В частности, М28 указывает на максимальный размер частиц 28 мкм. По международным стандартам ISO зернистость абразива дается в условных единицах, которые не отражают размера, при этом существуют два отдельных стандарта: на зернистость для абразивного инструмента – кругов, брусков, сегментов (F) и на зернистость для абразивной или шлифовальной шкурки (P). Так, F54 свидетельствует о том, что средний размер частиц абразива, используемого при изготовлении отрезного круга, составляет 300 мкм, а абразивная шкурка с тем же размером частиц будет обозначаться Р50. Согласно российскому стандарту, и для отрезного абразивного круга, и для шлифовальной шкурки наиболее соответствует зернистость с основным размером частицы 320 мкм и единым обозначением 32 (см. таблицу).
Данные обозначений зернистости абразива по российскому и международным стандартам ISO (кроме алмаза и нитрида бора)
| ГОСТ 3647-80 (ред. 1994г.), для любого абразивного инструмента | ISO 8486-1,2:1996 (E), кроме абразивной шкурки | ISO 6344-1,2:1998 (Е), только для абразивной шкурки | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Обозначение | Основной размер частиц, мкм | Обозначение | Основной размер частиц, мкм | Обозначение | Основной размер частиц, мкм |
| - | - | F 4 | 4750 | - | - |
| - | - | F 5 | 4000 | - | - |
| - | - | F 6 | 3350 | - | - |
| - | - | F 7 | 2800 | - | - |
| - | - | F 8 | 2360 | - | - |
| 200 | 2000 | F 10 | 2000 | - | - |
| 160 | 1600 | F 12 | 1700 | Р 12 | 1700 |
| - | - | F 14 | 1400 | - | - |
| 125 | 1250 | F 16 | 1180 | Р 16 | 1180 |
| 100 | 1000 | F 20 | 1000 | Р 20 | 850 |
| - | - | F 22 | 850 | - | - |
| 80 | 800 | F 24 | 710 | Р 24 | 710 |
| 63 | 630 | F 30 | 600 | Р 30 | 600 |
| 50 | 500 | F 36 | 500 | Р 36 | 500 |
| - | - | F 40 | 425 | Р 40 | 355 |
| 40 | 400 | F 46 | 355 | - | - |
| 32 | 320 | F 54 | 300 | Р 50 | 300 |
| 25 | 250 | F 60 | 250 | Р 60 | 250 |
| 20 | 200 | F 70 | 212 | - | - |
| 16 | 160 | F 80 | 180 | Р 80 | 180 |
| - | - | F 90 | 150 | - | - |
| 12 | 120 | F 100 | 125 | Р 100 | 150 |
| 10 | 100 | F 120 | 106 | Р 120 | 106 |
| 8 | 80 | F 150 | 90 | Р 150 | 90 |
| 6 | 63 | F 180 | 75 | Р 180 | 75 |
| 5 | 50 | F 220 | 63 | Р 220 | 63 |
| М 63 | 63-50 | F 230 | 55,7 | Р 240 | 58,5 |
| - | - | F 240 | 47,5 | - | - |
| M 50 | 50-40 | F 280 | 39,9 | P 280 | 52,2 |
| M 40 | 40-28 | F 320 | 32,8 | P 320 | 46,2 |
| - | - | F 360 | 26,7 | P 360 | 40,5 |
| M 28 | 28-20 | F 400 | 21,4 | P 400 | 35,0 |
| M 20 | 20-14 | F 500 | 17,1 | P 500 | 30,2 |
| M 14 | 14-10 | F 600 | 13,7 | P 600 | 25,8 |
| M 10 | 10-7 | F 800 | 11,0 | P 800 | 21,8 |
| M 7 | 7-5 | F 1000 | 9,1 | P 1000 | 18,3 |
| M 5 | 5-3 | F 1200 | 7,6 | P 1200 | 15,3 |
| - | - | - | - | P 1500 | 12,6 |
| - | - | - | - | P 2000 | 10,3 |
| - | - | - | - | P 2500 | 8,4 |
Марки и зернистость абразива для отрезных кругов
| Название и марка абразива | Зернистость абразива | |
|---|---|---|
| связка бакелитовая | связка вулканитовая | |
| Нормальный электрокорунд 13 А, 14 А | 125, 100, 80, 63, 50, 40, 25, 16 | 46, 25, 16, 12, 10, 8, 6 |
| Хромотитанистый электрокорунд 93 А, 94 А | 125, 100, 80, 63, 50, 40, 25, 16 | - |
| Белый электрокорунд 25 А | 50, 40, 25, 16, 12 | 40, 25, 16, 12, 10, 8, 6 |
| Циркониевый электрокорунд 38 А | 125, 100, 80, 63 | - |
| Черный карбид кремния 53 С, 54 С | 160, 125, 100, 80, 63, 50, 40, 25, 16 | - |
| Карбид кремния зеленый 63 С, 64 С | 16, 12, 8, 6 | - |
В качестве абразива обычно используют электрокорунд (нормальный, легированный, белый) и реже – карбид кремния (черный, зеленый). Электрокорунд, или окись алюминия (А), менее твердый, но форма его частиц более приспособлена для резки стали. Карбид кремния (С) предназначен для неметаллических строительных материалов и сплавов цветных металлов. Две цифры, стоящие перед буквой, соответствуют марке абразива, которая отражает его состав и некоторые свойства.
Чтобы снизить опасность разрыва круга при резке с большой частотой вращения, в его тело вводят упрочняющий элемент в виде круглого диска из тонкой стеклянной сетки. Один такой сетчатый элемент посередине высоты круга (или два – по торцевым поверхностям) устанавливают при изготовлении. Эта сетка также сохраняет форму и гибкость отрезного круга.
Абразивный круг обладает двумя преимуществами по сравнению с алмазным. Во-первых, при работе не требуется принудительное охлаждение водой, потому что его температура обычно не превышает 70-80°С. Хорошее естественное охлаждение обеспечивается большим количеством пор, которые образуются в круге при его изготовлении. Они, а также специальный наполнитель, добавляемый в связку и выкрашивающийся при резке, способствуют быстрому удалению металлической стружки.
Во-вторых, такой круг не затупляется, как говорится, «самозатачивается», при этом начальный диаметр постепенно уменьшается за счет разрушения частиц абразива и выгорания связки. В отличие от алмазного круга, резка абразивным кругом всегда сопровождается интенсивными снопами искр – это сгорают частицы связки и мельчайшие металлические стружки, которые летят по касательной в направлении вращения. Они слишком малы и не могут нанести травму в виде царапины или ожога.
Режимы резки абразивным отрезным кругом зернистостью 63
| Диаметрxвысотаxдиаметр отв., мм | Скорость резки, м/с | Глубина резки, мм | Подача* круга, м/мин | Требуемая мощность, кВт |
|---|---|---|---|---|
| 115x3,0x22 | 60 или 80 | Не более 0,15 D | 0,2-0,8 | 1,0 |
| 150x3,0x22 | 60 или 80 | Не более 0,15 D | 0,2-0,8 | 1,4 |
| 180x3,0x22 ( x32) | 60 или 80 | Не более 0,15 D | 0,2-0,8 | 1,6 |
| 200x3,0x22 ( x32) | 60 или 80 | Не более 0,15 D | 0,2-0,8 | 1,6 |
| 230x3,0x22 ( x32) | 60 или 80 | Не более 0,15 D | 0,2-0,8 | 1,9 |
| 300x3,0x32 | 60 или 80 | Не более 0,15 D | 0,2-0,8 | 2,2 |
| 400x4,0x32 | 60 или 80 | Не более 0,15 D | 0,2-0,8 | 2,6 |
| 500x5,0x32 | 60 или 80 | Не более 0,15 D | 0,2-0,8 | 3,2 |
* При переходе к резке кругом с другой зернистостью подачу следует уменьшить при зернистости 50 в 0,8 раза и увеличить при зернистости 80 в 1,15 раза, при зернистости 100 – в 1,25 раза и при зернистости 125 – в 1,5 раза.
Работу круга определяют его скорость и подача (перемещение). Максимальная частота вращения обязательно должна быть указана на маркировке круга или на этикетке. На отечественных изделиях значение скорости дополнительно выделяется цветом диаметральной полосы: желтой (60 м/с), красной (80 м/с) или зеленой (100 м/с). Так, из-за ограниченного числа оборотов «болгарки» при половинном значении скорости его ресурс уменьшается на 30-50%.
Перемещение должно быть строго в диапазоне от 0,2 до 0,8 м/мин. При подаче менее 0,2 м/мин значительно возрастает тепловыделение при резке, что способствует «прижогам» металла и выгоранию связки и вынуждает использовать охлаждение водой. При подаче более 0,8 м/мин, даже если процесс идет без приложения значительного физического усилия, частицы абразива начинают слишком быстро выкрашиваться из связки («осыпаться») и за счет интенсивного нагрева разрезаемого металла возможно заклинивание круга, которое способно привести к выходу из строя двигателя «болгарки». Толщина разрезаемого металла не должна превышать 15% значения диаметра круга. Несоблюдение этого ограничения ведет к «прижогу» металла, снижению ресурса круга и производительности труда.
Наиболее распространенные дефекты – «прижог» (А) и заусенцы (Б), – возникающие при резке металла из-за слишком большой подачи отрезного круга.
Для уменьшения нагрева абразивного круга его торцевую поверхность либо оставляют плоской, но очень грубой, с выступающими из связки зернами абразива, либо делают рифленой за счет неглубоких канавок, например, в форме концентрических окружностей. Это снижает тепловыделение и расход мощности на 60-80% по сравнению с гладкой поверхностью. При прорезании паза, особенно в металле, круг используют на 0,1-0,2 мм тоньше к центру, чем по наружному периметру. Абразивные круги более упруги, чем алмазные, допускают кратковременный, хотя и нежелательный перекос в пазу и экономически менее эффективны. Это особенно заметно при резке твердого строительного материала, например бетона. Абразивный круг обладает более коротким ресурсом, измеряемым суммарной площадью сечения в 1 м2 разрезаемого материала. Подтверждением этому служит уменьшение диаметра круга.
Эффективность резки бетона абразивным кругом АООТ «МОСШЛИФИНСТРУМЕНТ» и алмазного отрезного круга фирмы «СПЛИТСТОУН»
| Тип круга (диаметр 230 мм) | Цена круга, $ | Ресурс, м2 | Стоимость 1 м2, $ |
|---|---|---|---|
| Абразивный круг | 0,6 | 0,05 | 12,0 |
| Алмазный круг «турбо» | 38 | 13 | 2,9 |
| Алмазный круг сегментный | 95 | 25 | 3,8 |
Как видно из таблицы, стоимость абразивного круга во много раз меньше. Поэтому, если отрезать нужно немного, то выгоднее приобрести абразивный отрезной круг, а если необходимо постоянно иметь круг под рукой, то – алмазный отрезной. Подчеркнем, что подобное утверждение не касается резки металлов, где абразивный отрезной круг вне конкуренции.
Перед работой прочтите еще раз инструкцию пользования «болгаркой», которую следует соблюдать самым тщательным образом во избежание травмы в процессе резки этим высокоскоростным инструментом.
Несколько правил выбора абразивного отрезного круга
Проверьте, чтобы круг не был деформирован, а на поверхности отсутствовали трещины и сколы.
Трещина в абразивном круге (А), скол режущей кромки (Б) и «осыпание» круга (В), при которых его использование не рекомендуется.
Желательно, чтобы указанное максимальное значение частоты вращения круга было бы не меньше частоты вращения используемой «болгарки».
Учтите, что при резке используется только 2/3 диаметра абразивного круга.
Упрочняющий элемент не всегда предусматривается конструкцией абразивного круга, и о его наличии можно судить по маркировке. Так, у отечественных производителей буквосочетание «БУ» означает «бакелитовая связка с упрочняющим элементом». Если «У» отсутствует, такого элемента нет и абразивный круг ставить на «болгарку» не рекомендуется.
Чем меньше высота круга, тем легче резать и меньше отходов, но и износ больше. При минимальной высоте круга (5 размеров частиц) используется меньшая зернистость абразива и, следовательно, снижается производительность.
Практические рекомендации
Новый отрезной круг сначала обязательно прокрутите вхолостую около 5 мин, держа «болгарку» с одетым кожухом кругом от себя. Дело в том, что в результате возможных ударов при транспортировке в корпусе круга могут образоваться микроскопические трещины, приводящие к разлету мелких осколков.
Постепенный износ абразивного отрезного круга сопровождается сокращением диаметра круга, поэтому в случае многократного использования постепенно уменьшите глубину резки.
Чтобы охлаждение водой, используемое крайне редко (например, при нагреве отрезаемого металла), было эффективным, сбавьте частоту вращения круга на 30-50%.
Разрезаемый металл закрепляйте только с одной стороны. В противном случае от сильного нагревания он деформируется и может заклинить абразивный круг.
Подачу круга при резке толстого прутка следует снизить на 15-20% во время прохождения половины диаметра, после чего ее можно снова увеличить до первоначального значения.
Хранить абразивный круг с бакелитовой связкой следует в сухом месте, поскольку от влаги прочность связки со временем снижается.
Установка и закрепление абразивного отрезного круга на валу «болгарки»
1. Наденьте металлическую шайбу с наружным диаметром не меньше 1/3 диаметра круга на вал привода.
2. Наложите прокладку из картона или эластичного материала, толщина которых 0,5-1,0 мм.
3. Закрепите круг посадочным отверстием, наложите вторую прокладку, затем вторую металлическую шайбу, причем каждая прокладка должна выступать из-под шайбы на величину, равную ее толщине, и затяните этот «слоеный пирог» гайкой «болгарки».
