Огляд шліфувальних інструментів

Абразивні засоби - це інструменти, які використовуються для шліфування, шліфування та полірування. Більшість абразивних інструментів - це штучні абразивні інструменти, виготовлені з абразивів і зв'язуючих, а також існують природні абразивні інструменти, безпосередньо оброблені з природних мінеральних порід. Окрім широкого використання в машинобудуванні та інших металообробних галузях, абразивні інструменти також використовуються в зерновій, паперовій промисловості та обробці неметалевих матеріалів, таких як кераміка, скло, камінь, пластик, гума та деревина.
Огляд
Структура шліфувального інструменту умовно поділяється на три категорії: щільна, середня та пухка. Кожна категорія може бути додатково поділена на номери тощо, і їх можна виділити за номерами організацій. Чим більший структурний номер абразивного інструменту, тим менший об’ємний відсоток абразиву в абразивному інструменті та тим ширший зазор між абразивними зернами, що означає пухку структуру. Навпаки, чим менша кількість організацій, тим тісніша організація. Шліфувальні інструменти з більш пухкою структурою важко пасивувати під час використання, виділяють менше тепла під час процесу шліфування та можуть зменшити термічну деформацію та опіки заготовки. Абразивні зерна абразивного інструменту з щільною структурою нелегко відпадають, що сприяє збереженню геометричної форми абразивного інструменту. Структура абразивного інструменту контролюється лише відповідно до формули абразивного інструменту під час виробництва та, як правило, не вимірюється. Суперабразивні зв’язані абразиви – це переважно абразиви, виготовлені з алмазу, кубічного нітриду бору тощо, зв’язані зв’язуючими. Завдяки високій ціні та гарній зносостійкості алмазу та кубічного нітриду бору абразивні інструменти на склеюванні, виготовлені з ними, відрізняються від звичайних абразивних абразивних інструментів. Крім надтвердого абразивного шару є також перехідний шар і матриця. Суперабразивний шар – це частина, яка виконує ріжучу роль і складається з суперабразиву та зв’язуючих речовин. Підкладка відіграє допоміжну роль у шліфуванні та складається з металу, бакеліту або кераміки. Перехідний шар використовується для з'єднання матриці і суперабразивного шару. Він складається зі зв’язуючого агента, і іноді його можна не використовувати. Зазвичай використовувані сполучні речовини включають смолу, метал, гальванічний метал і кераміку. Виробничі процеси пов’язаних абразивних інструментів включають: розподіл, змішування, формування, термічну обробку, обробку та перевірку тощо. Залежно від зв’язуючого, процес виробництва також відрізняється. Керамічні абразивні інструменти використовують переважно метод пресування. Після зважування абразиву і зв’язуючого відповідно до вагового співвідношення рецептури їх поміщають у міксер і рівномірно перемішують, потім поміщають у металеву форму, а заготовку абразивного інструменту формують на пресі. Заготовка висушується, а потім подається в піч для випалу. Температура випалу зазвичай становить близько 1300 градусів. При використанні агломераційного сполучного з низькою температурою плавлення температура випалу нижче 1000 градусів. Потім він точно обробляється відповідно до заданого розміру та форми, і, нарешті, виріб перевіряється. Абразиви на основі смоли зазвичай формуються на пресі при кімнатній температурі, а деякі використовують процес гарячого пресування, який використовує нагрівання та тиск під час нагрівання. Після формування його загартовують у гартівній печі. При використанні фенольної смоли як сполучного, температура затвердіння становить 180 ~ 200 градусів. Гумові зв’язувальні абразиви в основному змішуються за допомогою пари вальцьових машин, згортаються в тонкі листи, а потім пробиваються та формуються ножем для пробивання; деякі також використовують сипучі матеріали, які поміщають у металеву форму і формують на пресі. Після формування його вулканізують у резервуарі для вулканізації при температурі 165 ~ 180 градусів. Існує два процеси виробництва шліфувальних інструментів із скріпленням металом: порошкова металургія та гальванічне покриття, які в основному використовуються для шліфувальних інструментів із надтвердим абразивом. Метод порошкової металургії використовує бронзу та інші матеріали як сполучний агент. Після змішування його піддають гарячому пресуванню або пресуванню при кімнатній температурі для формування, а потім спікають. Метод гальванічного покриття використовує нікель або нікель-кобальтовий сплав як метал для гальванічного покриття, а абразиви зв’язуються з підкладкою відповідно до процесу гальванічного покриття для виготовлення абразивних інструментів. Спеціальні типи абразивів включають абразиви з спеченого корунду та волокнисті абразиви. Шліфувальні інструменти з спеченого корунду виготовляються шляхом змішування та формування порошку оксиду алюмінію та відповідної кількості оксиду хрому та спікання при температурі приблизно 1800 градусів. Цей вид абразивного інструменту має компактну структуру та високу міцність і в основному використовується для обробки таких деталей, як годинники та інструменти. Волокнисті абразиви виготовляються з волокнистих ниток (наприклад, нейлонових ниток), що містять абразивні речовини або прилипають до них. Вони мають гарну еластичність і використовуються в основному для полірування металевих матеріалів і виробів з них.
Використання
Під час використання абразивного інструменту, коли абразивні зерна затупляються, внаслідок часткової фрагментації самих абразивних зерен або розриву зв’язку, абразивні зерна частково або повністю відпадають від абразивного інструменту, а нові надрізи продовжують утворюватися. з’являються на абразивній робочій поверхні абразивного інструменту. Ріжуча кромка або постійне відкриття нових гострих абразивних зерен дозволяє абразивному інструменту підтримувати продуктивність різання протягом певного періоду часу. Ця властивість абразивних інструментів до самозаточування є видатною особливістю порівняно зі звичайними ріжучими інструментами.
Ще в епоху неоліту люди почали використовувати природні жорна для обробки таких знарядь, як кам’яні ножі, кам’яні сокири, інструменти з кістки, рогу та зуби; в 19 ​​столітті в Сполучених Штатах з'явилася кераміка, випалена шляхом поєднання природних абразивів з глиною. Шліфувальний круг; близько 1900 р. вийшли штучні абразиви, і один за одним вироблялися різні абразивні інструменти зі штучних абразивів, що створило умови для швидкого розвитку шліфувальних і шліфувальних машин. З тих пір частка природних абразивів в абразивах поступово зменшується.
Залежно від джерела сировини абразиви можна розділити на два типи: природні абразиви та штучні абразиви. Єдиними природними абразивними інструментами, які зазвичай використовуються в машинобудуванні, є нафтові камені. Штучні абразиви класифікуються відповідно до їх основних форм і структурних характеристик, включаючи шліфувальні круги, шліфувальні головки, бруски та піщані плитки, які разом називаються п’ятьма категоріями: зв’язані абразиви та абразиви з покриттям. Крім того, абразиви також прийнято класифікувати як абразивні інструменти.
Класифікація
Відповідно до різних абразивів, які використовуються, зв’язані абразиви можна розділити на звичайні абразивні зв’язані абразиви та суперабразивні зв’язані абразиви. У першому використовуються звичайні абразиви, такі як корунд і карбід кремнію, а в другому – суперабразиви, такі як алмаз і кубічний нітрид бору. Крім того, є деякі спеціальні різновиди, такі як шліфувальні інструменти з спеченого корунду.
Звичайні абразивні зв’язані абразиви – це абразиви, які з’єднують звичайні абразиви в певну форму та мають певну міцність. Ці три частини, як правило, складаються з абразивів, зв’язуючих речовин і пор, їх часто називають трьома елементами зв’язаних абразивів.
Абразиви відіграють ріжучу роль у шліфувальних інструментах. Сполучна речовина - це матеріал, який ущільнює сипучі абразиви в абразивні інструменти. Буває двох видів: неорганічний і органічний. До неорганічних в’яжучих належать кераміка, амарант і силікат натрію тощо; органічні сполучні включають смолу, каучук і шелак і т. д. Найбільш часто використовуються керамічні, смоляні та гумові зв'язки.
Пори відіграють важливу роль у утриманні та виведенні стружки під час шліфування, а також можуть приймати охолоджуючу рідину, допомагаючи розсіювати тепло від шліфування. Щоб задовольнити певні спеціальні вимоги до обробки, пори також можна просочити певними наповнювачами, такими як сірка та парафін, для покращення продуктивності шліфувального інструменту. Цей наповнювач ще називають четвертим елементом шліфувального інструменту.
Пункти, які представляють характеристики звичайних абразивів на абразивному зв’язку, включають: форму, розмір, розмір частинок, твердість, структуру та зв’язувальний агент. Твердість абразивного інструменту означає легкість, з якою абразивні частинки відпадають від поверхні абразивного інструменту під дією зовнішньої сили. Він відображає міцність зв’язку, яка утримує абразивні частинки.
Розмір абразивного зерна
Розмір частинок відноситься до розміру абразивних частинок, і його розмір виражається числом розміру частинок.
Національний стандарт передбачає два розміри частинок: абразив і мікропорошок.
Розмір частинок відноситься до розміру абразивних частинок. Розмір частинок поділяється на дві категорії: абразивні зерна та мікропорошок. Абразивні матеріали з великими розмірами частинок понад 40 мкм називаються абразивними зернами. Класифікований за методом просіювання, розмір частинок виражається кількістю отворів на дюйм на ситі, через які проходять абразивні частинки. Наприклад, зерно абразиву 60# означає, що його розміру достатньо, щоб пройти через сито з 60 отворами на дюйм. Абразиви з розміром частинок менше 40 мкм називають мікропорошками. Використовуйте мікроскопічний метод вимірювання для класифікації, використовуйте W і число після нього, щоб представляти число розміру частинок, а значення після W представляє фактичний розмір мікропорошку. Наприклад, W20 означає, що фактичний розмір мікропорошку становить 20 мкм. Розміри абразивних частинок різних розмірів наведені в таблиці 1.
Таблиця 1 Номер розміру та розмір частинок абразиву
Функція сполучного агента полягає в тому, щоб зв’язати абразив у шліфувальний круг із певною міцністю та формою. Міцність, ударостійкість, термостійкість і стійкість до корозії шліфувального круга в основному залежать від продуктивності з'єднання.
Зазвичай використовувані склеювальні агенти включають керамічний склеювальний агент (V), смоляний склеювальний агент (B), гумовий склеювальний агент (R) і металевий склеювальний агент (M).
Керамічна зв'язка: найбільш широко використовувана, придатна для зовнішнього кола, внутрішнього кола, площини, безцентрового шліфування та шліфувальних шліфувальних кругів тощо;
Смоляна зв'язка: придатна для різання та канавок пластинчастих шліфувальних кругів і високошвидкісних шліфувальних кругів;
Гумова зв'язка: підходить для безцентрових шліфувальних напрямних і полірувальних кругів;
Металева зв'язка: підходить для алмазних шліфувальних кругів тощо.
Твердість шліфувального інструменту
Твердість абразивного інструменту в основному залежить від кількості доданого сполучного і щільності абразивного інструменту. Якщо абразивні зерна легко відпадають, це означає низьку твердість абразивного інструменту; інакше це означає, що твердість висока. Рівні жорсткості зазвичай поділяються на сім рівнів: надзвичайно м’який, м’який, середньої м’якості, середній, середньої жорсткості, жорсткий і дуже жорсткий. Ці рівні можна далі розділити на кілька менших рівнів. Найбільш часто використовувані методи вимірювання твердості абразивних інструментів включають ручний конусний метод, механічний конусний метод, метод вимірювання твердості за Роквеллом і метод вимірювання твердості піскоструминним методом.
Твердість абразивного інструменту має відповідне співвідношення з його динамічним модулем пружності, що сприяє використанню аудіо-методу для вимірювання динамічного модуля пружності абразивного інструменту для вираження твердості абразивного інструменту. При шліфувальній обробці, якщо матеріал заготовки, що шліфується, має високу твердість, зазвичай використовують абразивні інструменти з низькою твердістю; в іншому випадку використовуються абразивні інструменти з високою твердістю.