Επισκόπηση εργαλείων λείανσης

Τα λειαντικά είναι εργαλεία που χρησιμοποιούνται για λείανση, λείανση και στίλβωση. Τα περισσότερα από τα λειαντικά εργαλεία είναι τεχνητά λειαντικά εργαλεία κατασκευασμένα από λειαντικά και συνδετικά, ενώ υπάρχουν επίσης φυσικά λειαντικά εργαλεία κατεργασμένα απευθείας από φυσικά ορυκτά πετρώματα. Εκτός από την ευρεία χρήση τους στην κατασκευή μηχανημάτων και σε άλλες βιομηχανίες επεξεργασίας μετάλλων, τα λειαντικά εργαλεία χρησιμοποιούνται επίσης στην επεξεργασία σιτηρών, στη χαρτοποιία και στην επεξεργασία μη μεταλλικών υλικών όπως κεραμικά, γυαλί, πέτρα, πλαστικά, καουτσούκ και ξύλο.
ΣΦΑΙΡΙΚΗ ΕΙΚΟΝΑ
Η δομή του εργαλείου λείανσης χωρίζεται χονδρικά σε τρεις κατηγορίες: σφιχτή, μεσαία και χαλαρή. Κάθε κατηγορία μπορεί να υποδιαιρεθεί περαιτέρω σε αριθμούς κ.λπ., και διακρίνονται με αριθμούς οργανισμού. Όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός δομής του λειαντικού εργαλείου, τόσο μικρότερο είναι το ποσοστό όγκου του λειαντικού στο λειαντικό εργαλείο και τόσο μεγαλύτερο είναι το διάκενο μεταξύ των λειαντικών κόκκων, που σημαίνει ότι τόσο πιο χαλαρή είναι η δομή. Αντίθετα, όσο μικρότερος είναι ο αριθμός οργάνωσης, τόσο πιο σφιχτή είναι η οργάνωση. Τα εργαλεία λείανσης με πιο χαλαρή δομή δεν παθητικοποιούνται εύκολα κατά τη χρήση, παράγουν λιγότερη θερμότητα κατά τη διαδικασία λείανσης και μπορούν να μειώσουν τη θερμική παραμόρφωση και τα εγκαύματα του τεμαχίου εργασίας. Οι λειαντικοί κόκκοι του λειαντικού εργαλείου με σφιχτή δομή δεν πέφτουν εύκολα, κάτι που είναι ευεργετικό για τη διατήρηση του γεωμετρικού σχήματος του λειαντικού εργαλείου. Η δομή του λειαντικού εργαλείου ελέγχεται μόνο σύμφωνα με τον τύπο του λειαντικού εργαλείου κατά την κατασκευή και γενικά δεν μετριέται. Τα λειαντικά με κόλληση με υπερτριβή είναι κυρίως λειαντικά κατασκευασμένα από διαμάντι, κυβικό νιτρίδιο του βορίου κ.λπ. συγκολλημένα με συνδετικά. Λόγω της υψηλής τιμής και της καλής αντοχής στη φθορά του διαμαντιού και του κυβικού νιτριδίου του βορίου, τα συγκολλημένα λειαντικά εργαλεία που κατασκευάζονται με αυτά διαφέρουν από τα συνηθισμένα λειαντικά εργαλεία με συγκολλημένα λειαντικά. Εκτός από το υπερσκληρό λειαντικό στρώμα, υπάρχει επίσης ένα στρώμα μετάβασης και μια μήτρα. Το υπερλειαντικό στρώμα είναι το μέρος που παίζει ρόλο κοπής και αποτελείται από υπεραποξειδωτικούς και συγκολλητικούς παράγοντες. Το υπόστρωμα παίζει υποστηρικτικό ρόλο στην λείανση και αποτελείται από μέταλλο, βακελίτη ή κεραμικά. Το στρώμα μετάβασης χρησιμοποιείται για τη σύνδεση της μήτρας και του υπεραφριστικού στρώματος. Αποτελείται από έναν συνδετικό παράγοντα και μερικές φορές μπορεί να παραλειφθεί. Τα συνήθως χρησιμοποιούμενα συνδετικά περιλαμβάνουν ρητίνη, μέταλλο, επιμεταλλωμένο μέταλλο και κεραμικά. Οι διαδικασίες κατασκευής των συγκολλημένων λειαντικών εργαλείων περιλαμβάνουν: διανομή, ανάμειξη, χύτευση, θερμική επεξεργασία, επεξεργασία και επιθεώρηση κ.λπ. Ανάλογα με το συνδετικό υλικό, η διαδικασία κατασκευής είναι επίσης διαφορετική. Κεραμικά συγκολλημένα λειαντικά εργαλεία χρησιμοποιούν κυρίως τη μέθοδο συμπίεσης. Αφού ζυγιστούν το λειαντικό και το συνδετικό σύμφωνα με την αναλογία βάρους της φόρμουλας, τοποθετούνται σε ένα μίξερ και αναμειγνύονται ομοιόμορφα, στη συνέχεια τοποθετούνται σε μεταλλικό καλούπι και το λειαντικό εργαλείο σχηματίζεται στην πρέσα. Το τεμάχιο στεγνώνει και στη συνέχεια τοποθετείται στον κλίβανο για ψήσιμο. Η θερμοκρασία ψησίματος είναι γενικά γύρω στους 1300 βαθμούς. Όταν χρησιμοποιείτε συνδετικό πυροσυσσωμάτωσης χαμηλού σημείου τήξης, η θερμοκρασία ψησίματος είναι χαμηλότερη από 1000 βαθμούς. Στη συνέχεια υποβάλλεται σε επεξεργασία με ακρίβεια σύμφωνα με το καθορισμένο μέγεθος και σχήμα και τέλος ελέγχεται το προϊόν. Τα λειαντικά που συνδέονται με ρητίνη σχηματίζονται γενικά σε μια πρέσα σε θερμοκρασία δωματίου και μερικά χρησιμοποιούν μια διαδικασία θερμής συμπίεσης που χρησιμοποιεί θέρμανση και πίεση υπό συνθήκες θέρμανσης. Μετά το σχηματισμό, σκληραίνει σε κλίβανο σκλήρυνσης. Όταν χρησιμοποιείτε φαινολική ρητίνη ως συνδετικό, η θερμοκρασία σκλήρυνσης είναι 180~200 μοίρες. Τα λειαντικά με ελαστικό δεσμό αναμιγνύονται κυρίως χρησιμοποιώντας ένα ζεύγος μηχανών κυλίνδρων, τυλίγονται σε λεπτά φύλλα και στη συνέχεια τρυπούνται και σχηματίζονται με ένα μαχαίρι διάτρησης. Μερικοί χρησιμοποιούν επίσης χαλαρά υλικά, τα οποία τοποθετούνται σε μεταλλικό καλούπι και σχηματίζονται σε πρέσα. Μετά τη χύτευση, βουλκανίζεται σε δεξαμενή βουλκανισμού σε θερμοκρασία 165~180 μοίρες. Υπάρχουν δύο διαδικασίες κατασκευής εργαλείων λείανσης με συγκολλημένο μέταλλο: μεταλλουργία σκόνης και ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση, οι οποίες χρησιμοποιούνται κυρίως για εργαλεία λείανσης με εξαιρετικά σκληρά λειαντικά συγκολλημένα. Η μέθοδος μεταλλουργίας σκόνης χρησιμοποιεί μπρούτζο και άλλα υλικά ως συνδετικό παράγοντα. Μετά την ανάμειξη, συμπιέζεται εν θερμώ ή πιέζεται σε θερμοκρασία δωματίου για να σχηματιστεί, και στη συνέχεια πυροσυσσωματώνεται. Η μέθοδος ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης χρησιμοποιεί νικέλιο ή κράμα νικελίου-κοβαλτίου ως μέταλλο ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης και τα λειαντικά συγκολλούνται στο υπόστρωμα σύμφωνα με τη διαδικασία επιμετάλλωσης για την κατασκευή λειαντικών εργαλείων. Οι ειδικοί τύποι λειαντικών περιλαμβάνουν λειαντικά από πυροσυσσωματωμένο κορούνδιο και λειαντικά με ίνες. Τα εργαλεία λείανσης με πυροσυσσωματωμένο κορούνδιο κατασκευάζονται με ανάμειξη και διαμόρφωση σκόνης οξειδίου του αλουμινίου και κατάλληλης ποσότητας οξειδίου του χρωμίου και πυροσυσσωμάτωση στους περίπου 1800 βαθμούς. Αυτό το είδος λειαντικού εργαλείου έχει συμπαγή δομή και υψηλή αντοχή και χρησιμοποιείται κυρίως για την επεξεργασία εξαρτημάτων όπως ρολόγια και όργανα. Τα λειαντικά ινών κατασκευάζονται από νήματα ινών (όπως νάιλον νήματα) που περιέχουν ή προσκολλώνται σε λειαντικά. Έχουν καλή ελαστικότητα και χρησιμοποιούνται κυρίως για το γυάλισμα μεταλλικών υλικών και των προϊόντων τους.
Χρήση
Κατά τη χρήση του λειαντικού εργαλείου, όταν οι λειαντικοί κόκκοι αμβλύνονται, λόγω του μερικού κατακερματισμού των ίδιων των λειαντικών κόκκων ή της θραύσης του δεσμού, οι λειαντικοί κόκκοι πέφτουν μερικώς ή πλήρως από το λειαντικό εργαλείο και τα νέα μοσχεύματα συνεχίζουν να εμφανίζονται στη λειαντική επιφάνεια εργασίας του λειαντικού εργαλείου. Η αιχμή κοπής, ή η συνεχής έκθεση νέων αιχμηρών λειαντικών κόκκων, επιτρέπει στο λειαντικό εργαλείο να διατηρεί την απόδοση κοπής μέσα σε μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο. Αυτή η αυτοακονιζόμενη ιδιότητα των λειαντικών εργαλείων είναι ένα εξαιρετικό χαρακτηριστικό σε σύγκριση με τα συνηθισμένα εργαλεία κοπής.
Ήδη από τη Νεολιθική Εποχή, οι άνθρωποι άρχισαν να χρησιμοποιούν φυσικές πέτρες για την επεξεργασία εργαλείων όπως πέτρινα μαχαίρια, πέτρινα τσεκούρια, οστέινα εργαλεία, κέρατα και εργαλεία δοντιών. τον 19ο αιώνα, τα κεραμικά που ψήνονται με συνδυασμό φυσικών λειαντικών με πηλό εμφανίστηκαν στις Ηνωμένες Πολιτείες. Τροχός λείανσης; γύρω στο 1900 βγήκαν τεχνητά λειαντικά και διάφορα λειαντικά εργαλεία από τεχνητά λειαντικά παράγονταν το ένα μετά το άλλο, δημιουργώντας συνθήκες για την ταχεία ανάπτυξη των μηχανών λείανσης και λείανσης. Έκτοτε, η αναλογία των φυσικών λειαντικών στα λειαντικά μειώθηκε σταδιακά.
Τα λειαντικά μπορούν να χωριστούν σε δύο τύπους ανάλογα με τις πηγές πρώτων υλών τους: φυσικά λειαντικά και τεχνητά λειαντικά. Τα μόνα φυσικά λειαντικά εργαλεία που χρησιμοποιούνται συνήθως στη βιομηχανία μηχανών είναι οι λαδόπετρες. Τα τεχνητά λειαντικά ταξινομούνται σύμφωνα με τα βασικά σχήματα και τα δομικά τους χαρακτηριστικά, συμπεριλαμβανομένων των τροχών λείανσης, των κεφαλών λείανσης, των ασβεστόλιθων και των πλακιδίων άμμου, τα οποία συλλογικά αναφέρονται σε πέντε κατηγορίες: συγκολλημένα λειαντικά και επικαλυμμένα λειαντικά. Επιπλέον, τα λειαντικά υλικά ταξινομούνται επίσης συνήθως ως λειαντικά εργαλεία.
Ταξινόμηση
Ανάλογα με τα διαφορετικά λειαντικά που χρησιμοποιούνται, τα συγκολλημένα λειαντικά μπορούν να χωριστούν σε συνηθισμένα λειαντικά συγκολλημένα λειαντικά και σε λειαντικά συγκολλημένα με υπερτριβή. Το πρώτο χρησιμοποιεί συνηθισμένα λειαντικά όπως το κορούνδιο και το καρβίδιο του πυριτίου, και το δεύτερο είναι κατασκευασμένο από υπερλειαντικά υλικά όπως το διαμάντι και το κυβικό νιτρίδιο του βορίου. Επιπλέον, υπάρχουν ορισμένες ειδικές ποικιλίες, όπως εργαλεία λείανσης από πυροσυσσωματωμένο κορούνδιο.
Τα συνηθισμένα λειαντικά συγκολλημένα λειαντικά είναι λειαντικά που ενοποιούν τα συνηθισμένα λειαντικά σε ένα συγκεκριμένο σχήμα και έχουν μια ορισμένη αντοχή από ένα συνδετικό παράγοντα. Γενικά που αποτελούνται από λειαντικά, συνδετικά και πόρους, αυτά τα τρία μέρη ονομάζονται συχνά τα τρία στοιχεία των συγκολλημένων λειαντικών.
Τα λειαντικά παίζουν ρόλο κοπής στα εργαλεία λείανσης. Το συνδετικό υλικό είναι ένα υλικό που ενοποιεί χαλαρά λειαντικά σε λειαντικά εργαλεία. Υπάρχουν δύο τύποι: ανόργανοι και οργανικοί. Τα ανόργανα συνδετικά περιλαμβάνουν κεραμικά, αμάρανθο και πυριτικό νάτριο κ.λπ. Τα οργανικά συνδετικά περιλαμβάνουν ρητίνη, καουτσούκ και λάκα κ.λπ.
Οι πόροι παίζουν ρόλο στον περιορισμό και την αποφόρτιση των τσιπς φθοράς κατά τη διάρκεια της λείανσης και μπορούν να φιλοξενήσουν ψυκτικό, βοηθώντας στη διάχυση της θερμότητας λείανσης. Προκειμένου να ικανοποιηθούν ορισμένες ειδικές απαιτήσεις επεξεργασίας, οι πόροι μπορούν επίσης να εμποτιστούν με ορισμένα πληρωτικά, όπως θείο και παραφίνη, για τη βελτίωση της απόδοσης του εργαλείου λείανσης. Αυτό το πληρωτικό ονομάζεται επίσης το τέταρτο στοιχείο του εργαλείου λείανσης.
Τα στοιχεία που αντιπροσωπεύουν τα χαρακτηριστικά των συνηθισμένων λειαντικών συγκολλημένων λειαντικών περιλαμβάνουν: σχήμα, μέγεθος, μέγεθος σωματιδίων, σκληρότητα, δομή και συνδετικό παράγοντα. Η σκληρότητα του λειαντικού εργαλείου αναφέρεται στην ευκολία με την οποία τα λειαντικά σωματίδια πέφτουν από την επιφάνεια του λειαντικού εργαλείου υπό την επίδραση εξωτερικής δύναμης. Αντανακλά τη δύναμη του δεσμού για να συγκρατεί τα λειαντικά σωματίδια.
Λειαντικό μέγεθος κόκκου
Το μέγεθος σωματιδίων αναφέρεται στο μέγεθος των λειαντικών σωματιδίων και το μέγεθός του εκφράζεται από τον αριθμό μεγέθους σωματιδίων.
Το εθνικό πρότυπο ορίζει δύο μεγέθη σωματιδίων: λειαντικό και μικροσκόνη.
Το μέγεθος σωματιδίων αναφέρεται στο μέγεθος των λειαντικών σωματιδίων. Το μέγεθος των σωματιδίων χωρίζεται σε δύο κατηγορίες: λειαντικοί κόκκοι και μικροσκόνη. Τα λειαντικά με μεγάλα μεγέθη σωματιδίων μεγαλύτερα από 40 μm ονομάζονται λειαντικοί κόκκοι. Ταξινομημένο με τη μέθοδο διαλογής, ο αριθμός μεγέθους σωματιδίων εκφράζεται με τον αριθμό των οπών ανά ίντσα στην οθόνη από την οποία περνούν τα λειαντικά σωματίδια. Για παράδειγμα, ένας λειαντικός κόκκος 60# σημαίνει ότι το μέγεθός του είναι αρκετό για να περάσει μέσα από μια οθόνη με 60 οπές ανά ίντσα. Τα λειαντικά με μεγέθη σωματιδίων μικρότερα από 40 μm ονομάζονται μικροσκόνη. Χρησιμοποιήστε τη μέθοδο μικροσκοπικής μέτρησης για να ταξινομήσετε, χρησιμοποιήστε το W και τον αριθμό μετά από αυτόν για να αντιπροσωπεύσετε τον αριθμό μεγέθους σωματιδίων και η τιμή μετά το W αντιπροσωπεύει το πραγματικό μέγεθος της μικροσκόνης. Για παράδειγμα, το W20 δείχνει ότι το πραγματικό μέγεθος της μικροσκόνης είναι 20μm. Τα μεγέθη λειαντικών σωματιδίων διαφόρων μεγεθών σωματιδίων φαίνονται στον Πίνακα 1.
Πίνακας 1 Αριθμός μεγέθους σωματιδίων λειαντικού και μέγεθος σωματιδίων
Η λειτουργία του συνδετικού παράγοντα είναι να δεσμεύει το λειαντικό σε έναν τροχό λείανσης με συγκεκριμένη αντοχή και σχήμα. Η αντοχή, η αντοχή στην κρούση, η αντίσταση στη θερμότητα και η αντίσταση στη διάβρωση του τροχού λείανσης εξαρτώνται κυρίως από την απόδοση του δεσμού.
Οι κοινώς χρησιμοποιούμενοι συνδετικοί παράγοντες περιλαμβάνουν το κεραμικό συνδετικό μέσο (V), το συνδετικό μέσο ρητίνης (Β), το ελαστικό συνδετικό μέσο (R) και το συνδετικό μέσο μετάλλων (Μ).
Κεραμικός δεσμός: ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος, κατάλληλος για εξωτερικό κύκλο, εσωτερικό κύκλο, επίπεδο, τροχούς λείανσης χωρίς κέντρο και λείανση μορφής κ.λπ.
Ρητίνη: κατάλληλο για κοπή και αυλάκωση τροχών λείανσης γκοφρέτας και τροχών λείανσης υψηλής ταχύτητας.
Ελαστικός δεσμός: κατάλληλος για τροχούς οδήγησης χωρίς κέντρο λείανσης και τροχούς στίλβωσης.
Μεταλλικός δεσμός: κατάλληλος για τροχούς λείανσης διαμαντιών κ.λπ.
Σκληρότητα εργαλείου λείανσης
Η σκληρότητα του λειαντικού εργαλείου εξαρτάται κυρίως από την ποσότητα του συνδετικού που προστίθεται και την πυκνότητα του λειαντικού εργαλείου. Εάν οι λειαντικοί κόκκοι πέφτουν εύκολα, σημαίνει ότι η σκληρότητα του λειαντικού εργαλείου είναι χαμηλή. διαφορετικά, σημαίνει ότι η σκληρότητα είναι υψηλή. Τα επίπεδα σκληρότητας χωρίζονται γενικά σε επτά επίπεδα: εξαιρετικά μαλακό, μαλακό, μέτριο μαλακό, μεσαίο, μέτριο σκληρό, σκληρό και εξαιρετικά σκληρό. Αυτά τα επίπεδα μπορούν να υποδιαιρεθούν περαιτέρω σε πολλά μικρότερα επίπεδα. Οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες μέθοδοι για τη μέτρηση της σκληρότητας των λειαντικών εργαλείων περιλαμβάνουν τη μέθοδο του κώνου με το χέρι, τη μέθοδο μηχανικού κώνου, τη μέθοδο δοκιμής σκληρότητας Rockwell και τη μέθοδο δοκιμής σκληρότητας αμμοβολής.
Η σκληρότητα του λειαντικού εργαλείου έχει μια αντίστοιχη σχέση με το δυναμικό μέτρο ελαστικότητας του, το οποίο είναι ευνοϊκό για τη χρήση της μεθόδου ήχου για τη μέτρηση του δυναμικού συντελεστή ελαστικότητας του λειαντικού εργαλείου για την έκφραση της σκληρότητας του λειαντικού εργαλείου. Στην επεξεργασία λείανσης, εάν το υλικό του προς άλεση τεμαχίου έχει υψηλή σκληρότητα, χρησιμοποιούνται γενικά λειαντικά εργαλεία με χαμηλή σκληρότητα. Διαφορετικά, χρησιμοποιούνται λειαντικά εργαλεία με υψηλή σκληρότητα.