Преглед на шлифовъчни инструменти

Абразивите са инструменти, използвани за шлайфане, шлайфане и полиране. Повечето от абразивните инструменти са изкуствени абразивни инструменти, направени от абразиви и свързващи вещества, а има и естествени абразивни инструменти, директно обработени от естествени минерални скали. Освен че се използват широко в производството на машини и други металообработващи индустрии, абразивните инструменти се използват и в обработката на зърно, производството на хартия и обработката на неметални материали като керамика, стъкло, камък, пластмаса, каучук и дърво.
Преглед
Структурата на шлифовъчния инструмент е грубо разделена на три категории: стегната, средна и хлабава. Всяка категория може да бъде допълнително подразделена на номера и т.н. и се отличава с номера на организацията. Колкото по-голям е структурният номер на абразивния инструмент, толкова по-малък е обемният процент на абразива в абразивния инструмент и толкова по-широка е междината между абразивните зърна, което означава по-свободна структура. Напротив, колкото по-малък е номерът на организацията, толкова по-строга е организацията. Шлифовъчните инструменти с по-хлабава структура не се пасивират лесно по време на употреба, генерират по-малко топлина по време на процеса на шлайфане и могат да намалят термичната деформация и изгарянията на детайла. Абразивните зърна на абразивния инструмент със стегната структура не падат лесно, което е от полза за поддържане на геометричната форма на абразивния инструмент. Структурата на абразивния инструмент се контролира само според формулата на абразивния инструмент по време на производството и обикновено не се измерва. Суперабразивните абразиви са предимно абразиви, направени от диамант, кубичен борен нитрид и др., свързани със свързващи вещества. Поради високата цена и добрата износоустойчивост на диаманта и кубичния борен нитрид, свързаните абразивни инструменти, направени с тях, се различават от обикновените абразивно свързани абразивни инструменти. В допълнение към свръхтвърдия абразивен слой има и преходен слой и матрица. Суперабразивният слой е частта, която играе режеща роля и се състои от суперабразивни и свързващи агенти. Субстратът играе спомагателна роля при смилането и се състои от метал, бакелит или керамика. Преходният слой се използва за свързване на матрицата и суперабразивния слой. Състои се от свързващ агент и понякога може да бъде пропуснат. Често използваните свързващи вещества включват смола, метал, метал с галванично покритие и керамика. Производствените процеси на свързаните абразивни инструменти включват: разпределение, смесване, формоване, термична обработка, обработка и проверка и т.н. В зависимост от свързващото вещество, производственият процес също е различен. Керамичните абразивни инструменти използват главно метода на пресоване. След претегляне на абразива и свързващото вещество според тегловното съотношение на формулата, те се поставят в миксер и се смесват равномерно, след това се поставят в метална форма и заготовката на абразивния инструмент се оформя върху пресата. Заготовката се изсушава и след това се поставя в пещ за изпичане. Температурата на изпичане обикновено е около 1300 градуса. Когато се използва свързващо вещество с ниска точка на топене, температурата на изпичане е по-ниска от 1000 градуса. След това се обработва прецизно по зададения размер и форма и накрая продуктът се проверява. Свързаните със смола абразиви обикновено се формират на преса при стайна температура, а някои използват процес на горещо пресоване, който използва нагряване и налягане при условия на нагряване. След формоването се втвърдява в пещ за закаляване. Когато се използва фенолна смола като свързващо вещество, температурата на втвърдяване е 180 ~ 200 градуса. Гумените абразиви се смесват основно с помощта на чифт ролкови машини, навиват се на тънки листове и след това се щанцоват и оформят с щанцов нож; някои използват и насипни материали, които се поставят в метална форма и се оформят на преса. След формоване, той се вулканизира в резервоар за вулканизация при температура от 165 ~ 180 градуса. Има два производствени процеса за шлифовъчни инструменти с метална връзка: прахова металургия и галванопластика, които се използват главно за шлифовъчни инструменти със свръхтвърда абразивна връзка. Методът на праховата металургия използва бронз и други материали като свързващо средство. След смесване се пресова горещо или се пресова при стайна температура, за да се оформи и след това се синтерова. Методът на галванопластика използва никел или никел-кобалтова сплав като метал за галванопластика, а абразивите се свързват към субстрата в съответствие с процеса на галванопластика, за да се направят абразивни инструменти. Специални видове абразиви включват абразиви от синтерован корунд и абразиви с влакна. Инструментите за смилане от синтерован корунд се правят чрез смесване и оформяне на прах от алуминиев оксид и подходящо количество хромен оксид и синтероване при около 1800 градуса. Този вид абразивен инструмент има компактна структура и висока якост и се използва главно за обработка на части като часовници и инструменти. Влакнестите абразиви са направени от влакнести влакна (като найлонови влакна), съдържащи или прилепнали към абразиви. Имат добра еластичност и се използват предимно за полиране на метални материали и изделия от тях.
Използване
По време на използването на абразивния инструмент, когато абразивните зърна се затъпяват, поради частичното раздробяване на самите абразивни зърна или счупването на връзката, абразивните зърна падат частично или напълно от абразивния инструмент и новите изрезки продължават да се появяват върху абразивната работна повърхност на абразивния инструмент. Режещият ръб, или постоянното излагане на нови остри абразивни зърна, позволява на абразивния инструмент да поддържа ефективността на рязане в рамките на определен период от време. Това свойство на самонаточване на абразивните инструменти е изключителна характеристика в сравнение с обикновените режещи инструменти.
Още през неолита хората са започнали да използват естествени шлифовъчни камъни за обработка на инструменти като каменни ножове, каменни брадви, инструменти от кост, инструменти от рог и инструменти за зъби; през 19 век в Съединените щати се появява керамика, изпечена чрез комбиниране на естествени абразиви с глина. Шлифовъчен диск; около 1900 г. излизат изкуствени абразиви и различни абразивни инструменти, изработени от изкуствени абразиви, се произвеждат един след друг, създавайки условия за бързото развитие на шлифовъчните и шлифовъчни машини. Оттогава делът на естествените абразиви в абразивите постепенно намалява.
Абразивите могат да бъдат разделени на два вида според техните суровини: естествени абразиви и изкуствени абразиви. Единствените естествени абразивни инструменти, които обикновено се използват в машиностроенето, са нефтените камъни. Изкуствените абразиви се класифицират според техните основни форми и структурни характеристики, включително шлифовъчни колела, шлифовъчни глави, точилни камъни и пясъчни плочки, които се наричат ​​общо пет категории: свързани абразиви и абразиви с покритие. В допълнение, абразивите също обикновено се класифицират като абразивни инструменти.
Класификация
Според различните използвани абразиви, свързаните абразиви могат да бъдат разделени на обикновени абразивни свързани абразиви и суперабразивни свързани абразиви. Първият използва обикновени абразиви като корунд и силициев карбид, а вторият е направен от суперабразиви като диамант и кубичен борен нитрид. Освен това има някои специални разновидности, като например инструменти за смилане от синтерован корунд.
Обикновените абразивни абразиви са абразиви, които консолидират обикновените абразиви в определена форма и имат определена якост чрез свързващ агент. Обикновено съставени от абразиви, свързващи вещества и пори, тези три части често се наричат ​​трите елемента на свързаните абразиви.
Абразивите играят режеща роля в шлифовъчните инструменти. Свързващото вещество е материал, който консолидира свободните абразиви в абразивни инструменти. Има два вида: неорганични и органични. Неорганичните свързващи вещества включват керамика, амарант и натриев силикат и др.; органичните свързващи вещества включват смола, каучук и шеллак и др. Най-често използваните са керамични, смолни и каучукови лепила.
Порите играят роля в задържането и отделянето на износените стружки по време на шлайфане и могат да поемат охлаждаща течност, помагайки за разсейване на топлината от шлайфане. За да отговарят на определени специални изисквания за обработка, порите могат също да бъдат импрегнирани с определени пълнители, като сяра и парафин, за да се подобри работата на шлифовъчния инструмент. Този пълнител се нарича още четвъртият елемент на шлифовъчния инструмент.
Елементите, които представят характеристиките на обикновените абразивно свързани абразиви, включват: форма, размер, размер на частиците, твърдост, структура и свързващ агент. Твърдостта на абразивния инструмент се отнася до лекотата, с която абразивните частици падат от повърхността на абразивния инструмент под действието на външна сила. Той отразява силата на връзката за задържане на абразивните частици.
Размер на абразивното зърно
Размерът на частиците се отнася до размера на абразивните частици и неговият размер се изразява чрез числото на размера на частиците.
Националният стандарт определя два размера на частиците: абразив и микро прах.
Размерът на частиците се отнася до размера на абразивните частици. Размерът на частиците е разделен на две категории: абразивни зърна и микро прах. Абразивите с големи размери на частиците над 40 μm се наричат ​​абразивни зърна. Класифициран по метода на пресяване, числото на размера на частиците се изразява чрез броя на дупките на инч на ситото, през които преминават абразивните частици. Например 60# абразивно зърно означава, че размерът му е достатъчен да премине през сито с 60 отвора на инч. Абразивите с размер на частиците под 40 μm се наричат ​​микропрах. Използвайте микроскопски метод на измерване за класифициране, използвайте W и числото след него, за да представите числото на размера на частиците, а стойността след W представлява действителния размер на микропраха. Например W20 показва, че действителният размер на микропраха е 20 μm. Размерите на абразивните частици с различни размери на частиците са показани в таблица 1.
Таблица 1 Номер на размера на абразивните частици и размер на частиците
Функцията на свързващия агент е да свърже абразива в шлифовъчно колело с определена сила и форма. Силата, устойчивостта на удар, топлоустойчивостта и устойчивостта на корозия на шлифовъчното колело зависят главно от ефективността на връзката.
Често използваните свързващи агенти включват керамично свързващо средство (V), свързващо средство на смола (B), свързващо средство за каучук (R) и свързващо средство за метал (M).
Керамична връзка: най-широко използваната, подходяща за външен кръг, вътрешен кръг, равнина, безцентрово шлайфане и шлифовъчни дискове за формоване и др.;
Смола за свързване: подходяща за рязане и набраздяване на пластинови шлифовъчни дискове и високоскоростни шлифовъчни дискове;
Гумено свързване: подходящо за безцентрови направляващи шлифовъчни дискове и полиращи дискове;
Метална връзка: подходяща за диамантени шлифовъчни дискове и др.
Твърдост на шлифовъчния инструмент
Твърдостта на абразивния инструмент зависи главно от количеството добавено свързващо вещество и плътността на абразивния инструмент. Ако абразивните зърна падат лесно, това означава, че твърдостта на абразивния инструмент е ниска; в противен случай това означава, че твърдостта е висока. Нивата на твърдост обикновено се разделят на седем нива: изключително мека, мека, средно мека, средна, средно твърда, твърда и изключително твърда. Тези нива могат да бъдат допълнително разделени на няколко по-малки нива. Най-често използваните методи за измерване на твърдостта на абразивни инструменти включват метода на ръчния конус, метода на механичния конус, метода на Rockwell за измерване на твърдостта и метода на пясъкоструйния тест за твърдост.
Твърдостта на абразивния инструмент има съответна връзка с неговия динамичен модул на еластичност, което е благоприятно за използването на аудио метод за измерване на динамичния модул на еластичност на абразивния инструмент, за да се изрази твърдостта на абразивния инструмент. При шлайфане, ако материалът на детайла, който ще се шлифова, има висока твърдост, обикновено се използват абразивни инструменти с ниска твърдост; в противен случай се използват абразивни инструменти с висока твърдост.