Pregled alata za brušenje

Abrazivi su alati koji se koriste za brušenje, brušenje i poliranje. Većina abrazivnih alata su umjetni abrazivni alati izrađeni od abraziva i veziva, a postoje i prirodni abrazivni alati direktno obrađeni od prirodnih mineralnih stijena. Osim što se široko koriste u proizvodnji strojeva i drugim metaloprerađivačkim industrijama, abrazivni alati se također koriste u preradi žitarica, industriji papira i obradi nemetalnih materijala kao što su keramika, staklo, kamen, plastika, guma i drvo.
Pregled
Struktura alata za brušenje je grubo podijeljena u tri kategorije: čvrsta, srednja i labava. Svaka kategorija se može dalje podijeliti na brojeve, itd., a razlikuju se po organizacionim brojevima. Što je veći strukturni broj abrazivnog alata, manji je volumenski postotak abraziva u abrazivnom alatu, a širi je razmak između zrna abraziva, što znači da je struktura labavija. Naprotiv, što je manji broj organizacije, to je organizacija čvršća. Alati za brušenje sa labavijom strukturom nije lako pasivizirati tokom upotrebe, stvaraju manje toplote tokom procesa brušenja i mogu smanjiti termičku deformaciju i opekotine radnog predmeta. Abrazivna zrna abrazivnog alata sa čvrstom strukturom nisu lako otpasti, što je korisno za održavanje geometrijskog oblika abrazivnog alata. Struktura abrazivnog alata se kontroliše samo prema formuli abrazivnog alata tokom proizvodnje i generalno se ne meri. Superabrazivni vezani abrazivi su uglavnom abrazivi napravljeni od dijamanta, kubnog bor nitrida, itd. vezanih vezivom. Zbog visoke cijene i dobre otpornosti na habanje dijamanta i kubnog bor nitrida, vezani abrazivni alati izrađeni s njima razlikuju se od običnih abrazivnih alata sa abrazivnim vezama. Pored supertvrdog abrazivnog sloja, tu su i prelazni sloj i matrica. Superabrazivni sloj je dio koji igra ulogu rezanja i sastoji se od superabraziva i vezivnih sredstava. Podloga ima pomoćnu ulogu u mljevenju i sastoji se od metala, bakelita ili keramike. Prijelazni sloj se koristi za povezivanje matrice i superabrazivnog sloja. Sastoji se od vezivnog sredstva i ponekad se može izostaviti. Često korištena veziva uključuju smolu, metal, galvanizirani metal i keramiku. Proizvodni procesi vezanih abrazivnih alata uključuju: distribuciju, miješanje, kalupljenje, termičku obradu, obradu i kontrolu, itd. U zavisnosti od veziva, proces proizvodnje je također različit. Keramički vezani abrazivni alati uglavnom koriste metodu presovanja. Nakon vaganja abraziva i veziva prema težinskom omjeru formule, stavljaju se u mikser i ravnomjerno miješaju, zatim stavljaju u metalni kalup, a na presi se formira brušeni alat. Prazan se suši i zatim stavlja u peć za pečenje. Temperatura pečenja je uglavnom oko 1300 stepeni. Kada se koristi sinter vezivo niske tačke topljenja, temperatura pečenja je niža od 1000 stepeni. Zatim se precizno obrađuje prema navedenoj veličini i obliku, a na kraju se proizvod pregleda. Abrazivi vezani za smolu uglavnom se formiraju na presi na sobnoj temperaturi, a neki koriste proces vrućeg presovanja koji koristi zagrijavanje i pritisak pod uvjetima grijanja. Nakon formiranja, stvrdnjava se u peći za kaljenje. Kada se koristi fenolna smola kao vezivo, temperatura stvrdnjavanja je 180~200 stepeni. Abrazivi za gumene veze uglavnom se miješaju pomoću par mašina za valjanje, valjaju se u tanke listove, a zatim se probijaju i formiraju nožem za bušenje; neki koriste i labave materijale koji se stavljaju u metalni kalup i formiraju na presi. Nakon oblikovanja, vulkanizuje se u rezervoaru za vulkanizaciju na temperaturi od 165~180 stepeni. Postoje dva proizvodna procesa za metalne alate za brušenje: metalurgija praha i galvanizacija, koji se uglavnom koriste za supertvrde abrazivne alate za brušenje. Metoda metalurgije praha koristi bronzu i druge materijale kao vezivo. Nakon miješanja, vruće se presuje ili presuje na sobnoj temperaturi da se formira, a zatim sinteruje. Metoda galvanizacije koristi nikl ili leguru nikl-kobalta kao metal za galvanizaciju, a abrazivi se vezuju za podlogu u skladu sa procesom galvanizacije kako bi se napravili abrazivni alati. Posebne vrste abraziva uključuju sinterovane korundne abrazive i vlaknaste abrazive. Alati za mlevenje od sinterovanog korunda izrađuju se mešanjem i oblikovanjem praha aluminijum oksida i odgovarajuće količine hrom oksida, te sinterovanjem na oko 1800 stepeni. Ova vrsta abrazivnog alata ima kompaktnu strukturu i visoku čvrstoću, a uglavnom se koristi za obradu dijelova kao što su satovi i instrumenti. Brusni materijali od vlakana su napravljeni od vlaknastih niti (kao što su najlonski filamenti) koji sadrže ili prianjaju na abrazive. Imaju dobru elastičnost i uglavnom se koriste za poliranje metalnih materijala i njihovih proizvoda.
Upotreba
Prilikom upotrebe abrazivnog alata, kada su zrna abraziva zatupljena, zbog djelomične fragmentacije samih abrazivnih zrnaca ili loma veze, abrazivna zrna djelimično ili potpuno otpadaju sa abrazivnog alata, a novi rezovi se nastavljaju. pojavljuju se na abrazivnoj radnoj površini abrazivnog alata. Rezna ivica, ili stalno izlaganje novih oštrih abrazivnih zrna, omogućava abrazivnom alatu da održi učinak rezanja u određenom vremenskom periodu. Ovo svojstvo samooštrenja abrazivnih alata je izvanredna karakteristika u poređenju sa običnim alatima za rezanje.
Još u neolitskom dobu, ljudi su počeli koristiti prirodne žrvnjeve za obradu alata kao što su kameni noževi, kamene sjekire, koštano oruđe, oruđe od roga i zubno oruđe; u 19. stoljeću u Sjedinjenim Državama pojavila se keramika pečena kombiniranjem prirodnih abraziva s glinom. Brusni točak; oko 1900. godine izlaze vještački abrazivi, a proizvodi se jedan za drugim razni abrazivni alati od umjetnih abraziva, stvarajući uslove za brzi razvoj mašina za brušenje i brušenje. Od tada se udio prirodnih abraziva u abrazivima postepeno smanjivao.
Abrazivi se mogu podijeliti u dvije vrste prema izvoru sirovine: prirodni abrazivi i umjetni abrazivi. Jedini prirodni abrazivni alati koji se obično koriste u mašinskoj industriji su uljno kamenje. Umjetni abrazivi se klasificiraju prema svojim osnovnim oblicima i strukturnim karakteristikama, uključujući brusne ploče, brusne glave, brusne ploče i pješčane pločice, koje se zajednički nazivaju pet kategorija: vezani abrazivi i obloženi abrazivi. Osim toga, abrazivi se također uobičajeno klasificiraju kao abrazivni alati.
Klasifikacija
Prema različitim korištenim abrazivima, vezani abrazivi se mogu podijeliti na obične abrazivne spojene abrazive i superabrazivne vezane abrazive. Prvi koristi obične abrazive kao što su korund i silicijum karbid, a drugi je napravljen od superabraziva kao što su dijamant i kubni bor nitrid. Osim toga, postoje neke posebne varijante, kao što su alati za mljevenje sinteriranog korunda.
Obični abrazivni abrazivi su abrazivi koji konsoliduju obične abrazive u određeni oblik i imaju određenu čvrstoću pomoću vezivnog sredstva. Uglavnom se sastoje od abraziva, veziva i pora, ova tri dijela se često nazivaju tri elementa vezanih abraziva.
Brusna sredstva igraju ulogu rezanja u alatima za brušenje. Vezivo je materijal koji konsoliduje labave abrazive u abrazivne alate. Postoje dvije vrste: neorganski i organski. Neorganska veziva uključuju keramiku, amarant i natrijum silikat, itd.; organska veziva uključuju smolu, gumu i šelak, itd. Najčešće se koriste keramika, smola i vezivanje gume.
Pore ​​igraju ulogu u zadržavanju i pražnjenju istrošenih strugotina tokom mljevenja i mogu primiti rashladnu tekućinu, pomažući u rasipavanju topline mljevenja. Kako bi se ispunili određeni posebni zahtjevi obrade, pore se također mogu impregnirati određenim punilima, kao što su sumpor i parafin, kako bi se poboljšale performanse alata za mljevenje. Ovo punilo se naziva i četvrti element alata za brušenje.
Stavke koje predstavljaju karakteristike običnih abrazivnih abraziva uključuju: oblik, veličinu, veličinu čestica, tvrdoću, strukturu i vezivno sredstvo. Tvrdoća abrazivnog alata se odnosi na lakoću s kojom abrazivne čestice padaju s površine abrazivnog alata pod djelovanjem vanjske sile. Odražava snagu veze da zadrži abrazivne čestice.
Veličina zrna abraziva
Veličina čestica se odnosi na veličinu abrazivnih čestica, a njena veličina se izražava brojem veličine čestica.
Nacionalni standard propisuje dvije veličine čestica: abraziv i mikro prah.
Veličina čestica se odnosi na veličinu abrazivnih čestica. Veličina čestica je podijeljena u dvije kategorije: abrazivna zrna i mikro prah. Abrazivi s velikim veličinama čestica većih od 40 μm nazivaju se abrazivnim zrncima. Klasificiran metodom prosijavanja, broj veličine čestica izražava se brojem rupa po inču na situ kroz koje abrazivne čestice prolaze. Na primjer, abrazivno zrno 60# znači da je njegova veličina taman dovoljna da prođe kroz sito sa 60 rupa po inču. Abrazivi čija je veličina čestica manja od 40 μm nazivaju se mikroprah. Koristite mikroskopsku metodu mjerenja za klasifikaciju, koristite W i broj nakon njega da predstavite broj veličine čestica, a vrijednost iza W predstavlja stvarnu veličinu mikropraha. Na primjer, W20 označava da je stvarna veličina mikropraha 20 μm. Veličine abrazivnih čestica različitih veličina prikazane su u tabeli 1.
Tabela 1 Broj veličine čestica abraziva i veličina čestica
Funkcija vezivnog sredstva je da veže abraziv u brusni točak određene snage i oblika. Čvrstoća, otpornost na udarce, otpornost na toplinu i otpornost na koroziju brusne ploče uglavnom ovise o performansama veze.
Uobičajena sredstva za vezivanje uključuju keramičko vezivno sredstvo (V), sredstvo za vezivanje smole (B), vezivno sredstvo za gume (R) i sredstvo za vezivanje metala (M).
Keramička veza: najšire korištena, pogodna za vanjski krug, unutrašnji krug, ravan, brušenje bez centra i brušenje oblika, itd.;
Veza od smole: pogodna za rezanje i žljebove brusne ploče i brusne ploče velike brzine;
Gumena veza: pogodna za vodeće točkove za brušenje bez centra i točkove za poliranje;
Metalna veza: pogodna za dijamantske brusne ploče itd.
Tvrdoća brusnog alata
Tvrdoća abrazivnog alata uglavnom ovisi o količini dodanog veziva i gustoći abrazivnog alata. Ako zrna abraziva lako otpadaju, to znači da je tvrdoća abrazivnog alata niska; inače, to znači da je tvrdoća visoka. Nivoi tvrdoće se generalno dijele na sedam nivoa: ekstra meko, meko, srednje meko, srednje, srednje tvrdo, tvrdo i ekstra tvrdo. Ovi nivoi se mogu dalje podijeliti na nekoliko manjih nivoa. Najčešće korištene metode za mjerenje tvrdoće abrazivnih alata uključuju metodu ručnog konusa, mehaničku metodu konusa, Rockwellovu metodu za mjerenje tvrdoće i metodu za mjerenje tvrdoće pjeskarenjem.
Tvrdoća abrazivnog alata ima odgovarajući odnos s njegovim dinamičkim modulom elastičnosti, što je pogodno za korištenje audio metode za mjerenje dinamičkog modula elastičnosti abrazivnog alata kako bi se izrazila tvrdoća abrazivnog alata. U obradi brušenja, ako materijal obratka koji se brusi ima visoku tvrdoću, obično se koriste abrazivni alati male tvrdoće; inače se koriste abrazivni alati visoke tvrdoće.