Pregled alata za brušenje

Abrazivi su alati koji služe za brušenje, brušenje i poliranje. Većina brusnih alata su umjetni brusni alati izrađeni od abraziva i veziva, a postoje i prirodni brusni alati izravno prerađeni iz 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 grubo se dijeli u tri kategorije: čvrsta, srednja i labava. Svaka kategorija može se dalje podijeliti na brojeve itd., a razlikuju se prema brojevima organizacije. Što je veći strukturni broj abrazivnog alata, to je manji volumni postotak abraziva u abrazivnom alatu, a razmak između abrazivnih zrna je veći, što znači da je struktura labavija. Naprotiv, što je manji broj organizacije, to je organizacija čvršća. Alati za brušenje s labavijom strukturom nije lako pasivizirati tijekom uporabe, stvaraju manje topline tijekom procesa brušenja i mogu smanjiti toplinsku deformaciju i opekline obratka. Abrazivna zrna abrazivnog alata s čvrstom strukturom ne mogu lako otpasti, što je korisno za održavanje geometrijskog oblika abrazivnog alata. Struktura abrazivnog alata kontrolira se samo prema formuli abrazivnog alata tijekom proizvodnje i općenito se ne mjeri. Superabrazivno vezani abrazivi uglavnom su abrazivi izrađeni od dijamanta, kubičnog bor nitrida itd. vezani vezivima. Zbog visoke cijene i dobre otpornosti na habanje dijamanta i kubičnog bor nitrida, brusni alati izrađeni s njima razlikuju se od običnih brusnih alata s abrazivnom vezom. Osim supertvrdog abrazivnog sloja postoji i prijelazni sloj i matrica. Superabrazivni sloj je dio koji igra ulogu rezanja i sastoji se od superabraziva i vezivnih sredstava. Supstrat ima pomoćnu ulogu u mljevenju i sastoji se od metala, bakelita ili keramike. Prijelazni sloj služi za spajanje matrice i superabrazivnog sloja. Sastoji se od vezivnog sredstva i ponekad se može izostaviti. Uobičajeno korištena veziva uključuju smolu, metal, galvanizirani metal i keramiku. Proizvodni procesi brusnih alata s vezanim brusnim alatima uključuju: distribuciju, miješanje, oblikovanje, toplinsku obradu, obradu i kontrolu itd. Ovisno o vezivu, razlikuje se i proizvodni proces. Keramički vezani abrazivni alati uglavnom koriste metodu prešanja. Nakon vaganja abraziva i veziva prema težinskom omjeru formule, oni se stavljaju u mješalicu i ravnomjerno miješaju, zatim stavljaju u metalni kalup, a brusni alat se oblikuje na preši. Uzorak se suši i zatim stavlja u peć za pečenje. Temperatura pečenja je općenito oko 1300 stupnjeva. Kada se koristi sinter vezivo niske točke taljenja, temperatura pečenja je niža od 1000 stupnjeva. Zatim se točno obrađuje prema zadanoj veličini i obliku, a na kraju se proizvod kontrolira. Abrazivi vezani smolom općenito se formiraju na preši na sobnoj temperaturi, a neki koriste postupak vrućeg prešanja koji koristi zagrijavanje i pritisak u uvjetima zagrijavanja. Nakon oblikovanja kali se u peći za kaljenje. Kada se koristi fenolna smola kao vezivo, temperatura otvrdnjavanja je 180 ~ 200 stupnjeva. Abrazivi za vezivanje gume se uglavnom miješaju korištenjem para strojeva s valjcima, valjaju u tanke listove, a zatim se buše i oblikuju nožem za bušenje; neki također koriste rastresite materijale, koji se stavljaju u metalni kalup i oblikuju na preši. Nakon kalupljenja, vulkanizira se u spremniku za vulkanizaciju na temperaturi od 165 ~ 180 stupnjeva. Postoje dva proizvodna procesa za alate za brušenje vezane metalom: metalurgija praha i galvanizacija, koji se uglavnom koriste za alate za brušenje vezane supertvrdim abrazivima. Metoda metalurgije praha koristi broncu i druge materijale kao vezivno sredstvo. Nakon miješanja, preša se na vruće ili na sobnoj temperaturi da se oblikuje, a zatim sinterira. Metoda galvanizacije koristi nikal ili leguru nikal-kobalt kao metal za galvanizaciju, a abrazivi se vežu za podlogu u skladu s postupkom galvanizacije za izradu abrazivnih alata. Posebne vrste abraziva uključuju abrazive od sinteriranog korunda i abrazive od vlakana. Alati za brušenje od sinteriranog korunda izrađuju se miješanjem i oblikovanjem praha aluminijevog oksida i odgovarajuće količine kromovog oksida, te sinteriranjem na oko 1800 stupnjeva. Ova vrsta abrazivnog alata ima kompaktnu strukturu i veliku čvrstoću, a uglavnom se koristi za obradu dijelova kao što su satovi i instrumenti. Abrazivi od vlakana izrađeni su od filamenata vlakana (kao što su najlonski filamenti) koji sadrže abrazive ili se na njih prianjaju. Imaju dobru elastičnost i uglavnom se koriste za poliranje metalnih materijala i njihovih proizvoda.
Korištenje
Tijekom uporabe abrazivnog alata, kada se brusna zrna otupe, uslijed djelomičnog usitnjavanja samih abrazivnih zrna ili loma spoja, abrazivna zrna djelomično ili potpuno otpadaju s abrazivnog alata, a novi rezovi nastavljaju se pojaviti na abrazivnoj radnoj površini abrazivnog alata. Rezni rub, odnosno stalno izlaganje novih oštrih abrazivnih zrna, omogućuje abrazivnom alatu da zadrži učinak rezanja unutar određenog vremenskog razdoblja. Ovo svojstvo samooštrenja abrazivnih alata izvanredna je značajka u usporedbi s običnim alatima za rezanje.
Već u neolitskom dobu ljudi su počeli koristiti prirodne žrvnjeve za obradu alata kao što su kameni noževi, kamene sjekire, alati od kosti, oruđa od roga i zuba; u 19. stoljeću u SAD-u se pojavila keramika pečena kombinacijom prirodnih abraziva s glinom. Brusni kotač; oko 1900. godine dolazi do pojave umjetnih brusnih sredstava, te se jedan za drugim proizvode različiti brusni alati od umjetnih brusnih sredstava, čime se stvaraju uvjeti za brzi razvoj brusa i brusnih strojeva. Od tada se udio prirodnih abraziva u abrazivima postupno smanjuje.
Abrazivi se mogu podijeliti u dvije vrste prema izvorima sirovina: prirodni abrazivi i umjetni abrazivi. Jedini prirodni abrazivni alati koji se obično koriste u industriji strojeva su uljni kamenci. Umjetni abrazivi klasificirani su prema svojim osnovnim oblicima i strukturnim karakteristikama, uključujući brusne ploče, brusne glave, brusno kamenje i pješčane pločice, koje se zajedno nazivaju pet kategorija: vezani abrazivi i obloženi abrazivi. Osim toga, abrazivi se također uobičajeno klasificiraju kao abrazivni alati.
Klasifikacija
Prema različitim abrazivima koji se koriste, vezani abrazivi se mogu podijeliti na obične abrazivne abrazive i superabrazivne abrazive. Prvi koristi obične abrazive kao što su korund i silicijev karbid, a drugi je napravljen od superabraziva kao što su dijamant i kubični borov nitrid. Osim toga, postoje neke posebne vrste, kao što su alati za brušenje od sinteriranog korunda.
Obični abrazivni abrazivi su abrazivi koji učvršćuju obične abrazive u određeni oblik i imaju određenu čvrstoću pomoću vezivnog sredstva. Općenito se sastoje od abraziva, veziva i pora, ova tri dijela često se nazivaju tri elementa vezanih abraziva.
Abrazivi imaju ulogu rezanja u alatima za brušenje. Vezivo je materijal koji učvršćuje labave abrazive u abrazivne alate. Postoje dvije vrste: anorganske i organske. Anorganska veziva uključuju keramiku, amarant i natrijev silikat itd.; organska veziva uključuju smolu, gumu i šelak, itd. Najčešće korištena su veziva za keramiku, smolu i gumu.
Pore ​​igraju ulogu u zadržavanju i ispuštanju istrošenih strugotina tijekom brušenja i mogu primiti rashladnu tekućinu, pomažući raspršivanju topline brušenja. Kako bi se zadovoljili određeni posebni zahtjevi obrade, pore se također mogu impregnirati određenim punilima, kao što su sumpor i parafin, kako bi se poboljšala izvedba alata za mljevenje. Ovo punilo se također naziva četvrtim elementom alata za mljevenje.
Stavke koje predstavljaju karakteristike običnih abrazivnih abraziva uključuju: oblik, veličinu, veličinu čestica, tvrdoću, strukturu i vezivno sredstvo. Tvrdoća abrazivnog alata odnosi se na lakoću kojom čestice abraziva otpadaju s površine abrazivnog alata pod djelovanjem vanjske sile. Odražava snagu veze koja drži abrazivne čestice.
Veličina zrna abraziva
Veličina čestice odnosi se na veličinu čestica abraziva, a njezina veličina se izražava brojem veličine čestice.
Nacionalni standard propisuje dvije veličine čestica: abraziv i mikro prah.
Veličina čestica odnosi se na veličinu abrazivnih čestica. Veličina čestica podijeljena je u dvije kategorije: abrazivna zrna i mikro prah. Abrazivi s velikim česticama većim od 40 μm nazivaju se abrazivna zrna. Klasificirano metodom prosijavanja, broj veličine čestica izražava se brojem rupa po inču na situ kroz koje prolaze abrazivne čestice. Na primjer, abrazivno zrno 60# znači da je njegova veličina dovoljna da prođe kroz sito sa 60 rupa po inču. Abrazivi s veličinom čestica manjim od 40 μm nazivaju se mikroprah. Koristite mikroskopsku metodu mjerenja za klasificiranje, koristite W i broj iza njega za predstavljanje veličine čestice, a vrijednost nakon W predstavlja stvarnu veličinu mikropraha. Na primjer, W20 označava da je stvarna veličina mikropraha 20 μm. Veličine abrazivnih čestica različitih veličina čestica prikazane su u tablici 1.
Tablica 1 Broj veličine čestica abraziva i veličina čestica
Funkcija veznog sredstva je vezanje abraziva u brusnu ploču s određenom čvrstoćom i oblikom. Čvrstoća, otpornost na udarce, otpornost na toplinu i otpornost na koroziju brusne ploče uglavnom ovise o učinku veze.
Uobičajeno korišteni vezni agensi uključuju keramičko vezno sredstvo (V), smolasto vezno sredstvo (B), gumeno vezno sredstvo (R) i metalno vezno sredstvo (M).
Keramička veza: najčešće korištena, pogodna za vanjski krug, unutarnji krug, ravninu, brušenje bez središta i oblik brušenje brusne ploče, itd.;
Veza za smolu: pogodna za rezanje i žljebljenje reznih brusnih ploča i brzih brusnih ploča;
Gumena veza: pogodna za vodeće kotače bez središta i kotače za poliranje;
Metalna veza: pogodna za dijamantne brusne ploče, itd.
Tvrdoća alata za brušenje
Tvrdoća abrazivnog alata uglavnom ovisi o količini dodanog veziva i gustoći abrazivnog alata. Ako abrazivna zrna lako otpadaju, to znači da je tvrdoća abrazivnog alata niska; inače, to znači da je tvrdoća visoka. Razine tvrdoće općenito se dijele na sedam razina: ekstra mekana, mekana, srednje mekana, srednja, srednje tvrda, tvrda i ekstra tvrda. Ove razine mogu se dalje podijeliti na nekoliko manjih razina. Najčešće korištene metode za mjerenje tvrdoće abrazivnih alata uključuju metodu ručnog konusa, metodu mehaničkog konusa, Rockwellovu metodu mjerenja tvrdoće i metodu mjerenja 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 za izražavanje tvrdoće abrazivnog alata. U obradi brušenjem, ako materijal izratka koji se brusi ima visoku tvrdoću, općenito se koriste abrazivni alati niske tvrdoće; inače se koriste abrazivni alati visoke tvrdoće.