Lihvimistööriistade ülevaade

Abrasiivid on tööriistad, mida kasutatakse lihvimiseks, lihvimiseks ja poleerimiseks. Enamik abrasiivsetest tööriistadest on abrasiividest ja sideainetest valmistatud tehisabrasiivtööriistad, samuti on olemas looduslikud abrasiivsed tööriistad, mis on otse töödeldud looduslikest mineraalsetest kivimitest. Lisaks sellele, et abrasiivseid tööriistu kasutatakse laialdaselt masinate tootmises ja muudes metallitöötlemisharudes, kasutatakse neid ka teravilja töötlemisel, paberitööstuses ning mittemetalliliste materjalide, nagu keraamika, klaas, kivi, plast, kumm ja puit, töötlemisel.
Ülevaade
Lihvimistööriistade struktuur jaguneb laias laastus kolme kategooriasse: tihe, keskmine ja lahtine. Iga kategooria saab edasi jagada numbriteks jne ning neid eristatakse organisatsiooninumbrite järgi. Mida suurem on abrasiivtööriista struktuurinumber, seda väiksem on abrasiivi mahuprotsent abrasiivitööriistas ja seda suurem on abrasiiviterade vahe, mis tähendab, et struktuur on lõdvem. Vastupidi, mida väiksem on organisatsiooni number, seda tihedam on organisatsioon. Lõdvema struktuuriga lihvimistööriistu ei ole lihtne kasutamise ajal passiveerida, need tekitavad lihvimisprotsessis vähem soojust ning võivad vähendada töödeldava detaili termilist deformatsiooni ja põletusi. Tiheda struktuuriga abrasiivtööriista abrasiiviterad ei pudene kergesti maha, mis on kasulik abrasiivtööriista geomeetrilise kuju säilitamiseks. Abrasiivtööriista struktuuri kontrollitakse tootmise ajal ainult vastavalt abrasiivse tööriista valemile ja üldiselt seda ei mõõdeta. Superabrasiivse sidemega abrasiivid on peamiselt teemandist, kuubikuboornitriidist jms sideainetega ühendatud abrasiivid. Teemant- ja kuupboornitriidi kõrge hinna ja hea kulumiskindluse tõttu on nendega valmistatud liimitud abrasiivtööriistad erinevad tavalistest abrasiivse sidemega abrasiivtööriistadest. Lisaks ülikõvale abrasiivsele kihile on olemas ka üleminekukiht ja maatriks. Superabrasiivne kiht on osa, mis mängib lõikavat rolli ja koosneb superabrasiivsetest ja sideainetest. Aluspind mängib lihvimisel toetavat rolli ja koosneb metallist, bakeliidist või keraamikast. Üleminekukihti kasutatakse maatriksi ja superabrasiivse kihi ühendamiseks. See koosneb sideainest ja selle võib mõnikord ära jätta. Tavaliselt kasutatavad sideained hõlmavad vaiku, metalli, galvaniseeritud metalli ja keraamikat. Liimitud abrasiivsete tööriistade tootmisprotsessid hõlmavad järgmist: jaotamine, segamine, vormimine, kuumtöötlus, töötlemine ja kontroll jne. Olenevalt sideainest on ka tootmisprotsess erinev. Keraamilise sidemega abrasiivtööriistad kasutavad peamiselt pressimismeetodit. Pärast abrasiivi ja sideaine kaalumist vastavalt valemi kaalusuhtele asetatakse need segistisse ja segatakse ühtlaseks, seejärel pannakse metallvormi ning abrasiivtööriista toorik vormitakse pressil. Toorik kuivatatakse ja seejärel pannakse põletamiseks ahju. Põletustemperatuur on tavaliselt umbes 1300 kraadi. Madala sulamistemperatuuriga paagutatud sideaine kasutamisel on põletustemperatuur madalam kui 1000 kraadi. Seejärel töödeldakse seda täpselt vastavalt määratud suurusele ja kujule ning lõpuks vaadatakse toode üle. Vaiguga seotud abrasiivid moodustatakse tavaliselt toatemperatuuril pressil ja mõned neist kasutavad kuumpressimisprotsessi, mis kasutab kuumutamist ja survet kuumutamistingimustes. Pärast vormimist kõveneb see karastusahjus. Fenoolvaiku kasutamisel sideainena on kõvenemistemperatuur 180-200 kraadi. Kummist sidemega abrasiivid segatakse peamiselt paari rullmasinaga, rullitakse õhukesteks lehtedeks ning seejärel stantsitakse ja vormitakse perforaatoriga; mõned kasutavad ka lahtisi materjale, mis pannakse metallvormi ja vormitakse pressil. Pärast vormimist vulkaniseeritakse see vulkaniseerimispaagis temperatuuril 165–180 kraadi. Metalliga seotud lihvimistööriistade tootmisprotsessi on kaks: pulbermetallurgia ja galvaniseerimine, mida kasutatakse peamiselt ülikõvade abrasiivsete lihvimistööriistade jaoks. Pulbermetallurgia meetodil kasutatakse sideainena pronksi ja muid materjale. Pärast segamist pressitakse see kuumpressimisel või toatemperatuuril moodustumiseks ja seejärel paagutatakse. Galvaniseerimismeetodis kasutatakse galvaniseeriva metallina niklit või nikli-koobalti sulamit ning abrasiivid seotakse abrasiivsete tööriistade valmistamiseks aluspinnaga vastavalt galvaniseerimisprotsessile. Eritüüpi abrasiivid hõlmavad paagutatud korundi abrasiive ja kiudabrasiive. Paagutatud korundi lihvimistööriistad valmistatakse alumiiniumoksiidi pulbri ja sobiva koguse kroomoksiidi segamisel ja vormimisel ning paagutamisel umbes 1800 kraadi juures. Seda tüüpi abrasiivsel tööriistal on kompaktne struktuur ja suur tugevus ning seda kasutatakse peamiselt selliste osade nagu kellad ja instrumendid töötlemiseks. Fiiberabrasiivid on valmistatud kiudfilamentidest (nt nailonfilament), mis sisaldavad abrasiive või kleepuvad nende külge. Neil on hea elastsus ja neid kasutatakse peamiselt metallmaterjalide ja nende toodete poleerimiseks.
Kasutamine
Abrasiivtööriista kasutamise ajal, kui abrasiiviterad on nüristunud, pudeneb abrasiiviterade endi osalise killustumise või sideme purunemise tõttu abrasiiviterad osaliselt või täielikult abrasiivtööriista küljest lahti ja uued lõiked jätkavad ilmuvad abrasiivse tööriista abrasiivsele tööpinnale. Lõikeserv või pidevalt uute teravate abrasiiviterade paljastamine võimaldab abrasiivtööriistal säilitada lõikejõudlust teatud aja jooksul. See abrasiivsete tööriistade iseterituv omadus on tavaliste lõiketööriistadega võrreldes silmapaistev omadus.
Juba neoliitikumi ajastul on inimesed hakanud looduslikke lihvkive kasutama selliste tööriistade nagu kivinoad, kivikirved, luutööriistad, sarvtööriistad ja hambatööriistad; 19. sajandil ilmus USA-s keraamika, mida põletati looduslike abrasiivide kombineerimisel saviga. Lihvketas; 1900. aasta paiku tulid välja kunstlikud abrasiivid ning üksteise järel toodeti erinevaid kunstlikest abrasiividest valmistatud abrasiivseid tööriistu, mis lõid eeldused lihvimis- ja lihvimismasinate kiireks arenguks. Sellest ajast alates on looduslike abrasiivide osakaal abrasiivides järk-järgult vähenenud.
Abrasiive võib nende tooraineallikate järgi jagada kahte tüüpi: looduslikud abrasiivid ja tehisabrasiivid. Ainsad looduslikud abrasiivsed tööriistad, mida masinatööstuses tavaliselt kasutatakse, on õlikivid. Kunstlikud abrasiivid klassifitseeritakse nende põhikuju ja konstruktsiooniomaduste järgi, sealhulgas lihvkettad, lihvpead, viilkivid ja liivaplaadid, mida ühiselt nimetatakse viieks kategooriaks: liimitud abrasiivid ja kaetud abrasiivid. Lisaks klassifitseeritakse abrasiivid tavaliselt abrasiivseteks tööriistadeks.
Klassifikatsioon
Erinevate kasutatavate abrasiivide järgi võib liimitud abrasiivid jagada tavalisteks abrasiivseteks abrasiivideks ja superabrasiivseteks abrasiivideks. Esimeses kasutatakse tavalisi abrasiive, nagu korund ja ränikarbiid, ning teine ​​on valmistatud superabrasiividest, nagu teemant ja kuubikboornitriid. Lisaks on mõned spetsiaalsed sordid, näiteks paagutatud korundi lihvimisriistad.
Tavalised abrasiivsed abrasiivid on abrasiivid, mis ühendavad tavalised abrasiivid teatud kuju ja millel on sideaine abil teatud tugevus. Tavaliselt koosnevad abrasiividest, sideainetest ja pooridest ning neid kolme osa nimetatakse sageli ühendatud abrasiivide kolmeks elemendiks.
Abrasiivid mängivad lihvimistööriistades lõikavat rolli. Sideaine on materjal, mis koondab lahtised abrasiivid abrasiivseteks tööriistadeks. Neid on kahte tüüpi: anorgaanilised ja orgaanilised. Anorgaaniliste sideainete hulka kuuluvad keraamika, amarant ja naatriumsilikaat jne; orgaaniliste sideainete hulka kuuluvad vaik, kumm ja šellak jne. Kõige sagedamini kasutatakse keraamikat, vaigust ja kummist sidet.
Poorid mängivad rolli kulumislaastude hoidmisel ja eemaldamisel jahvatamise ajal ning mahutavad jahutusvedelikku, aidates kaasa lihvimissoojuse hajumisele. Teatud töötlemise erinõuete täitmiseks võib poore immutada ka teatud täiteainetega, nagu väävel ja parafiin, et parandada lihvimistööriista jõudlust. Seda täiteainet nimetatakse ka lihvimistööriista neljandaks elemendiks.
Üksused, mis esindavad tavaliste abrasiivsete sidemetega abrasiivide omadusi, on järgmised: kuju, suurus, osakeste suurus, kõvadus, struktuur ja sideaine. Abrasiivse tööriista kõvadus viitab kergusele, millega abrasiivsed osakesed kukuvad välisjõu mõjul abrasiivse tööriista pinnalt maha. See peegeldab sideme tugevust abrasiivsete osakeste hoidmiseks.
Abrasiivse tera suurus
Osakeste suurus viitab abrasiivsete osakeste suurusele ja selle suurust väljendatakse osakeste suuruse numbriga.
Riiklik standard näeb ette kaks osakeste suurust: abrasiivne ja mikropulber.
Osakeste suurus viitab abrasiivsete osakeste suurusele. Osakeste suurus jaguneb kahte kategooriasse: abrasiivsed terad ja mikropulber. Abrasiive, mille osakeste suurus on suurem kui 40 μm, nimetatakse abrasiivseteks teradeks. Sõelumismeetodi järgi klassifitseeritud osakeste suurust väljendatakse aukude arvuga ühe tolli kohta ekraanil, millest abrasiivsed osakesed läbivad. Näiteks 60# abrasiivtera tähendab, et selle suurus on täpselt piisav, et läbida 60 auku tolli kohta ekraani. Abrasiive, mille osakeste suurus on alla 40 μm, nimetatakse mikropulbriks. Kasutage klassifitseerimiseks mikroskoopilist mõõtmismeetodit, osakeste suuruse numbri tähistamiseks kasutage W ja selle järel olevat numbrit ning W-le järgnev väärtus tähistab mikropulbri tegelikku suurust. Näiteks W20 näitab, et mikropulbri tegelik suurus on 20 μm. Erineva suurusega abrasiivsete osakeste suurus on näidatud tabelis 1.
Tabel 1 Abrasiiviosakeste suurus ja suurus
Sideaine ülesanne on siduda abrasiiv teatud tugevuse ja kujuga lihvkettaks. Lihvketta tugevus, löögikindlus, kuumakindlus ja korrosioonikindlus sõltuvad peamiselt sideme toimivusest.
Tavaliselt kasutatavad sideained hõlmavad keraamilist sideainet (V), vaigust sideainet (B), kummist sideainet (R) ja metalli sideainet (M).
Keraamiline side: kõige laialdasemalt kasutatav, sobib välisringi, siseringi, tasapinna, tsentriteta lihvimise ja vormilihvimise lihvketaste jms jaoks;
Vaigu side: sobib vahvli lihvketaste ja kiirete lihvketaste lõikamiseks ja soonimiseks;
Kummist side: sobib tsentriteta lihvimisjuhtketaste ja poleerimisketaste jaoks;
Metallist side: sobib teemantlihvketaste jms jaoks.
Lihvimistööriista kõvadus
Abrasiivtööriista kõvadus sõltub peamiselt lisatud sideaine kogusest ja abrasiivtööriista tihedusest. Kui abrasiiviterad kukuvad kergesti maha, tähendab see, et abrasiivtööriista kõvadus on madal; vastasel juhul tähendab see kõrget kõvadust. Kõvadusastmed jagunevad üldiselt seitsmeks: eriti pehme, pehme, keskmiselt pehme, keskmine, keskmine kõvadus, kõva ja eriti kõva. Need tasemed võib omakorda jagada mitmeks väiksemaks tasemeks. Kõige sagedamini kasutatavad meetodid abrasiivsete tööriistade kõvaduse mõõtmiseks hõlmavad käsikoonuse meetodit, mehaanilist koonuse meetodit, Rockwelli kõvaduse testimise meetodit ja liivapritsi kõvaduse mõõtmise meetodit.
Abrasiivtööriista kõvadus on vastavas seoses selle dünaamilise elastsusmooduliga, mis soodustab helimeetodi kasutamist abrasiivse tööriista dünaamilise elastsusmooduli mõõtmiseks, et väljendada abrasiivtööriista kõvadust. Lihvimistöötlemisel, kui lihvitava tooriku materjal on kõrge kõvadusega, kasutatakse üldiselt madala kõvadusega abrasiivseid tööriistu; muul juhul kasutatakse suure kõvadusega abrasiivseid tööriistu.