Pregled brusilnih orodij

Brusilna sredstva so orodja, ki se uporabljajo za brušenje, brušenje in poliranje. Večina brusnih orodij so umetna brusna orodja, izdelana iz abrazivov in veziv, obstajajo pa tudi naravna brusna orodja, neposredno obdelana iz naravnih mineralnih kamnin. Poleg tega, da se abrazivna orodja pogosto uporabljajo v proizvodnji strojev in drugih kovinskopredelovalnih industrijah, se uporabljajo tudi v predelavi žita, papirni industriji in obdelavi nekovinskih materialov, kot so keramika, steklo, kamen, plastika, guma in les.
Pregled
Struktura brusilnega orodja je v grobem razdeljena na tri kategorije: tesno, srednje in ohlapno. Vsako kategorijo je mogoče nadalje razdeliti na številke itd., razlikujejo pa se po številkah organizacije. Večje kot je strukturno število abrazivnega orodja, manjši je volumski delež abraziva v abrazivnem orodju in večja je reža med abrazivnimi zrni, kar pomeni ohlapnejšo strukturo. Nasprotno, manjša kot je organizacija, bolj tesna je organizacija. Brusilnih orodij z ohlapnejšo strukturo med uporabo ni enostavno pasivizirati, med postopkom brušenja proizvajajo manj toplote in lahko zmanjšajo toplotno deformacijo in opekline obdelovanca. Abrazivna zrna abrazivnega orodja s tesno strukturo ne odpadejo enostavno, kar je koristno za ohranjanje geometrijske oblike abrazivnega orodja. Struktura abrazivnega orodja je kontrolirana samo v skladu s formulo abrazivnega orodja med proizvodnjo in se na splošno ne meri. Superabrazivno vezani abrazivi so predvsem abrazivi iz diamanta, kubičnega borovega nitrida itd., vezani z vezivi. Zaradi visoke cene in dobre odpornosti proti obrabi diamanta in kubičnega borovega nitrida se brusna orodja, narejena z njima, razlikujejo od navadnih abrazivno vezanih brusnih orodij. Poleg supertrde abrazivne plasti obstaja še prehodna plast in matrika. Superabrazivna plast je del, ki ima rezalno vlogo in je sestavljena iz superabrazivnih in vezivnih sredstev. Substrat ima podporno vlogo pri brušenju in je sestavljen iz kovine, bakelita ali keramike. Prehodni sloj se uporablja za povezavo matrice in superabrazivnega sloja. Sestavljen je iz veziva in ga je včasih mogoče izpustiti. Običajno uporabljena veziva vključujejo smolo, kovino, galvanizirano kovino in keramiko. Postopki izdelave vezanih abrazivnih orodij vključujejo: distribucijo, mešanje, oblikovanje, toplotno obdelavo, obdelavo in kontrolo itd. Glede na vezivo se razlikuje tudi postopek izdelave. Keramično vezana abrazivna orodja uporabljajo predvsem metodo stiskanja. Po stehtanju abraziva in veziva glede na masno razmerje formule, ju damo v mešalnik in enakomerno premešamo, nato damo v kovinski kalup in na stiskalnici oblikujemo surovec brusnega orodja. Izdelek se posuši in nato da v peč za žganje. Temperatura žganja je običajno okoli 1300 stopinj. Pri uporabi sintranega veziva z nizkim tališčem je temperatura žganja nižja od 1000 stopinj. Nato se natančno obdela v skladu z določeno velikostjo in obliko, na koncu pa se izdelek pregleda. Abrazivi, vezani na smolo, se običajno oblikujejo v stiskalnici pri sobni temperaturi, nekateri pa uporabljajo postopek vročega stiskanja, ki uporablja segrevanje in pritisk v pogojih segrevanja. Po oblikovanju se kali v kalilni peči. Pri uporabi fenolne smole kot veziva je temperatura strjevanja 180 ~ 200 stopinj. Abrazivi za gumijasto vez se večinoma zmešajo z uporabo para valjčnih strojev, zvijejo v tanke plošče, nato pa preluknjajo in oblikujejo z luknjačnim nožem; nekateri uporabljajo tudi sipke materiale, ki jih dajo v kovinski kalup in oblikujejo na stiskalnici. Po oblikovanju se vulkanizira v rezervoarju za vulkanizacijo pri temperaturi 165 ~ 180 stopinj. Obstajata dva proizvodna postopka za kovinsko vezana brusilna orodja: praškasta metalurgija in galvanizacija, ki se večinoma uporabljata za brusilna orodja s supertrdo abrazivno vezavo. Metoda praškaste metalurgije uporablja bron in druge materiale kot vezivo. Po mešanju se oblikuje vroče ali stisnjeno pri sobni temperaturi in nato sintra. Metoda galvanizacije uporablja nikelj ali zlitino nikelj-kobalt kot kovino za galvanizacijo, abrazivi pa so vezani na podlago v skladu s postopkom galvanizacije za izdelavo abrazivnih orodij. Posebne vrste abrazivov vključujejo abrazive iz sintranega korunda in abrazive iz vlaken. Orodja za brušenje iz sintranega korunda so izdelana z mešanjem in oblikovanjem prahu aluminijevega oksida in ustrezne količine kromovega oksida ter sintranjem pri približno 1800 stopinjah. Ta vrsta abrazivnega orodja ima kompaktno strukturo in visoko trdnost ter se uporablja predvsem za obdelavo delov, kot so ure in instrumenti. Abrazivi iz vlaken so narejeni iz filamentov iz vlaken (kot so najlonski filamenti), ki vsebujejo abrazive ali se nanje oprijemajo. Imajo dobro elastičnost in se uporabljajo predvsem za poliranje kovinskih materialov in njihovih izdelkov.
Uporaba
Med uporabo brusnega orodja, ko se brusna zrna otopijo, zaradi delnega drobljenja samih brusnih zrn ali zloma vezi, brusna zrna delno ali v celoti odpadejo z brusnega orodja, novi odrezki pa nadaljujejo pojavijo na abrazivni delovni površini abrazivnega orodja. Rezilni rob ali stalno izpostavljanje novih ostrih abrazivnih zrn omogoča abrazivnemu orodju, da ohrani rezalno zmogljivost v določenem časovnem obdobju. Ta samoostrilna lastnost abrazivnih orodij je izjemna lastnost v primerjavi z običajnimi rezalnimi orodji.
Že v mlajši kameni dobi so ljudje začeli uporabljati naravne brusne kamne za obdelavo orodij, kot so kamniti noži, kamnite sekire, orodja iz kosti, orodja iz rogov in zob; v 19. stoletju se je v ZDA pojavila keramika, žgana s kombiniranjem naravnih abrazivov z glino. Brusilno kolo; okrog leta 1900 so se pojavila umetna brusna sredstva, drugo za drugim so izdelovali različna brusna orodja iz umetnih brusnih sredstev, kar je ustvarilo pogoje za hiter razvoj brusov in brusilnih strojev. Od takrat se delež naravnih abrazivov v abrazivih postopoma zmanjšuje.
Abrazive lahko razdelimo na dve vrsti glede na vir surovin: naravne in umetne abrazive. Edina naravna abrazivna orodja, ki se običajno uporabljajo v strojni industriji, so oljni kamni. Umetni abrazivi so razvrščeni glede na njihove osnovne oblike in strukturne značilnosti, vključno z brusi, brusilnimi glavami, brusi in peščenimi ploščicami, ki jih skupaj imenujemo pet kategorij: vezani abrazivi in ​​prevlečeni abrazivi. Poleg tega so tudi abrazivi običajno razvrščeni kot abrazivna orodja.
Razvrstitev
Glede na različne uporabljene abrazive lahko vezane abrazive razdelimo na navadne abrazivne abrazive in superabrazivne abrazive. Prvi uporablja navadne abrazive, kot sta korund in silicijev karbid, drugi pa je izdelan iz superabrazivov, kot sta diamant in kubični borov nitrid. Poleg tega obstajajo nekatere posebne sorte, kot so orodja za brušenje iz sintranega korunda.
Navadni abrazivni vezani brusi so abrazivi, ki s pomočjo veziva utrdijo navadne abrazive v določeno obliko in imajo določeno trdnost. Te tri dele, ki so na splošno sestavljeni iz abrazivov, veziv in por, se pogosto imenujejo trije elementi vezanih abrazivov.
Abrazivi igrajo rezalno vlogo pri orodjih za brušenje. Vezivo je material, ki utrjuje razsuta brusna sredstva v abrazivna orodja. Obstajata dve vrsti: anorganski in organski. Anorganska veziva vključujejo keramiko, amarant in natrijev silikat itd.; organska veziva vključujejo smolo, gumo in šelak itd. Najpogosteje uporabljena so keramična, smolna in gumijasta lepila.
Pore ​​igrajo vlogo pri zadrževanju in odvajanju obrabnih ostružkov med brušenjem in lahko sprejmejo hladilno tekočino, kar pomaga pri odvajanju toplote brušenja. Da bi izpolnili nekatere posebne zahteve glede obdelave, lahko pore impregniramo tudi z določenimi polnili, kot sta žveplo in parafin, da izboljšamo učinkovitost brusilnega orodja. To polnilo imenujemo tudi četrti element brusilnega orodja.
Postavke, ki predstavljajo značilnosti običajnih abrazivno vezanih abrazivov, vključujejo: obliko, velikost, velikost delcev, trdoto, strukturo in vezivo. Trdota abrazivnega orodja se nanaša na lahkoto, s katero abrazivni delci odpadejo s površine abrazivnega orodja pod delovanjem zunanje sile. Odraža moč vezi, ki zadrži abrazivne delce.
Velikost abrazivnih zrn
Velikost delcev se nanaša na velikost abrazivnih delcev, njegova velikost pa je izražena s številom velikosti delcev.
Nacionalni standard določa dve velikosti delcev: abraziv in mikro prah.
Velikost delcev se nanaša na velikost abrazivnih delcev. Velikost delcev je razdeljena v dve kategoriji: abrazivna zrna in mikro prah. Abrazivi z velikimi delci, večjimi od 40 μm, se imenujejo abrazivna zrna. Razvrščeno po metodi presejanja je število velikosti delcev izraženo s številom lukenj na palec na situ, skozi katere gredo abrazivni delci. Na primer, abrazivno zrno 60# pomeni, da je njegova velikost ravno tolikšna, da gre skozi zaslon s 60 luknjami na palec. Abrazivi z velikostjo delcev manj kot 40 μm se imenujejo mikroprah. Uporabite mikroskopsko merilno metodo za razvrščanje, uporabite W in številko za njim, da predstavljate številko velikosti delcev, vrednost za W pa predstavlja dejansko velikost mikropraška. Na primer, W20 pomeni, da je dejanska velikost mikropraška 20 μm. Velikosti abrazivnih delcev različnih velikosti delcev so prikazane v tabeli 1.
Tabela 1 Velikost in velikost abrazivnih delcev
Funkcija vezivnega sredstva je vezati abraziv v brusno ploščo z določeno trdnostjo in obliko. Trdnost, odpornost na udarce, toplotna odpornost in odpornost proti koroziji brusa so v glavnem odvisne od učinkovitosti vezi.
Običajno uporabljena vezivna sredstva vključujejo keramično vezivno sredstvo (V), smolno vezivno sredstvo (B), gumijasto vezivno sredstvo (R) in kovinsko vezivno sredstvo (M).
Keramična vez: najpogosteje uporabljena, primerna za zunanji krog, notranji krog, ravnino, brezcentrično brušenje in oblikovno brušenje brusilnih plošč itd.;
Smolna vez: primerna za rezanje in žlebljenje rezin za brušenje rezin in visokohitrostnih brusov;
Gumijasta vez: primerna za brezcentrične brusilne vodilne plošče in polirne plošče;
Kovinska vez: primerna za diamantne bruse itd.
Trdota brusilnega orodja
Trdota abrazivnega orodja je odvisna predvsem od količine dodanega veziva in gostote abrazivnega orodja. Če abrazivna zrna zlahka odpadejo, to pomeni, da je trdota abrazivnega orodja nizka; sicer pomeni, da je trdota visoka. Stopnje trdote so običajno razdeljene na sedem stopenj: ekstra mehka, mehka, srednje mehka, srednja, srednje trda, trda in ekstra trda. Te ravni je mogoče nadalje razdeliti na več manjših ravni. Najpogosteje uporabljene metode za merjenje trdote abrazivnih orodij vključujejo ročno konusno metodo, mehansko konusno metodo, Rockwellovo metodo za merjenje trdote in metodo za merjenje trdote s peskanjem.
Trdota abrazivnega orodja je v ustreznem razmerju z njegovim dinamičnim modulom elastičnosti, kar je ugodno za uporabo zvočne metode za merjenje dinamičnega modula elastičnosti abrazivnega orodja za izražanje trdote abrazivnega orodja. Pri obdelavi z brušenjem, če ima material obdelovanca, ki ga je treba brusiti, visoko trdoto, se običajno uporabljajo abrazivna orodja z nizko trdoto; sicer se uporabljajo abrazivna orodja z visoko trdoto.