Yleiskatsaus hiomatyökaluihin

Hioma-aineet ovat työkaluja, joita käytetään hiontaan, hiontaan ja kiillotukseen. Suurin osa hiomatyökaluista on keinotekoisia hioma- ja sideaineista valmistettuja hiomatyökaluja, ja on myös luonnollisia hiomatyökaluja, jotka on valmistettu suoraan luonnonkivestä. Sen lisäksi, että hiomatyökaluja käytetään laajalti koneiden valmistuksessa ja muilla metallinjalostusteollisuuden aloilla, niitä käytetään myös viljanjalostuksessa, paperiteollisuudessa ja ei-metallisten materiaalien, kuten keramiikan, lasin, kiven, muovin, kumin ja puun, käsittelyssä.
Yleiskatsaus
Hiomatyökalun rakenne on karkeasti jaettu kolmeen luokkaan: tiukka, keskikokoinen ja löysä. Jokainen luokka voidaan jakaa edelleen numeroihin jne., ja ne erotetaan organisaationumeroiden perusteella. Mitä suurempi hiomatyökalun rakennenumero on, sitä pienempi on hioma-aineen tilavuusprosentti hiomatyökalussa ja sitä suurempi on hiomarakeiden välinen rako, mikä tarkoittaa sitä löysempää rakennetta. Päinvastoin, mitä pienempi organisaationumero, sitä tiukempi organisaatio. Löysemmän rakenteen omaavia hiomatyökaluja ei ole helppo passivoida käytön aikana, ne tuottavat vähemmän lämpöä hiontaprosessin aikana ja voivat vähentää lämpömuodonmuutoksia ja työkappaleen palovammoja. Tiukan rakenteen omaavan hiomatyökalun hiomarakeita ei ole helppo pudota pois, mikä on hyödyllistä hiomatyökalun geometrisen muodon säilyttämisessä. Hiomatyökalun rakennetta ohjataan vain hiomatyökalun kaavan mukaan valmistuksen aikana, eikä sitä yleensä mitata. Superhiovat hioma-aineet ovat pääasiassa timantista, kuutioboorinitridistä jne. sideaineilla sidottuja hioma-aineita. Timantti- ja kuutioboorinitridin korkean hinnan ja hyvän kulutuskestävyyden vuoksi niillä valmistetut hiomatyökalut eroavat tavallisista hiomatyökaluista. Superkovan hankaavan kerroksen lisäksi siinä on myös siirtymäkerros ja matriisi. Superhankaava kerros on leikkaava osa, joka koostuu superhiovista ja sideaineista. Alustalla on tukirooli hionnassa ja se koostuu metallista, bakeliitista tai keramiikasta. Siirtymäkerrosta käytetään yhdistämään matriisi ja superhiomakerros. Se koostuu sideaineesta ja voidaan joskus jättää pois. Yleisesti käytettyjä sideaineita ovat hartsi, metalli, galvanoitu metalli ja keramiikka. Liimattujen hiomatyökalujen valmistusprosesseja ovat: jakelu, sekoitus, muovaus, lämpökäsittely, prosessointi ja tarkastus jne. Sideaineesta riippuen valmistusprosessi on myös erilainen. Keramiikkasidottuissa hiomatyökaluissa käytetään pääasiassa puristusmenetelmää. Kun hioma-aine ja sideaine on punnittu kaavan painosuhteen mukaan, ne asetetaan sekoittimeen ja sekoitetaan tasaisesti, laitetaan sitten metallimuottiin, ja hiomatyökaluaihio muodostetaan puristimelle. Aihio kuivataan ja laitetaan sitten uuniin polttamista varten. Polttolämpötila on yleensä noin 1300 astetta. Matalan sulamispisteen sintraussideainetta käytettäessä polttolämpötila on alle 1000 astetta. Sitten se käsitellään tarkasti määritellyn koon ja muodon mukaan, ja lopuksi tuote tarkastetaan. Hartsisidotut hioma-aineet muodostetaan yleensä puristimella huoneenlämpötilassa, ja jotkut käyttävät kuumapuristusprosessia, jossa käytetään kuumennusta ja painetta lämmitysolosuhteissa. Muotoilun jälkeen se kovetetaan karkaisuuunissa. Kun käytetään fenolihartsia sideaineena, kovettumislämpötila on 180-200 astetta. Kumisidoshioma-aineet sekoitetaan pääasiassa kahdella telakoneella, valssataan ohuiksi levyiksi ja sitten lävistetään ja muotoillaan lävistysveitsellä; Jotkut käyttävät myös irtonaisia ​​materiaaleja, jotka laitetaan metallimuottiin ja muotoillaan puristimella. Muotin jälkeen se vulkanoidaan vulkanointisäiliössä 165-180 asteen lämpötilassa. Metalliliitetyille hiomatyökaluille on olemassa kaksi valmistusprosessia: jauhemetallurgia ja galvanointi, joita käytetään pääasiassa superkovissa hiomasidottuissa hiomatyökaluissa. Jauhemetallurgisessa menetelmässä sideaineena käytetään pronssia ja muita materiaaleja. Sekoituksen jälkeen se kuumapuristetaan tai puristetaan huoneenlämpötilassa muodostamaan ja sitten sintrataan. Galvanointimenetelmässä käytetään nikkeliä tai nikkeli-kobolttiseosta galvanointimetallina, ja hioma-aineet sidotaan alustaan ​​galvanointiprosessin mukaisesti hiomatyökalujen valmistamiseksi. Erikoishioma-aineita ovat sintratut korundihioma-aineet ja kuituhioma-aineet. Sintratut korundihiomatyökalut valmistetaan sekoittamalla ja muotoilemalla alumiinioksidijauhetta ja sopiva määrä kromioksidia ja sintraamalla noin 1800 asteessa. Tällaisella hiomatyökalulla on kompakti rakenne ja korkea lujuus, ja sitä käytetään pääasiassa osien, kuten kellojen ja instrumenttien, käsittelyyn. Kuituhioma-aineet on valmistettu kuitufilamenteista (kuten nailonfilamenteista), jotka sisältävät hioma-aineita tai tarttuvat niihin. Niillä on hyvä elastisuus ja niitä käytetään pääasiassa metallimateriaalien ja niiden tuotteiden kiillotukseen.
Käyttö
Hiomatyökalun käytön aikana hiomarakeiden tylsistyessä itse hiomarakeiden osittaisen pirstoutumisen tai sidoksen murtumisen vuoksi hiomarakeita putoaa osittain tai kokonaan hiomatyökalusta ja uudet pistokset jatkuvat näkyvät hiomatyökalun hankaavalla työpinnalla. Leikkuureuna tai jatkuvasti uusien terävien hiomarakeiden paljastaminen mahdollistaa hiomatyökalun säilyttämisen leikkaussuorituskyvyn tietyn ajan sisällä. Tämä hiomatyökalujen itseteroittuva ominaisuus on erinomainen ominaisuus verrattuna tavallisiin leikkuutyökaluihin.
Jo neoliittisella kaudella ihmiset ovat alkaneet käyttää luonnollisia hiomakiviä työkalujen, kuten kiviveitsien, kivikirveiden, luutyökalujen, sarvityökalujen ja hammastyökalujen, käsittelyyn; 1800-luvulla Yhdysvaltoihin ilmestyi keramiikka, joka poltettiin yhdistämällä luonnollisia hioma-aineita saven kanssa. Hiomalaikka; noin 1900, keinotekoiset hioma-aineet tulivat markkinoille ja erilaisia ​​keinotekoisista hioma-aineista valmistettuja hiomatyökaluja valmistettiin peräkkäin, mikä loi edellytykset hioma- ja hiomakoneiden nopealle kehitykselle. Sittemmin luonnonhioma-aineiden osuus hioma-aineissa on vähentynyt vähitellen.
Hioma-aineet voidaan jakaa kahteen tyyppiin niiden raaka-ainelähteiden mukaan: luonnonhioma-aineet ja keinotekoiset hioma-aineet. Ainoat koneteollisuudessa yleisesti käytetyt luonnonhiomatyökalut ovat öljykivet. Keinotekoiset hioma-aineet luokitellaan niiden perusmuotojen ja rakenteellisten ominaisuuksiensa mukaan, mukaan lukien hiomalaikat, hiomapäät, hiomakivet ja hiekkalaatat, joita kutsutaan yhteisesti viiteen luokkaan: sidottu hioma-aineet ja päällystetyt hioma-aineet. Lisäksi hioma-aineet luokitellaan tavallisesti myös hiomatyökaluiksi.
Luokittelu
Käytettyjen erilaisten hioma-aineiden mukaan sidotut hioma-aineet voidaan jakaa tavallisiin hioma-aineisiin ja superhiomasidottuihin hioma-aineisiin. Ensimmäisessä käytetään tavallisia hioma-aineita, kuten korundia ja piikarbidia, ja jälkimmäinen on valmistettu superhioma-aineista, kuten timantista ja kuutioboorinitridistä. Lisäksi on olemassa joitain erikoislajikkeita, kuten sintrattuja korundihiomatyökaluja.
Tavalliset hioma-aineet ovat hioma-aineita, jotka yhdistävät tavalliset hioma-aineet tiettyyn muotoon ja joilla on tietty lujuus sideaineen avulla. Yleensä nämä kolme osaa koostuvat hioma-aineista, sideaineista ja huokosista, ja niitä kutsutaan usein sidottujen hioma-aineiden kolmeksi elementiksi.
Hioma-aineilla on leikkaava rooli hiomatyökaluissa. Sideaine on materiaali, joka yhdistää irtonaiset hioma-aineet hiomatyökaluiksi. Niitä on kahta tyyppiä: epäorgaaninen ja orgaaninen. Epäorgaanisia sideaineita ovat keramiikka, amarantti ja natriumsilikaatti jne.; orgaanisia sideaineita ovat hartsi, kumi ja sellakka jne. Yleisimmin käytettyjä ovat keraamiset, hartsi- ja kumisidokset.
Huokosilla on rooli kulumislastujen sulkemisessa ja poistamisessa hionnan aikana, ja niihin mahtuu jäähdytysnestettä, mikä auttaa haihduttamaan hiontalämpöä. Tiettyjen erityisten käsittelyvaatimusten täyttämiseksi huokoset voidaan myös kyllästää tietyillä täyteaineilla, kuten rikillä ja parafiinilla, hiomatyökalun suorituskyvyn parantamiseksi. Tätä täyteainetta kutsutaan myös hiomatyökalun neljänneksi elementiksi.
Tavallisten hankaavien hioma-aineiden ominaisuuksia edustavat: muoto, koko, hiukkaskoko, kovuus, rakenne ja sideaine. Hiomatyökalun kovuus viittaa siihen, kuinka helposti hiomahiukkaset putoavat hiomatyökalun pinnalta ulkoisen voiman vaikutuksesta. Se heijastaa sidoksen vahvuutta pitääkseen hankaavia hiukkasia.
Hankaava raekoko
Partikkelikoolla tarkoitetaan hiomahiukkasten kokoa, ja sen koko ilmaistaan ​​partikkelikoon numerolla.
Kansallinen standardi määrää kaksi hiukkaskokoa: hioma- ja mikrojauhe.
Partikkelikoko viittaa hankaavien hiukkasten kokoon. Partikkelikoko on jaettu kahteen luokkaan: hiomarakeita ja mikrojauhetta. Hioma-aineita, joiden hiukkaskoot ovat yli 40 μm, kutsutaan hiomarakeiksi. Seulontamenetelmän mukaan luokiteltu partikkelikokoluku ilmaistaan ​​seulassa olevien reikien lukumääränä tuumaa kohti, joiden läpi hankaavat hiukkaset kulkevat. Esimerkiksi 60#:n hiomarae tarkoittaa, että sen koko riittää juuri sellaisen seulan läpi, jossa on 60 reikää tuumalla. Hioma-aineita, joiden hiukkaskoko on alle 40 μm, kutsutaan mikrojauheeksi. Käytä mikroskooppista mittausmenetelmää luokitteluun, käytä W:tä ja sen jälkeen olevaa numeroa kuvaamaan hiukkaskokolukua ja W:n jälkeinen arvo edustaa mikrojauheen todellista kokoa. Esimerkiksi W20 osoittaa, että mikrojauheen todellinen koko on 20 μm. Eri hiukkaskokojen hiomahiukkaskoot on esitetty taulukossa 1.
Taulukko 1 Hiomahiukkaskoon numero ja hiukkaskoko
Sideaineen tehtävänä on sitoa hioma-aine hiomalaikkaan tietyllä lujuudella ja muodolla. Hiomalaikan lujuus, iskunkestävyys, lämmönkestävyys ja korroosionkestävyys riippuvat pääasiassa sidoksen suorituskyvystä.
Yleisesti käytettyjä sideaineita ovat keraaminen sideaine (V), hartsisideaine (B), kumisideaine (R) ja metallisideaine (M).
Keraaminen sidos: yleisimmin käytetty, soveltuu ulkoympyrään, sisäympyrään, tasoon, keskittömään hiontaan ja muotohiontaan hiomalaikkaan jne.;
Hartsisidos: sopii kiekkojen hiomalaikkojen ja nopeiden hiomalaikkojen leikkaamiseen ja urittamiseen;
Kumisidos: soveltuu keskittomille hioma- ja kiillotuspyörille;
Metalliliitos: sopii timanttihiomalaikalle jne.
Hiomatyökalun kovuus
Hiomatyökalun kovuus riippuu pääasiassa lisätyn sideaineen määrästä ja hiomatyökalun tiheydestä. Jos hiomarakeita putoaa helposti, se tarkoittaa, että hiomatyökalun kovuus on alhainen; muuten se tarkoittaa, että kovuus on korkea. Kovuustasot on yleensä jaettu seitsemään tasoon: erittäin pehmeä, pehmeä, keskipehmeä, keskikova, keskikova, kova ja erittäin kova. Nämä tasot voidaan edelleen jakaa useisiin pienempiin tasoihin. Yleisimmin käytettyjä menetelmiä hiomatyökalujen kovuuden mittaamiseen ovat käsikartiomenetelmä, mekaaninen kartiomenetelmä, Rockwell-kovuustestimenetelmä ja hiekkapuhalluskovuusmittausmenetelmä.
Hiomatyökalun kovuudella on vastaava suhde sen dynaamiseen kimmokerrokseen, mikä on omiaan käyttämään audiomenetelmää hiomatyökalun dynaamisen kimmomoduulin mittaamiseen hiomatyökalun kovuuden ilmaisemiseksi. Hiomakäsittelyssä, jos hiottavan työkappaleen materiaalilla on korkea kovuus, käytetään yleensä alhaisen kovuuden hiomatyökaluja; muussa tapauksessa käytetään erittäin kovia hiomatyökaluja.