前言
研磨生產(chǎn)過(guò)程仰賴多個(gè)組件一起作動(dòng),來(lái)實(shí)現(xiàn)所需要的結(jié)果。當(dāng)所有組件都經(jīng)過(guò)優(yōu)化并正確使用時(shí),無(wú)論是尺寸、形狀、表面處理或以上綜合的加工結(jié)果,才會(huì)達(dá)到最佳效果。
我們當(dāng)然可以把重點(diǎn)放在磨料上,并使用最好的砂輪,但研磨系統(tǒng)不僅止于砂輪。像是冷卻液對(duì)研磨操作也有很大的影響。但是,研磨系統(tǒng)中最容易被忽視的部分是「修整」和「修整工具」。
一般人會(huì)通常會(huì)以高價(jià)購(gòu)買(mǎi)優(yōu)質(zhì)的磨料產(chǎn)品,卻期望使用最便宜的工具進(jìn)行修整來(lái)達(dá)到最佳的性能。這就像是在高性能的汽車中添加一般的燃料一樣。無(wú)論使用旋轉(zhuǎn)設(shè)備還是固定工具,在許多作業(yè)中,修整工具都幾乎被遺忘。直到出現(xiàn)表面問(wèn)題、形狀問(wèn)題時(shí)才會(huì)開(kāi)始進(jìn)行調(diào)查。
選擇合適的工具并正確使用它,可以對(duì)研磨作業(yè)產(chǎn)生正面影響。而「了解如何選擇工具」以及「要採(cǎi)用哪種方式來(lái)修整傳統(tǒng)砂輪」則對(duì)優(yōu)化研磨作業(yè)更加有用。
區(qū)分修形(Truing)與修整(Dressing)
修形(Truing)和修整(Dressing)通常被認(rèn)為是同一過(guò)程,在討論修形或修整程序的術(shù)語(yǔ)時(shí),有時(shí)會(huì)互換使用。這可能是因?yàn)椋四承?shù)脂結(jié)合劑或金屬結(jié)合劑的產(chǎn)品以外,多數(shù)砂輪進(jìn)行修整時(shí)都需要先離開(kāi)生產(chǎn)線,然后才修整再重新安裝,所以修形與修整這兩個(gè)操作通常會(huì)同時(shí)進(jìn)行。
但是,這兩個(gè)操作是兩種不同的過(guò)程。
修形是處理「砂輪的形狀或輪廓」。而在使用新的砂輪時(shí),則應(yīng)透過(guò)修整來(lái)「改變其磨削面的狀態(tài)」,使磨料發(fā)揮作用。
磨削過(guò)程中的常規(guī)修形可校正砂輪輪廓,并補(bǔ)償砂輪在一般使用時(shí)造成的形狀損失。正確修整砂輪能讓工件保有正確的輪廓、幾何形狀和尺寸,以符合要求的規(guī)格。
雖然我們經(jīng)常使用「修整(Dressing)」來(lái)描述修形(Truing)和修整(Dressing),但修整(Dressing)係指恢復(fù)或改變「砂輪表面的狀態(tài)」。砂輪經(jīng)過(guò)修整,能恢復(fù)或改變砂輪切削力或改變工件表面粗糙度的能力。
若要使用砂輪來(lái)削除工件,要對(duì)輪面進(jìn)行修整,以露出新的磨料和鋒利的尖點(diǎn)。使砂輪能以更強(qiáng)的切削力,去進(jìn)行切削。但是相對(duì)的,可能會(huì)使得表面較粗,粗糙度效果不理想。
被修整成這種狀態(tài)的砂輪,被稱為“開(kāi)鋒(open)”。
如果是想要得到特定的表面光潔度,修整方向則是使輪面的尖點(diǎn)變圓或變鈍。進(jìn)而增加砂輪摩擦力,以得到需要的表面光潔度。而這裡需要注意的是,儘管表面處理效果很好,但工件的去除率卻很少。
被修整成這種狀態(tài)的砂輪,被稱為“鈍化closed”。
而了解如何為研磨作業(yè)選擇正確的金剛石工具也同樣重要。
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當(dāng)要選擇適當(dāng)?shù)墓ぞ邥r(shí),需要考慮三個(gè)方面:
1.使用的砂輪尺寸、結(jié)合劑和磨料類型
2.砂輪所需要的形狀及輪廓
3.修整工具中鑽石的質(zhì)量
基本來(lái)說(shuō),砂輪就是顆石頭。要在石頭上形成形狀,或在其上生成特定的表面,則需要比石頭更硬的材料。而鑽石(金剛石)是目前已知最硬的材料,因此鑽石被使用作為修整砂輪的工具。
第一點(diǎn),了解使用的砂輪尺寸、結(jié)合劑和磨料類型。能有助于確定修整工具所需要的鑽石克拉數(shù)(鑽石的大小)。無(wú)論修整工具是單顆鑽石還是多顆鑽石的規(guī)格,了解要修整的砂輪的尺寸、結(jié)合力和磨料類型,將有助于確定所需的鑽石尺寸。
儘管鑽石工具會(huì)比砂輪更堅(jiān)硬,但磨粒還是會(huì)讓鑽石有所損耗。鑽石的磨損量和鑽石接觸砂輪的時(shí)間有關(guān),因此較大的砂輪會(huì)需要較大的鑽石。
此圖表提供所需鑽石克拉數(shù)的建議(基于砂輪尺寸),無(wú)論是單個(gè)鑽石還是多個(gè)鑽石。
以下幾種情況,也建議使用大一點(diǎn)的鑽石:
1.砂輪厚度大于6英寸:根據(jù)鑽石與砂輪接觸的時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)判斷。
2.砂輪使用樹(shù)脂結(jié)合劑:根據(jù)和陶瓷砂輪相比之下,結(jié)合劑的變化與耗損狀態(tài)而定。
3.當(dāng)砂輪使用較特殊的磨料時(shí)。如:陶瓷磨料。
正如同砂輪可以被修整出多種不同的形狀,也有很多種不同類型的固定工具可用來(lái)修型或恢復(fù)形狀。
而了解哪些可用工具最合適或最有力,將有助于縮小選擇范圍。
第二點(diǎn),根據(jù)砂輪所需要的形狀及輪廓來(lái)選擇工具。
固定工具可以很簡(jiǎn)單,只有金屬棒加上鑽石,例如單點(diǎn)工具;也可以像成型研磨的修整輪形狀一樣複雜。鑽石工具與砂輪的接觸面,可能砂輪寬度是千分之幾,或者可能再寬一點(diǎn)。了解每種工具的特徵和限制,有助于確定哪種工具是真正符合作業(yè)需要的。
幾乎任何一種鑽石工具都可以實(shí)現(xiàn)直線或錐度輪廓。但要修出複雜的輪廓,就需要使用較短的專用修整器。
上圖顯示了專用工具和其對(duì)應(yīng)可修出的複雜輪廓。
最后,選擇修整工具的第三個(gè)考量因素是「鑽石的質(zhì)量」,這會(huì)影響鑽石工具的價(jià)格和整體的壽命。
在業(yè)界尚未有針對(duì)鑽石質(zhì)量所制定的標(biāo)準(zhǔn),但普遍會(huì)認(rèn)為,高質(zhì)量的鑽石具有更長(zhǎng)的壽命。高質(zhì)量的鑽石比較沒(méi)有雜質(zhì)、裂紋和瑕疵,而且具有更精確的尖點(diǎn)。
如下圖所示,所有鑽石的大小均為?克拉,但質(zhì)量越高,形狀和尖點(diǎn)就越精確。
若選擇最高質(zhì)量的AA級(jí)鑽石工具,更能進(jìn)行「重置(Resetting)」及「重新塑形(Relapping)」程序。
重置(Resetting)係指將修整器上的鑽石重新修銳出新的尖點(diǎn)。
重新塑形(Relapping)是一種機(jī)械過(guò)程,用以恢復(fù)修整器的的幾何形狀及輪廓,還原為原始的尺寸。
兩者從一開(kāi)始的高端價(jià)格,隨著時(shí)間而使用范圍已擴(kuò)散普及,因此降低了使用該工具的總成本。若使用的是質(zhì)量較低的D級(jí)鑽石,則沒(méi)辦法進(jìn)行重置。雖然它們通常較價(jià)格低廉,但是有時(shí)只使用一次就要丟棄了。
其他考量
其他需要考量的是機(jī)械的部分,會(huì)影響鑽石工具的規(guī)格,包括:柄的尺寸和樣式(長(zhǎng)度、直徑、錐度)以及鑽石的輪廓(半徑、尖點(diǎn))。這些屬性最終會(huì)取決于所使用的機(jī)器,而許多製造商可以依照需求客製鑽石工具。
常見(jiàn)的固定修整工具
儘管有多種固定工具可以使用,但在這裡提供一些更常見(jiàn)的固定修整和修整工具,以及如何正確使用這些固定工具。
單點(diǎn)修整器:
適用于簡(jiǎn)單的幾何形狀(平直形、錐形或凸形)
在表面研磨應(yīng)用中非常常見(jiàn)
通常柄的直徑為7/16或3/8英寸
移除量大
每天應(yīng)旋轉(zhuǎn)修整器1/8轉(zhuǎn),以延長(zhǎng)使用壽命
可以利用具有多個(gè)尖點(diǎn)的鑽石進(jìn)行重置
不建議在cBN /金剛石砂輪上使用
尖點(diǎn)/錐形修整器:
用于較複雜的幾何形狀,或應(yīng)用于CNC
利用更高質(zhì)量或CVD合成鑽石,以真空釬焊技術(shù)來(lái)固定鑽石并防止鑽石脫落
角錐形或尖點(diǎn)式修整器,通常是為了特定的需要而設(shè)計(jì)的,具有精確的研磨半徑和角度,這些角度是根據(jù)零件或砂輪的形狀去製定的通常是需要訂製的。但仍可能有一些常見(jiàn)的形狀規(guī)格。
高質(zhì)量鑽石可以重新使用,使用壽命長(zhǎng)。
工具應(yīng)定期旋轉(zhuǎn)180度,以延長(zhǎng)使用壽命
如下所示,單點(diǎn)修整器和尖點(diǎn)修整器都應(yīng)以微小角度,安裝在砂輪的中心線處。
結(jié)合式或多點(diǎn)修整器:
多用于大直徑砂輪或盤(pán)形砂輪
由于鑽石接觸面積較大,因此修整速度更快
筆尖的鑽石,有各種尺寸和密度可供選擇
不需要修形狀
新的修整器,需要先磨3~5次,約磨掉在0.005英寸,才能以露出鑽石的部分。
可以使用造粒方法製造,可使鑽石分佈均勻、整齊一致。(一般製造鑽石是隨機(jī)分佈)
安裝結(jié)合式修整器或多點(diǎn)修整器,要修整器的面垂直于砂輪中心線,與輪面形成直角。而柄會(huì)稍微有點(diǎn)角度。
刀版型修整器
用于具有複雜形狀的大型砂輪
均勻的橫截面可在整個(gè)工具使用過(guò)程中保持一致的使用壽命
受制于鑽石的位置
通常可以按需求客製,但也有常見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格
刀板型修整器是修整陶瓷砂輪的最佳選擇
若有特殊需要,也可以使用于修整cBN 或鑽石砂輪上。
結(jié)語(yǔ)
固定式工具是最具成本效益的修整工具
多種規(guī)格可滿足修整需求
修整時(shí)應(yīng)搭配冷卻劑
定期旋轉(zhuǎn)修整器,以延長(zhǎng)使用壽命(若能旋轉(zhuǎn)的話)(不用旋轉(zhuǎn)的修整器看這邊:犀角修整器)
高質(zhì)量的單點(diǎn)工具可以重置
角錐形/尖點(diǎn)修整器可以經(jīng)常修形,以維持形狀。
不建議將單點(diǎn)修整器應(yīng)用于超級(jí)磨料
如果砂輪維護(hù)不當(dāng),很難製造出高質(zhì)量的零件,而若不使用高質(zhì)量的修整工具也就無(wú)法做到這一點(diǎn)。
了解修整以及如何選擇修整工具,這項(xiàng)研磨系統(tǒng)中最容易被忽視的部分,將得到應(yīng)有的關(guān)注。
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