前言
研磨生產(chǎn)過程仰賴多個組件一起作動,來實現(xiàn)所需要的結(jié)果。當(dāng)所有組件都經(jīng)過優(yōu)化并正確使用時,無論是尺寸、形狀、表面處理或以上綜合的加工結(jié)果,才會達(dá)到最佳效果。
我們當(dāng)然可以把重點放在磨料上,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」。
一般人會通常會以高價購買優(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)表面問題、形狀問題時才會開始進(jìn)行調(diào)查。
選擇合適的工具并正確使用它,可以對研磨作業(yè)產(chǎn)生正面影響。而「了解如何選擇工具」以及「要採用哪種方式來修整傳統(tǒng)砂輪」則對優(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)為是同一過程,在討論修形或修整程序的術(shù)語時,有時會互換使用。這可能是因為,除了某些樹脂結(jié)合劑或金屬結(jié)合劑的產(chǎn)品以外,多數(shù)砂輪進(jìn)行修整時都需要先離開生產(chǎn)線,然后才修整再重新安裝,所以修形與修整這兩個操作通常會同時進(jìn)行。
但是,這兩個操作是兩種不同的過程。
修形是處理「砂輪的形狀或輪廓」。而在使用新的砂輪時,則應(yīng)透過修整來「改變其磨削面的狀態(tài)」,使磨料發(fā)揮作用。
磨削過程中的常規(guī)修形可校正砂輪輪廓,并補償砂輪在一般使用時造成的形狀損失。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。
若要使用砂輪來削除工件,要對輪面進(jìn)行修整,以露出新的磨料和鋒利的尖點。使砂輪能以更強的切削力,去進(jìn)行切削。但是相對的,可能會使得表面較粗,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。
適當(dāng)?shù)男拚ぞ?/span>
當(dāng)要選擇適當(dāng)?shù)墓ぞ邥r,需要考慮三個方面:
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
基本來說,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,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。
儘管鑽石工具會比砂輪更堅硬,但磨粒還是會讓鑽石有所損耗。鑽石的磨損量和鑽石接觸砂輪的時間有關(guān),因此較大的砂輪會需要較大的鑽石。
此圖表提供所需鑽石克拉數(shù)的建議(基于砂輪尺寸),無論是單個鑽石還是多個鑽石。
以下幾種情況,也建議使用大一點的鑽石:
1.砂輪厚度大于6英寸:根據(jù)鑽石與砂輪接觸的時間長短來判斷。
2.砂輪使用樹脂結(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。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,根據(jù)砂輪所需要的形狀及輪廓來選擇工具。
固定工具可以很簡單,只有金屬棒加上鑽石,例如單點工具;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。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應(yīng)可修出的複雜輪廓。
最后,選擇修整工具的第三個考量因素是「鑽石的質(zhì)量」,這會影響鑽石工具的價格和整體的壽命。
在業(yè)界尚未有針對鑽石質(zhì)量所制定的標(biāo)準(zhǔn),但普遍會認(rèn)為,高質(zhì)量的鑽石具有更長的壽命。高質(zhì)量的鑽石比較沒有雜質(zhì)、裂紋和瑕疵,而且具有更精確的尖點。
如下圖所示,所有鑽石的大小均為?克拉,但質(zhì)量越高,形狀和尖點就越精確。
若選擇最高質(zhì)量的AA級鑽石工具,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。
重新塑形(Relapping)是一種機械過程,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。
兩者從一開始的高端價格,隨著時間而使用范圍已擴散普及,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級鑽石,則沒辦法進(jìn)行重置。雖然它們通常較價格低廉,但是有時只使用一次就要丟棄了。
其他考量
其他需要考量的是機械的部分,會影響鑽石工具的規(guī)格,包括:柄的尺寸和樣式(長度、直徑、錐度)以及鑽石的輪廓(半徑、尖點)。這些屬性最終會取決于所使用的機器,而許多製造商可以依照需求客製鑽石工具。
常見的固定修整工具
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。
單點修整器:
適用于簡單的幾何形狀(平直形、錐形或凸形)
在表面研磨應(yīng)用中非常常見
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),以延長使用壽命
可以利用具有多個尖點的鑽石進(jìn)行重置
不建議在cBN /金剛石砂輪上使用
尖點/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)來固定鑽石并防止鑽石脫落
角錐形或尖點式修整器,通常是為了特定的需要而設(shè)計的,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的形狀規(guī)格。
高質(zhì)量鑽石可以重新使用,使用壽命長。
工具應(yīng)定期旋轉(zhuǎn)180度,以延長使用壽命
如下所示,單點修整器和尖點修整器都應(yīng)以微小角度,安裝在砂輪的中心線處。
結(jié)合式或多點修整器:
多用于大直徑砂輪或盤形砂輪
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分佈)
安裝結(jié)合式修整器或多點修整器,要修整器的面垂直于砂輪中心線,與輪面形成直角。而柄會稍微有點角度。
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工具使用過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
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
修整時應(yīng)搭配冷卻劑
定期旋轉(zhuǎn)修整器,以延長使用壽命(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)量的單點工具可以重置
角錐形/尖點修整器可以經(jīng)常修形,以維持形狀。
不建議將單點修整器應(yīng)用于超級磨料
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法做到這一點。
了解修整以及如何選擇修整工具,這項研磨系統(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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