Přehled brusných nástrojů

Brusiva jsou nástroje používané k broušení, broušení a leštění. Většinu brusných nástrojů tvoří umělé brusné nástroje z brusiv a pojiv a existují i ​​přírodní brusné nástroje přímo zpracované z přírodních minerálních hornin. Kromě toho, že jsou brusné nástroje široce používány ve strojírenské výrobě a v dalších odvětvích zpracování kovů, nacházejí uplatnění také při zpracování obilí, papírenském průmyslu a zpracování nekovových materiálů, jako je keramika, sklo, kámen, plasty, pryž a dřevo.
Přehled
Struktura brusného nástroje je zhruba rozdělena do tří kategorií: těsná, střední a volná. Každá kategorie může být dále členěna na čísla atd. a je rozlišena čísly organizace. Čím větší je číslo struktury brusného nástroje, tím menší je objemové procento brusiva v brusném nástroji a tím větší je mezera mezi brusnými zrny, což znamená volnější strukturu. Naopak, čím menší číslo organizace, tím těsnější organizace. Brusné nástroje s volnější strukturou se při používání nesnadno pasivují, při procesu broušení generují méně tepla a mohou snížit tepelnou deformaci a popálení obrobku. Brusná zrna z brusného nástroje s těsnou strukturou nesnadno odpadávají, což je výhodné pro zachování geometrického tvaru brusného nástroje. Struktura brusného nástroje se během výroby řídí pouze podle vzorce brusného nástroje a obecně se neměří. Superabrazivní pojené brusiva jsou především brusiva vyrobená z diamantu, kubického nitridu bóru atd. pojená pojivy. Díky vysoké ceně a dobré odolnosti diamantu a kubického nitridu boru proti opotřebení se lepené brusné nástroje vyrobené z nich liší od běžných brusných lepených brusných nástrojů. Kromě supertvrdé brusné vrstvy existuje ještě přechodová vrstva a matrice. Superabrazivní vrstva je část, která hraje roli při řezání a je složena ze superabrazivních a pojivových činidel. Substrát hraje podpůrnou roli při broušení a je složen z kovu, bakelitu nebo keramiky. Přechodová vrstva slouží ke spojení matrice a superabrazivní vrstvy. Skládá se z pojiva a může být někdy vynechán. Mezi běžně používaná pojiva patří pryskyřice, kov, galvanicky pokovený kov a keramika. Výrobní procesy lepených brusných nástrojů zahrnují: distribuci, míchání, formování, tepelné zpracování, zpracování a kontrolu atd. V závislosti na pojivu se liší i výrobní proces. Keramické lepené brusné nástroje používají převážně metodu lisování. Po zvážení brusiva a pojiva podle hmotnostního poměru vzorce se tyto vloží do mixéru a rovnoměrně promísí, poté se vloží do kovové formy a na lisu se vytvaruje polotovar brusného nástroje. Polotovar se vysuší a poté se vloží do pece k vypálení. Teplota vypalování je obecně kolem 1300 stupňů. Při použití sintrového pojiva s nízkou teplotou tání je teplota vypalování nižší než 1000 stupňů. Poté se přesně zpracuje podle zadané velikosti a tvaru a nakonec se výrobek zkontroluje. Abraziva vázaná pryskyřicí se obecně formují na lisu při pokojové teplotě a některá používají proces lisování za tepla, který využívá zahřívání a tlak za podmínek zahřívání. Po vytvarování se vytvrzuje v kalicí peci. Při použití fenolové pryskyřice jako pojiva je vytvrzovací teplota 180 ~ 200 stupňů. Brusiva pro pryžové pojivo se mísí hlavně pomocí dvojice válečkových strojů, válcovají se do tenkých plátů a poté se děrují a tvarují děrovacím nožem; některé také používají sypké materiály, které se vkládají do kovové formy a formují na lisu. Po formování se vulkanizuje ve vulkanizační nádrži při teplotě 165 ~ 180 stupňů. Existují dva výrobní procesy brousicích nástrojů s kovem spojenými: prášková metalurgie a galvanické pokovování, které se používají hlavně pro brusné nástroje s brusným pojivem s velmi tvrdým abrazivem. Metoda práškové metalurgie využívá jako pojivo bronz a další materiály. Po smíchání se za tepla lisuje nebo lisuje při pokojové teplotě do formy a poté se slinuje. Metoda galvanického pokovování používá jako kov pro galvanické pokovování nikl nebo slitinu niklu a kobaltu a brusiva jsou vázána na substrát podle procesu galvanického pokovování, aby se vytvořily brusné nástroje. Mezi speciální typy brusiv patří brusiva ze slinutého korundu a brusiva z vláken. Brusné nástroje ze slinutého korundu se vyrábějí smícháním a tvarováním prášku oxidu hlinitého a vhodného množství oxidu chrómu a slinováním při teplotě asi 1800 stupňů. Tento druh brusného nástroje má kompaktní strukturu a vysokou pevnost a používá se hlavně pro zpracování dílů, jako jsou hodiny a nástroje. Vláknitá brusiva jsou vyrobena z vláknitých vláken (jako jsou nylonová vlákna), která obsahují brusiva nebo k nim ulpívají. Mají dobrou elasticitu a používají se především k leštění kovových materiálů a jejich výrobků.
Používání
Při používání brusného nástroje, kdy dochází k otupení brusných zrn, v důsledku částečné fragmentace samotných brusných zrn nebo lomu pojiva, dochází k částečnému nebo úplnému odpadávání brusných zrn z brusného nástroje a nové odřezky pokračují se objeví na abrazivním pracovním povrchu brusného nástroje. Řezná hrana nebo neustálé vystavování nových ostrých brusných zrn umožňuje brusnému nástroji udržovat řezný výkon po určitou dobu. Tato samoostřící vlastnost brusných nástrojů je vynikající vlastností ve srovnání s běžnými řeznými nástroji.
Již v neolitu lidé začali používat přírodní brusné kameny ke zpracování nástrojů, jako jsou kamenné nože, kamenné sekery, kostěné nástroje, rohovinové nástroje a nástroje zubů; v 19. století se v USA objevila keramika vypalovaná kombinací přírodních brusiv s hlínou. Brusný kotouč; kolem roku 1900 se objevila umělá brusiva a postupně se vyráběly různé brusné nástroje z umělých brusiv, což vytvářelo podmínky pro rychlý rozvoj brusek a brusek. Od té doby se podíl přírodních brusiv v brusivech postupně snižoval.
Brusiva lze rozdělit do dvou typů podle jejich surovinových zdrojů: přírodní brusiva a umělá brusiva. Jedinými přírodními brusnými nástroji běžně používanými ve strojírenství jsou olejové kameny. Umělá brusiva jsou klasifikována podle jejich základních tvarů a strukturálních charakteristik, včetně brusných kotoučů, brusných hlav, brousků a pískových dlaždic, které jsou souhrnně označovány jako pět kategorií: lepená brusiva a brusiva s povlakem. Kromě toho jsou brusiva také obvykle klasifikována jako brusné nástroje.
Klasifikace
Podle různých použitých brusiv lze lepená brusiva rozdělit na běžná brusiva lepená brusivem a brusiva lepená superabrazivem. První používá běžná brusiva, jako je korund a karbid křemíku, a druhá je vyrobena ze superabraziv, jako je diamant a kubický nitrid boru. Kromě toho existují některé speciální odrůdy, jako jsou brusné nástroje ze slinutého korundu.
Běžná brusiva vázaná brusiva jsou brusiva, která pomocí pojiva konsolidují běžná brusiva do určitého tvaru a mají určitou pevnost. Tyto tři části, které se obecně skládají z brusiv, pojiv a pórů, se často nazývají tři prvky lepených brusiv.
Brusivo hraje v brusných nástrojích řeznou roli. Pojivo je materiál, který konsoliduje volné brusivo do brusných nástrojů. Existují dva typy: anorganické a organické. Anorganická pojiva zahrnují keramiku, amarant a křemičitan sodný atd.; organická pojiva zahrnují pryskyřice, kaučuk a šelak atd. Nejčastěji se používají keramické, pryskyřičné a pryžové pojivo.
Póry hrají roli při zadržování a odvádění opotřebených třísek během broušení a mohou pojmout chladicí kapalinu, což pomáhá odvádět teplo při broušení. Aby byly splněny určité speciální požadavky na zpracování, mohou být póry také impregnovány určitými plnivy, jako je síra a parafín, aby se zlepšil výkon brusného nástroje. Toto plnivo se také nazývá čtvrtým prvkem brusného nástroje.
Položky, které reprezentují vlastnosti běžných abrazivních lepených brusiv, zahrnují: tvar, velikost, velikost částic, tvrdost, strukturu a pojivo. Tvrdost brusného nástroje označuje snadnost, s jakou abrazivní částice padají z povrchu brusného nástroje působením vnější síly. Odráží sílu vazby, která drží abrazivní částice.
Velikost zrna brusiva
Velikost částic se týká velikosti abrazivních částic a její velikost je vyjádřena číslem velikosti částic.
Národní norma stanoví dvě velikosti částic: abrazivní a mikroprášek.
Velikost částic se týká velikosti abrazivních částic. Velikost částic se dělí do dvou kategorií: brusná zrna a mikro prášek. Brusiva s velkou velikostí částic větší než 40 μm se nazývají brusná zrna. Číslo velikosti částic klasifikované prosévací metodou je vyjádřeno počtem otvorů na palec na sítu, kterými procházejí abrazivní částice. Například brusné zrno 60# znamená, že jeho velikost stačí na to, aby prošla sítem s 60 otvory na palec. Brusiva s velikostí částic menší než 40 μm se nazývají mikroprášky. Pro klasifikaci použijte metodu mikroskopického měření, použijte W a číslo za ním jako číslo velikosti částic a hodnota za W představuje skutečnou velikost mikroprášku. Například W20 udává, že skutečná velikost mikroprášku je 20 μm. Velikosti brusných částic různých velikostí jsou uvedeny v tabulce 1.
Tabulka 1 Číslo velikosti a velikost částic brusiva
Funkcí pojiva je vázat brusivo do brusného kotouče s určitou pevností a tvarem. Pevnost, rázová houževnatost, tepelná odolnost a korozní odolnost brusného kotouče závisí především na výkonu vazby.
Běžně používaná pojiva zahrnují keramické pojivo (V), pryskyřicové pojivo (B), pryžové pojivo (R) a kovové pojivo (M).
keramická vazba: nejpoužívanější, vhodná pro vnější kruh, vnitřní kruh, rovinu, bezhroté broušení a brusné kotouče na tvarování atd.;
Pryskyřičné pojivo: vhodné pro řezání a drážkování destičkových brusných kotoučů a vysokorychlostních brusných kotoučů;
Pryžové pojivo: vhodné pro bezhroté brusné vodicí kotouče a leštící kotouče;
Kovové pojivo: vhodné pro diamantové brusné kotouče atd.
Tvrdost brusného nástroje
Tvrdost brusného nástroje závisí především na množství přidaného pojiva a hustotě brusného nástroje. Pokud brusná zrna snadno odpadávají, znamená to, že tvrdost brusného nástroje je nízká; jinak to znamená, že tvrdost je vysoká. Úrovně tvrdosti jsou obecně rozděleny do sedmi úrovní: extra měkký, měkký, středně měkký, střední, středně tvrdý, tvrdý a extra tvrdý. Tyto úrovně lze dále rozdělit na několik menších úrovní. Mezi nejčastěji používané metody měření tvrdosti brusných nástrojů patří ruční kuželová metoda, mechanická kuželová metoda, metoda tvrdoměru podle Rockwella a metoda tvrdoměru pískování.
Tvrdost brusného nástroje má odpovídající vztah s jeho dynamickým modulem pružnosti, což vede k použití audio metody k měření dynamického modulu pružnosti brusného nástroje k vyjádření tvrdosti brusného nástroje. Při zpracování broušením, pokud má materiál broušeného obrobku vysokou tvrdost, se obecně používají brusné nástroje s nízkou tvrdostí; jinak se používají brusné nástroje s vysokou tvrdostí.