SNS
06.01
Sat
适当的修整与修整工具能优化研磨作业

选择合适的工具并正确使用它,可以对研磨作业产生正面影响。而「了解如何选择工具」以及「要采用哪种方式来修整传统砂轮」则对优化研磨作业更加有用。




原文:https://www.mmsonline.com/articles/optimize-grinding-processes-with-proper-truing-and-dressing-tools
作者:DAVE GOETZ  诺顿公司应用程序工程师 | 圣戈班磨料
中文翻译:SEYA编辑部

前言     

研磨生产过程仰赖多个组件一起作动,来实现所需要的结果。当所有组件都经过优化并正确使用时,无论是尺寸、形状、表面处理或以上综合的加工结果,才会达到最佳效果。我们当然可以把重点放在磨料上,并使用最好的砂轮,但研磨系统不仅止于砂轮。像是冷却液对研磨操作也有很大的影响。但是,研磨系统中最容易被忽视的部分是「修整」和「修整工具」。

一般人会通常会以高价购买优质的磨料产品,却期望使用最便宜的工具进行修整来达到最佳的性能。这就像是在高性能的汽车中添加一般的燃料一样。无论使用旋转设备还是固定工具,在许多作业中,修整工具都几乎被遗忘。直到出现表面问题、形状问题时才会开始进行调查。

选择合适的工具并正确使用它,可以对研磨作业产生正面影响。而「了解如何选择工具」以及「要采用哪种方式来修整传统砂轮」则对优化研磨作业更加有用。

区分修形(Truing)与修整(Dressing)     

修形(Truing)和修整(Dressing)通常被认为是同一过程,在讨论修形或修整程序的术语时,有时会互换使用。

这可能是因为,除了某些树脂结合剂或金属结合剂的产品以外,多数砂轮进行修整时都需要先离开生产线,然后才修整再重新安装,所以修形与修整这两个操作通常会同时进行。但是,这两个操作是两种不同的过程。

修形是处理「砂轮的形状或轮廓」,而在使用新的砂轮时,则应透过修整来「改变其磨削面的状态」,使磨料发挥作用。

 

磨削过程中的常规修形可校正砂轮轮廓,并补偿砂轮在一般使用时造成的形状损失。正确修整砂轮能让工件保有正确的轮廓、几何形状和尺寸,以符合要求的规格。虽然我们经常使用「修整(Dressing)」来描述修形(Truing)和修整(Dressing),但修整(Dressing)系指恢复或改变「砂轮表面的状态」。

 

砂轮经过修整,能恢复或改变砂轮切削力或改变工件表面粗糙度的能力。若要使用砂轮来削除工件,要对轮面进行修整,以露出新的磨料和锋利的尖点,使砂轮能以更强的切削力,去进行切削。但是相对的,可能会使得表面较粗,粗糙度效果不理想。被修整成这种状态的砂轮,被称为“开锋(open)”。

 

如果是想要得到特定的表面光洁度,修整方向则是使轮面的尖点变圆或变钝。进而增加砂轮摩擦力,以得到需要的表面光洁度。而这里需要注意的是,尽管表面处理效果很好,但工件的去除率却很少。被修整成这种状态的砂轮,被称为“钝化closed”。而了解如何为研磨作业选择正确的金刚石工具也同样重要。


适当的修整工具

当要选择适当的工具时,需要考虑三个方面:

1.使用的砂轮尺寸、结合剂和磨料类型

2.砂轮所需要的形状及轮廓

3.修整工具中钻石的质量 

基本来说,砂轮就是颗石头。要在石头上形成形状,或在其上生成特定的表面,则需要比石头更硬的材料。而钻石(金刚石)是目前已知最硬的材料,因此钻石被使用作为修整砂轮的工具。

第一点,了解使用的砂轮尺寸、结合剂和磨料类型。

能有助于确定修整工具所需要的钻石克拉数(钻石的大小)。无论修整工具是单颗钻石还是多颗钻石的规格,了解要修整的砂轮的尺寸、结合力和磨料类型,将有助于确定所需的钻石尺寸。尽管钻石工具会比砂轮更坚硬,但磨粒还是会让钻石有所损耗。钻石的磨损量和钻石接触砂轮的时间有关,因此较大的砂轮会需要较大的钻石。 

此图表提供所需钻石克拉数的建议(基于砂轮尺寸),无论是单个钻石还是多个钻石。

以下几种情况,也建议使用大一点的钻石:

1.砂轮厚度大于6英寸:根据钻石与砂轮接触的时间长短来判断。

2.砂轮使用树脂结合剂:根据和陶瓷砂轮相比之下,结合剂的变化与耗损状态而定。

3.当砂轮使用较特殊的磨料时。如:陶瓷磨料。

正如同砂轮可以被修整出多种不同的形状,也有很多种不同类型的固定工具可用来修型或恢复形状。而了解哪些可用工具最合适或最有力,将有助于缩小选择范围。

第二点,根据砂轮所需要的形状及轮廓来选择工具。

固定工具可以很简单,只有金属棒加上钻石,例如单点工具;也可以像成型研磨的修整轮形状一样复杂。钻石工具与砂轮的接触面,可能砂轮宽度是千分之几,或者可能再宽一点。了解每种工具的特征和限制,有助于确定哪种工具是真正符合作业需要的。

几乎任何一种钻石工具都可以实现直线或锥度轮廓。但要修出复杂的轮廓,就需要使用较短的专用修整器。上图显示了专用工具和其对应可修出的复杂轮廓。

最后,
选择修整工具的第三个考量因素是「钻石的质量」,

这会影响钻石工具的价格和整体的寿命。在业界尚未有针对钻石质量所制定的标准,但普遍会认为,高质量的钻石具有更长的寿命。高质量的钻石比较没有杂质、裂纹和瑕疵,而且具有更精确的尖点。如下图所示,所有钻石的大小均为½克拉,但质量越高,形状和尖点就越精确。

若选择最高质量的AA级钻石工具,更能进行「重置(Resetting)」及「重新塑形(Relapping)」程序。重置(Resetting)系指将修整器上的钻石重新修锐出新的尖点。

重新塑形(Relapping)是一种机械过程,用以恢复修整器的的几何形状及轮廓,还原为原始的尺寸。两者从一开始的高端价格,随着时间而使用范围已扩散普及,因此降低了使用该工具的总成本。若使用的是质量较低的D级钻石,则没办法进行重置。虽然它们通常较价格低廉,但是有时只使用一次就要丢弃了。

其他考量

其他需要考量的是机械的部分,会影响钻石工具的规格,包括:柄的尺寸和样式(长度、直径、锥度)以及钻石的轮廓(半径、尖点)。这些属性最终会取决于所使用的机器,而许多制造商可以依照需求客制钻石工具。

常见的固定修整工具

尽管有多种固定工具可以使用,但在这里提供一些更常见的固定修整和修整工具,以及如何正确使用这些固定工具。


单点修整器

■适用于简单的几何形状(平直形、锥形或凸形)
■在表面研磨应用中非常常见
■通常柄的直径为7/16或3/8英寸
■移除量大
■每天应旋转修整器1/8转,以延长使用寿命
■可以利用具有多个尖点的钻石进行重置
■不建议在cBN /金刚石砂轮上使用


尖点/锥形修整器

■用于较复杂的几何形状,或应用于CNC
■利用更高质量或CVD合成钻石,以真空钎焊技术来固定钻石并防止钻石脱落
■角锥形或尖点式修整器,通常是为了特定的需要而设计的,具有精确的研磨半径和角度。
  (这些角度是根据零件或砂轮的形状去制定的通常是需要订制的。但仍可能有一些常见的形状规格。)
■高质量钻石可以重新使用,使用寿命长。
■工具应定期旋转180度,以延长使用寿命

结合式或多点修整器

■多用于大直径砂轮或盘形砂轮
■由于钻石接触面积较大,因此修整速度更快
■笔尖的钻石,有各种尺寸和密度可供选择
■不需要修形状
■新的修整器,需要先磨3~5次,约磨掉在0.005英寸,才能以露出钻石的部分。
■可以使用造粒方法制造,可使钻石分布均匀、整齐一致。 (一般制造钻石是随机分布)
■安装结合式修整器或多点修整器,要修整器的面垂直于砂轮中心线,与轮面形成直角。而柄会稍微有点角度。

刀版型修整器

■用于具有复杂形状的大型砂轮
■均匀的横截面可在整个工具使用过程中保持一致的使用寿命
■受制于钻石的位置
■通常可以按需求客制,但也有常见标准规格
■刀板型修整器是修整陶瓷砂轮的最佳选择
■若有特殊需要,也可以使用于修整cBN 或钻石砂轮上。

结语

①固定式工具是最具成本效益的修整工具
②多种规格可满足修整需求
③修整时应搭配冷却剂
④定期旋转修整器,以延长使用寿命(若能旋转的话)(不用旋转的修整器看这边:犀角修整器)
⑤高质量的单点工具可以重置
⑥角锥形/尖点修整器可以经常修形,以维持形状。
⑦不建议将单点修整器应用于超级磨料

如果砂轮维护不当,很难制造出高质量的零件,而若不使用高质量的修整工具也就无法做到这一点。了解修整以及如何选择修整工具,这项研磨系统中最容易被忽视的部分,将得到应有的关注。


本文经同意翻译转载自MMS网站(https://www.mmsonline.com/)

 

产品订购或报价
请加企业微信:13910482569
微信公众号:砥砺琢磨GritGrind

更多优惠资讯➜https://api.erweicaihong.cn/YMF0

海外服务:➜https://linktr.ee/seya.com.tw

SEYA客服时间:週一至週五 9:00~18:00

本文由砥砺琢磨原创,如需转载,请注明出处。

BACK