Visão geral das ferramentas de retificação

Abrasivos são ferramentas usadas para lixar, lixar e polir. A maioria das ferramentas abrasivas são ferramentas abrasivas artificiais feitas de abrasivos e ligantes, e também existem ferramentas abrasivas naturais processadas diretamente a partir de rochas minerais naturais. Além de serem amplamente utilizadas na fabricação de máquinas e outras indústrias de processamento de metal, as ferramentas abrasivas também são utilizadas no processamento de grãos, na indústria de fabricação de papel e no processamento de materiais não metálicos, como cerâmica, vidro, pedra, plásticos, borracha e madeira.
Visão geral
A estrutura da ferramenta de retificação é dividida em três categorias: apertada, média e solta. Cada categoria pode ser subdividida em números, etc., e é diferenciada por números de organização. Quanto maior o número da estrutura da ferramenta abrasiva, menor será a porcentagem de volume do abrasivo na ferramenta abrasiva e maior será a folga entre os grãos abrasivos, o que significa que mais frouxa será a estrutura. Pelo contrário, quanto menor for o número da organização, mais estreita será a organização. Ferramentas de retificação com estrutura mais solta não são fáceis de passivar durante o uso, geram menos calor durante o processo de retificação e podem reduzir a deformação térmica e queimaduras da peça. Os grãos abrasivos da ferramenta abrasiva com estrutura compacta não caem facilmente, o que é benéfico para manter a forma geométrica da ferramenta abrasiva. A estrutura da ferramenta abrasiva só é controlada de acordo com a fórmula da ferramenta abrasiva durante a fabricação e geralmente não é medida. Os abrasivos superabrasivos são principalmente abrasivos feitos de diamante, nitreto cúbico de boro, etc., ligados com ligantes. Devido ao alto preço e boa resistência ao desgaste do diamante e do nitreto cúbico de boro, as ferramentas abrasivas ligadas feitas com eles são diferentes das ferramentas abrasivas comuns. Além da camada abrasiva superdura, existe também uma camada de transição e uma matriz. A camada superabrasiva é a parte que desempenha função cortante e é composta por agentes superabrasivos e ligantes. O substrato desempenha um papel coadjuvante na retificação e é composto por metal, baquelite ou cerâmica. A camada de transição é usada para conectar a matriz e a camada superabrasiva. É composto por um agente de ligação e às vezes pode ser omitido. Os ligantes comumente usados ​​incluem resina, metal, metal galvanizado e cerâmica. Os processos de fabricação de ferramentas abrasivas coladas incluem: distribuição, mistura, moldagem, tratamento térmico, processamento e inspeção, etc. Dependendo do ligante, o processo de fabricação também é diferente. As ferramentas abrasivas ligadas à cerâmica usam principalmente o método de prensagem. Depois de pesar o abrasivo e o ligante de acordo com a proporção de peso da fórmula, eles são colocados em um misturador e misturados uniformemente, depois colocados em um molde de metal e a ferramenta abrasiva em branco é formada na prensa. A peça é seca e depois colocada no forno para queima. A temperatura de queima é geralmente em torno de 1300 graus. Ao usar aglutinante sinterizado de baixo ponto de fusão, a temperatura de queima é inferior a 1000 graus. Em seguida, ele é processado com precisão de acordo com o tamanho e formato especificados e, finalmente, o produto é inspecionado. Os abrasivos aglomerados com resina são geralmente formados em uma prensa à temperatura ambiente, e alguns usam um processo de prensagem a quente que utiliza aquecimento e pressão sob condições de aquecimento. Após a conformação, é endurecido em forno de endurecimento. Ao usar resina fenólica como aglutinante, a temperatura de endurecimento é de 180 ~ 200 graus. Os abrasivos de borracha são misturados principalmente usando um par de máquinas de rolos, enrolados em folhas finas e, em seguida, perfurados e formados com uma faca perfuradora; alguns também usam materiais soltos, que são colocados em um molde de metal e moldados em uma prensa. Após a moldagem, é vulcanizado em um tanque de vulcanização a uma temperatura de 165 ~ 180 graus. Existem dois processos de fabricação para ferramentas de retificação com ligação metálica: metalurgia do pó e galvanoplastia, que são usados ​​​​principalmente para ferramentas de retificação com ligação abrasiva superdura. O método da metalurgia do pó utiliza bronze e outros materiais como agente de ligação. Após a mistura, é prensado a quente ou prensado em temperatura ambiente para formar e depois sinterizado. O método de galvanoplastia usa níquel ou liga de níquel-cobalto como metal de galvanoplastia, e os abrasivos são ligados ao substrato de acordo com o processo de galvanoplastia para fazer ferramentas abrasivas. Tipos especiais de abrasivos incluem abrasivos de corindo sinterizado e abrasivos de fibra. As ferramentas de moagem de corindo sinterizado são feitas misturando e moldando o pó de óxido de alumínio e uma quantidade apropriada de óxido de cromo e sinterizando a cerca de 1800 graus. Esse tipo de ferramenta abrasiva possui estrutura compacta e alta resistência, sendo utilizada principalmente no processamento de peças como relógios e instrumentos. Abrasivos de fibra são feitos de filamentos de fibra (como filamentos de náilon) contendo ou aderidos a abrasivos. Possuem boa elasticidade e são utilizados principalmente para polimento de materiais metálicos e seus produtos.
Uso
Durante o uso da ferramenta abrasiva, quando os grãos abrasivos ficam embotados, devido à fragmentação parcial dos próprios grãos abrasivos ou à fratura da ligação, os grãos abrasivos caem parcial ou completamente da ferramenta abrasiva, e novos cortes continuam a aparecem na superfície de trabalho abrasiva da ferramenta abrasiva. A aresta de corte, ou a exposição constante de novos grãos abrasivos afiados, permite que a ferramenta abrasiva mantenha o desempenho de corte dentro de um determinado período de tempo. Esta propriedade de autoafiação das ferramentas abrasivas é uma característica notável em comparação com as ferramentas de corte comuns.
Já no Neolítico, os humanos começaram a usar rebolos naturais para processar ferramentas como facas de pedra, machados de pedra, ferramentas de osso, ferramentas de chifre e ferramentas de dente; no século 19, surgiram nos Estados Unidos cerâmicas queimadas pela combinação de abrasivos naturais com argila. Rebolo; por volta de 1900, surgiram abrasivos artificiais e várias ferramentas abrasivas feitas de abrasivos artificiais foram produzidas uma após a outra, criando condições para o rápido desenvolvimento de retificadoras e retificadoras. Desde então, a proporção de abrasivos naturais nos abrasivos diminuiu gradualmente.
Os abrasivos podem ser divididos em dois tipos de acordo com a origem da matéria-prima: abrasivos naturais e abrasivos artificiais. As únicas ferramentas abrasivas naturais comumente usadas na indústria de máquinas são as pedras petrolíferas. Os abrasivos artificiais são classificados de acordo com suas formas básicas e características estruturais, incluindo rebolos, cabeças de esmeril, pedras de amolar e ladrilhos de areia, que são coletivamente referidos como cinco categorias: abrasivos aglomerados e abrasivos revestidos. Além disso, os abrasivos também são habitualmente classificados como ferramentas abrasivas.
Classificação
De acordo com os diferentes abrasivos utilizados, os abrasivos ligados podem ser divididos em abrasivos comuns e abrasivos superabrasivos. O primeiro utiliza abrasivos comuns, como corindo e carboneto de silício, e o último é feito de superabrasivos, como diamante e nitreto cúbico de boro. Além disso, existem algumas variedades especiais, como ferramentas de retificação de corindo sinterizado.
Abrasivos abrasivos comuns são abrasivos que consolidam abrasivos comuns em um determinado formato e possuem uma certa resistência por meio de um agente de ligação. Geralmente compostas por abrasivos, ligantes e poros, essas três partes são frequentemente chamadas de três elementos dos abrasivos ligados.
Os abrasivos desempenham um papel de corte nas ferramentas de retificação. Aglutinante é um material que consolida abrasivos soltos em ferramentas abrasivas. Existem dois tipos: inorgânico e orgânico. Os ligantes inorgânicos incluem cerâmica, amaranto e silicato de sódio, etc.; ligantes orgânicos incluem resina, borracha e goma-laca, etc. Os mais comumente usados ​​são cerâmica, resina e borracha.
Os poros desempenham um papel na contenção e descarga de cavacos de desgaste durante a retificação e podem acomodar o líquido refrigerante, ajudando a dissipar o calor da retificação. Para atender a certos requisitos especiais de processamento, os poros também podem ser impregnados com certos enchimentos, como enxofre e parafina, para melhorar o desempenho da ferramenta de retificação. Este enchimento também é chamado de quarto elemento da ferramenta de retificação.
Os itens que representam as características dos abrasivos abrasivos comuns incluem: forma, tamanho, tamanho da partícula, dureza, estrutura e agente de ligação. A dureza da ferramenta abrasiva refere-se à facilidade com que as partículas abrasivas caem da superfície da ferramenta abrasiva sob a ação de uma força externa. Reflete a força da ligação para reter as partículas abrasivas.
Tamanho do grão abrasivo
O tamanho da partícula refere-se ao tamanho das partículas abrasivas e seu tamanho é expresso pelo número do tamanho da partícula.
A norma nacional estipula dois tamanhos de partículas: abrasivo e micropó.
O tamanho da partícula refere-se ao tamanho das partículas abrasivas. O tamanho das partículas é dividido em duas categorias: grãos abrasivos e micropós. Abrasivos com partículas grandes, maiores que 40 μm, são chamados de grãos abrasivos. Classificado pelo método de peneiramento, o número do tamanho das partículas é expresso pelo número de furos por polegada na tela por onde passam as partículas abrasivas. Por exemplo, um grão abrasivo 60# significa que seu tamanho é suficiente para passar por uma tela com 60 furos por polegada. Abrasivos com tamanhos de partícula inferiores a 40 μm são chamados de micropó. Use o método de medição microscópica para classificar, use W e o número após ele para representar o número do tamanho da partícula, e o valor após W representa o tamanho real do micropó. Por exemplo, W20 indica que o tamanho real do micropó é 20μm. Os tamanhos de partículas abrasivas de vários tamanhos de partículas são mostrados na Tabela 1.
Tabela 1 Número de tamanho de partícula abrasiva e tamanho de partícula
A função do agente de ligação é ligar o abrasivo em um rebolo com certa resistência e formato. A resistência, resistência ao impacto, resistência ao calor e resistência à corrosão do rebolo dependem principalmente do desempenho da ligação.
Os agentes de ligação comumente usados ​​incluem agente de ligação de cerâmica (V), agente de ligação de resina (B), agente de ligação de borracha (R) e agente de ligação de metal (M).
Ligação cerâmica: a mais amplamente utilizada, adequada para círculo externo, círculo interno, plano, retificação centerless e rebolos de retificação de forma, etc.;
Ligação de resina: adequada para cortar e ranhurar rebolos de wafer e rebolos de alta velocidade;
Ligação de borracha: adequada para rebolos-guia de desbaste sem centro e rebolos de polimento;
Ligação metálica: adequada para rebolos diamantados, etc.
Dureza da ferramenta de retificação
A dureza da ferramenta abrasiva depende principalmente da quantidade de aglutinante adicionado e da densidade da ferramenta abrasiva. Se os grãos abrasivos caírem facilmente, significa que a dureza da ferramenta abrasiva é baixa; caso contrário, significa que a dureza é alta. Os níveis de dureza são geralmente divididos em sete níveis: extra macio, macio, médio macio, médio, médio duro, duro e extra duro. Esses níveis podem ser subdivididos em vários níveis menores. Os métodos mais comumente usados ​​para medir a dureza de ferramentas abrasivas incluem o método do cone manual, o método do cone mecânico, o método do testador de dureza Rockwell e o método do testador de dureza com jato de areia.
A dureza da ferramenta abrasiva tem uma relação correspondente com seu módulo elástico dinâmico, o que conduz ao uso do método de áudio para medir o módulo elástico dinâmico da ferramenta abrasiva para expressar a dureza da ferramenta abrasiva. No processamento de retificação, se o material da peça a ser retificada tiver alta dureza, geralmente são utilizadas ferramentas abrasivas com baixa dureza; caso contrário, são utilizadas ferramentas abrasivas com alta dureza.