Übersicht Schleifwerkzeuge

Schleifmittel sind Werkzeuge, die zum Schleifen, Schleifen und Polieren verwendet werden. Bei den meisten Schleifwerkzeugen handelt es sich um künstliche Schleifwerkzeuge aus Schleifmitteln und Bindemitteln, es gibt aber auch natürliche Schleifwerkzeuge, die direkt aus natürlichen Mineralgesteinen hergestellt werden. Schleifwerkzeuge werden nicht nur häufig im Maschinenbau und anderen metallverarbeitenden Industrien eingesetzt, sondern auch in der Getreideverarbeitung, der Papierindustrie und der Verarbeitung nichtmetallischer Materialien wie Keramik, Glas, Stein, Kunststoff, Gummi und Holz.
Überblick
Der Schleifwerkzeugaufbau lässt sich grob in drei Kategorien einteilen: fest, mittel und locker. Jede Kategorie kann weiter in Nummern usw. unterteilt werden und wird durch Organisationsnummern unterschieden. Je größer die Strukturzahl des Schleifwerkzeugs ist, desto kleiner ist der Volumenanteil des Schleifmittels im Schleifwerkzeug und desto größer ist der Spalt zwischen den Schleifkörnern, was bedeutet, dass die Struktur umso lockerer ist. Im Gegenteil: Je kleiner die Organisationszahl, desto enger ist die Organisation. Schleifwerkzeuge mit lockerer Struktur lassen sich während des Gebrauchs nicht leicht passivieren, erzeugen beim Schleifvorgang weniger Wärme und können thermische Verformungen und Verbrennungen des Werkstücks reduzieren. Die Schleifkörner des Schleifwerkzeugs mit einer dichten Struktur fallen nicht leicht ab, was sich positiv auf die Beibehaltung der geometrischen Form des Schleifwerkzeugs auswirkt. Die Struktur des Schleifwerkzeugs wird bei der Herstellung nur anhand der Schleifwerkzeugformel kontrolliert und im Allgemeinen nicht gemessen. Superabrasiv gebundene Schleifmittel sind hauptsächlich Schleifmittel aus Diamant, kubischem Bornitrid usw., die mit Bindemitteln gebunden sind. Aufgrund des hohen Preises und der guten Verschleißfestigkeit von Diamant und kubischem Bornitrid unterscheiden sich die damit hergestellten gebundenen Schleifwerkzeuge von gewöhnlichen gebundenen Schleifwerkzeugen. Neben der superharten Schleifschicht gibt es noch eine Übergangsschicht und eine Matrix. Die Superabrasivschicht ist der Teil, der eine Schneidfunktion übernimmt und aus Superabrasiv- und Bindemitteln besteht. Der Untergrund spielt beim Schleifen eine unterstützende Rolle und besteht aus Metall, Bakelit oder Keramik. Die Übergangsschicht dient zur Verbindung der Matrix und der Superabrasivschicht. Es besteht aus einem Bindemittel und kann manchmal weggelassen werden. Zu den häufig verwendeten Bindemitteln gehören Harz, Metall, galvanisiertes Metall und Keramik. Zu den Herstellungsprozessen gebundener Schleifwerkzeuge gehören: Verteilung, Mischen, Formen, Wärmebehandlung, Verarbeitung und Inspektion usw. Je nach Bindemittel ist auch der Herstellungsprozess unterschiedlich. Bei keramisch gebundenen Schleifwerkzeugen kommt überwiegend das Pressverfahren zum Einsatz. Nach dem Abwiegen von Schleifmittel und Bindemittel entsprechend dem Gewichtsverhältnis der Formel werden diese in einen Mischer gegeben und gleichmäßig gemischt, dann in eine Metallform gegeben und auf der Presse der Schleifwerkzeugrohling geformt. Der Rohling wird getrocknet und dann zum Brennen in den Ofen gegeben. Die Brenntemperatur liegt im Allgemeinen bei etwa 1300 Grad. Bei Verwendung von Sinterbindemitteln mit niedrigem Schmelzpunkt liegt die Brenntemperatur unter 1000 Grad. Anschließend wird es genau nach der vorgegebenen Größe und Form verarbeitet und abschließend wird das Produkt geprüft. Harzgebundene Schleifmittel werden im Allgemeinen auf einer Presse bei Raumtemperatur geformt, und einige verwenden ein Heißpressverfahren, bei dem Erhitzen und Druck unter Heizbedingungen zum Einsatz kommen. Nach der Umformung wird es in einem Härteofen gehärtet. Bei Verwendung von Phenolharz als Bindemittel beträgt die Aushärtetemperatur 180–200 Grad. Gummigebundene Schleifmittel werden hauptsächlich mit zwei Walzenmaschinen gemischt, zu dünnen Blättern gerollt und dann mit einem Stanzmesser gestanzt und geformt; Einige verwenden auch lose Materialien, die in eine Metallform gegeben und auf einer Presse geformt werden. Nach dem Formen wird es in einem Vulkanisationstank bei einer Temperatur von 165 bis 180 Grad vulkanisiert. Es gibt zwei Herstellungsverfahren für metallgebundene Schleifwerkzeuge: Pulvermetallurgie und Galvanisieren, die hauptsächlich für superharte schleifgebundene Schleifwerkzeuge verwendet werden. Bei der pulvermetallurgischen Methode werden Bronze und andere Materialien als Bindemittel verwendet. Nach dem Mischen wird es heiß oder bei Raumtemperatur zu einer Form gepresst und anschließend gesintert. Bei der Galvanisierungsmethode wird Nickel oder eine Nickel-Kobalt-Legierung als Galvanisierungsmetall verwendet, und die Schleifmittel werden entsprechend dem Galvanisierungsprozess an das Substrat gebunden, um Schleifwerkzeuge herzustellen. Zu den besonderen Arten von Schleifmitteln gehören gesinterte Korund-Schleifmittel und Faser-Schleifmittel. Schleifwerkzeuge aus gesintertem Korund werden durch Mischen und Formen von Aluminiumoxidpulver und einer geeigneten Menge Chromoxid sowie Sintern bei etwa 1800 Grad hergestellt. Diese Art von Schleifwerkzeug hat eine kompakte Struktur und hohe Festigkeit und wird hauptsächlich zur Bearbeitung von Teilen wie Uhren und Instrumenten verwendet. Faserschleifmittel bestehen aus Faserfilamenten (z. B. Nylonfilamenten), die Schleifmittel enthalten oder daran haften. Sie haben eine gute Elastizität und werden hauptsächlich zum Polieren von Metallmaterialien und deren Produkten verwendet.
Verwendung
Wenn während der Verwendung des Schleifwerkzeugs die Schleifkörner aufgrund der teilweisen Fragmentierung der Schleifkörner selbst oder des Bruchs der Bindung stumpf werden, fallen die Schleifkörner teilweise oder vollständig vom Schleifwerkzeug ab und es entstehen weiterhin neue Späne auf der abrasiven Arbeitsfläche des Schleifwerkzeugs erscheinen. Die Schneidkante bzw. das ständige Freilegen neuer scharfer Schleifkörner ermöglicht es dem Schleifwerkzeug, die Schneidleistung innerhalb eines bestimmten Zeitraums aufrechtzuerhalten. Diese selbstschärfende Eigenschaft von Schleifwerkzeugen ist im Vergleich zu herkömmlichen Schneidwerkzeugen ein herausragendes Merkmal.
Bereits in der Jungsteinzeit begann der Mensch, natürliche Schleifsteine ​​zur Bearbeitung von Werkzeugen wie Steinmessern, Steinäxten, Knochenwerkzeugen, Hornwerkzeugen und Zahnwerkzeugen zu verwenden; Im 19. Jahrhundert tauchte in den Vereinigten Staaten Keramik auf, die durch die Kombination natürlicher Schleifmittel mit Ton gebrannt wurde. Schleifrad; Um 1900 kamen künstliche Schleifmittel auf den Markt und es wurden nacheinander verschiedene Schleifwerkzeuge aus künstlichen Schleifmitteln hergestellt, was die Voraussetzungen für die rasante Entwicklung von Schleif- und Schleifmaschinen schuf. Seitdem ist der Anteil natürlicher Schleifmittel in Schleifmitteln sukzessive zurückgegangen.
Schleifmittel können entsprechend ihrer Rohstoffquelle in zwei Arten unterteilt werden: natürliche Schleifmittel und künstliche Schleifmittel. Die einzigen natürlichen Schleifwerkzeuge, die üblicherweise in der Maschinenindustrie verwendet werden, sind Ölsteine. Künstliche Schleifmittel werden nach ihrer Grundform und ihren strukturellen Merkmalen klassifiziert, einschließlich Schleifscheiben, Schleifköpfen, Schleifsteinen und Sandfliesen, die zusammen als fünf Kategorien bezeichnet werden: gebundene Schleifmittel und beschichtete Schleifmittel. Darüber hinaus werden Schleifmittel üblicherweise auch zu den Schleifwerkzeugen gezählt.
Einstufung
Abhängig von den verschiedenen verwendeten Schleifmitteln können gebundene Schleifmittel in gewöhnliche gebundene Schleifmittel und gebundene Superschleifmittel unterteilt werden. Ersteres verwendet gewöhnliche Schleifmittel wie Korund und Siliziumkarbid, und letzteres besteht aus Superschleifmitteln wie Diamant und kubischem Bornitrid. Darüber hinaus gibt es einige spezielle Varianten, wie zum Beispiel Sinterkorund-Schleifwerkzeuge.
Gewöhnliche gebundene Schleifmittel sind Schleifmittel, die gewöhnliche Schleifmittel durch ein Bindemittel in eine bestimmte Form bringen und eine bestimmte Festigkeit aufweisen. Diese drei Teile bestehen im Allgemeinen aus Schleifmitteln, Bindemitteln und Poren und werden oft als die drei Elemente gebundener Schleifmittel bezeichnet.
Schleifmittel spielen bei Schleifwerkzeugen eine schneidende Rolle. Bindemittel ist ein Material, das lose Schleifmittel zu Schleifwerkzeugen verfestigt. Es gibt zwei Arten: anorganische und organische. Zu den anorganischen Bindemitteln gehören Keramik, Amaranth und Natriumsilikat usw.; Zu den organischen Bindemitteln gehören Harz, Gummi und Schellack usw. Am häufigsten werden Keramik-, Harz- und Gummibindungen verwendet.
Die Poren spielen beim Schleifen eine Rolle bei der Aufnahme und Ableitung von Verschleißspänen und können Kühlmittel aufnehmen, was zur Ableitung der Schleifwärme beiträgt. Um bestimmten besonderen Verarbeitungsanforderungen gerecht zu werden, können die Poren auch mit bestimmten Füllstoffen wie Schwefel und Paraffin imprägniert werden, um die Leistung des Schleifwerkzeugs zu verbessern. Dieser Füllstoff wird auch als viertes Element des Schleifwerkzeugs bezeichnet.
Zu den Merkmalen gewöhnlicher gebundener Schleifmittel gehören: Form, Größe, Partikelgröße, Härte, Struktur und Bindemittel. Die Härte des Schleifwerkzeugs bezieht sich auf die Leichtigkeit, mit der Schleifpartikel unter Einwirkung äußerer Kraft von der Oberfläche des Schleifwerkzeugs abfallen. Es spiegelt die Stärke der Bindung wider, die die Schleifpartikel hält.
Schleifkorngröße
Die Partikelgröße bezieht sich auf die Größe der Schleifpartikel und ihre Größe wird durch die Partikelgrößenzahl ausgedrückt.
Die nationale Norm schreibt zwei Partikelgrößen vor: Schleifmittel und Mikropulver.
Unter Partikelgröße versteht man die Größe der Schleifpartikel. Die Partikelgröße wird in zwei Kategorien unterteilt: Schleifkörner und Mikropulver. Schleifmittel mit großen Partikelgrößen größer 40 μm werden als Schleifkörner bezeichnet. Die nach der Siebmethode klassifizierte Partikelgrößenzahl wird durch die Anzahl der Löcher pro Zoll auf dem Sieb ausgedrückt, durch die die Schleifpartikel hindurchgehen. Ein Schleifkorn der Größe 60# bedeutet beispielsweise, dass seine Größe gerade ausreicht, um durch ein Sieb mit 60 Löchern pro Zoll zu passen. Schleifmittel mit einer Partikelgröße von weniger als 40 μm werden als Mikropulver bezeichnet. Verwenden Sie zur Klassifizierung die mikroskopische Messmethode, verwenden Sie W und die Zahl danach, um die Partikelgrößenzahl darzustellen, und der Wert nach W stellt die tatsächliche Größe des Mikropulvers dar. W20 gibt beispielsweise an, dass die tatsächliche Größe des Mikropulvers 20 μm beträgt. Die Schleifpartikelgrößen verschiedener Partikelgrößen sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Tabelle 1 Schleifpartikelgrößennummer und Partikelgröße
Die Funktion des Bindemittels besteht darin, das Schleifmittel zu einer Schleifscheibe mit einer bestimmten Festigkeit und Form zu binden. Die Festigkeit, Schlagzähigkeit, Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Schleifscheibe hängen hauptsächlich von der Leistungsfähigkeit der Bindung ab.
Zu den häufig verwendeten Bindemitteln gehören Keramikbindemittel (V), Harzbindemittel (B), Gummibindemittel (R) und Metallbindemittel (M).
Keramikbindung: am weitesten verbreitet, geeignet für Außenkreis-, Innenkreis-, Plan-, Spitzenlos- und Formschleifscheiben usw.;
Kunstharzbindung: geeignet zum Schneiden und Nuten von Wafer-Schleifscheiben und Hochgeschwindigkeits-Schleifscheiben;
Gummibindung: geeignet für Spitzenlosschleif-Führungsscheiben und Polierscheiben;
Metallbindung: geeignet für Diamantschleifscheiben etc.
Härte des Schleifwerkzeugs
Die Härte des Schleifwerkzeugs hängt hauptsächlich von der Menge des hinzugefügten Bindemittels und der Dichte des Schleifwerkzeugs ab. Wenn die Schleifkörner leicht abfallen, bedeutet dies, dass die Härte des Schleifwerkzeugs gering ist; andernfalls bedeutet dies, dass die Härte hoch ist. Die Härtegrade werden grundsätzlich in sieben Stufen eingeteilt: extra weich, weich, mittelweich, mittel, mittelhart, hart und extra hart. Diese Ebenen können weiter in mehrere kleinere Ebenen unterteilt werden. Zu den am häufigsten verwendeten Methoden zur Messung der Härte von Schleifwerkzeugen gehören die Handkegelmethode, die mechanische Kegelmethode, die Rockwell-Härteprüfmethode und die Sandstrahl-Härteprüfmethode.
Die Härte des Schleifwerkzeugs steht in einem entsprechenden Zusammenhang mit seinem dynamischen Elastizitätsmodul, was der Verwendung der Audiomethode zur Messung des dynamischen Elastizitätsmoduls des Schleifwerkzeugs förderlich ist, um die Härte des Schleifwerkzeugs auszudrücken. Wenn bei der Schleifbearbeitung das Material des zu schleifenden Werkstücks eine hohe Härte aufweist, werden in der Regel Schleifwerkzeuge mit geringer Härte verwendet; andernfalls werden Schleifwerkzeuge mit hoher Härte verwendet.