סקירה כללית של כלי השחזה

שוחקים הם כלים המשמשים לטחינה, השחזה והברקה. רוב כלי השיוף הם כלי שוחקים מלאכותיים העשויים מחומרים שוחקים ומקשרים, וישנם גם כלי שיוף טבעיים המעובדים ישירות מסלעים מינרליים טבעיים. בנוסף לשימוש נרחב בייצור מכונות ותעשיות עיבוד מתכות אחרות, כלים שוחקים משמשים גם בעיבוד תבואה, תעשיית ייצור נייר ועיבוד של חומרים לא מתכתיים כגון קרמיקה, זכוכית, אבן, פלסטיק, גומי ועץ.
סקירה כללית
מבנה כלי השחזה מחולק באופן גס לשלוש קטגוריות: הדוק, בינוני ורופף. כל קטגוריה ניתנת לחלוקה נוספת למספרים וכו', והן מובחנות לפי מספרי ארגונים. ככל שמספר המבנה של הכלי השוחק גדול יותר, כך אחוז הנפח של החומר השוחק בכלי השוחק קטן יותר, והפער בין גרגירי השוחקים גדול יותר, כלומר, המבנה משוחרר יותר. להיפך, ככל שמספר הארגון קטן יותר, הארגון הדוק יותר. כלי השחזה בעלי מבנה רופף יותר אינם קלים לפאסיביות במהלך השימוש, מייצרים פחות חום במהלך תהליך ההשחזה, ויכולים להפחית דפורמציה תרמית וכוויות של חומר העבודה. לא קל ליפול את הגרגירים השוחקים של הכלי השוחק בעל המבנה הדוק, מה שמועיל לשמירה על הצורה הגיאומטרית של הכלי השוחק. מבנה הכלי השוחק נשלט רק על פי נוסחת הכלי השוחק במהלך הייצור ובדרך כלל אינו נמדד. חומרי שוחקים מלוכדים סופר-שוחקים הם בעיקר חומרים שוחקים העשויים מיהלום, בורון ניטריד מעוקב וכו' המודבקים בקלסרים. בשל המחיר הגבוה ועמידות הבלאי הטובה של יהלום ובור ניטריד מעוקב, כלי השיוף המלוכדים המיוצרים איתם שונים מכלי שוחקים מלוכדים רגילים. בנוסף לשכבת השוחקים העל קשיחה, ישנה גם שכבת מעבר ומטריצה. השכבה העל-שוחקת היא החלק הממלא תפקיד חיתוך ומורכב מחומרי על-שוחק ומלכדות. המצע ממלא תפקיד תומך בהשחזה והוא מורכב ממתכת, בקליט או קרמיקה. שכבת המעבר משמשת לחיבור המטריצה ​​והשכבה העל-שוחקת. הוא מורכב מחומר מקשר ולעיתים ניתן להשמיט אותו. הקלסרים הנפוצים כוללים שרף, מתכת, מתכת מצופה אלקטרוניקה וקרמיקה. תהליכי הייצור של כלים שוחקים מלוכדים כוללים: הפצה, ערבוב, יציקה, טיפול בחום, עיבוד ובדיקה וכו'. בהתאם לקלסר, גם תהליך הייצור שונה. כלי שיוף מלוכדים בקרמיקה משתמשים בעיקר בשיטת הלחיצה. לאחר שקילת החומר השוחק והקלסר לפי יחס המשקל של הפורמולה, מניחים אותם במיקסר ומערבבים אותם בצורה אחידה, ואז מכניסים לתבנית מתכת, ונוצר ריק הכלי השוחק על המכבש. הריק מיובש ואז מכניסים לכבשן לשריפה. טמפרטורת השריפה היא בדרך כלל סביב 1300 מעלות. בעת שימוש בקלסר סינטר עם נקודת התכה נמוכה, טמפרטורת השריפה נמוכה מ-1000 מעלות. לאחר מכן הוא עובר עיבוד מדויק לפי הגודל והצורה שצוינו, ולבסוף המוצר נבדק. חומרי שוחקים מלוכדים בשרף נוצרים בדרך כלל על מכבש בטמפרטורת החדר, וחלקם משתמשים בתהליך כבישה חמה המשתמש בחימום ולחץ בתנאי חימום. לאחר היווצרות, הוא מתקשה בכבשן התקשות. בעת שימוש בשרף פנולי כחומר קלסר, טמפרטורת ההתקשות היא 180 ~ 200 מעלות. חומרים שוחקים מקשר גומי מעורבבים בעיקר באמצעות זוג מכונות רולר, מגולגלים ליריעות דקות, ולאחר מכן מחוררים ויוצרים עם סכין אגרוף; חלקם משתמשים גם בחומרים רופפים, שמוכנסים לתבנית מתכת ויוצרים על מכבש. לאחר הדפוס, הוא מגופר במיכל גיפור בטמפרטורה של 165 ~ 180 מעלות. ישנם שני תהליכי ייצור עבור כלי שחיקה מלוכדים מתכת: מתכת אבקה וציפוי אלקטרו, המשמשים בעיקר עבור כלי שחיקה מלוכדים שוחקים סופר-קשים. שיטת מטלורגיית האבקה משתמשת בברונזה וחומרים אחרים כחומר קשירה. לאחר הערבוב, דוחסים אותו בכבישה חמה או לוחצים אותו בטמפרטורת החדר ליצירת, ולאחר מכן חוטאים. בשיטת הציפוי נעשה שימוש בניקל או בסגסוגת ניקל-קובלט כמתכת ציפוי, והחומרים השוחקים מחוברים למצע על פי תהליך הציפוי ליצירת כלים שוחקים. סוגים מיוחדים של חומרי שוחקים כוללים חומרי שוחקים קורונדום סינטרים וחומרי שיוף סיבים. כלי טחינת קורונדום מסונטרים מיוצרים על ידי ערבוב ועיצוב אבקת תחמוצת אלומיניום וכמות מתאימה של תחמוצת כרום, וסינטרינג ב-1800 מעלות בערך. סוג זה של כלי שוחק יש מבנה קומפקטי וחוזק גבוה, והוא משמש בעיקר לעיבוד חלקים כגון שעונים ומכשירים. סיבים שוחקים עשויים מחוטי סיבים (כגון חוטי ניילון) המכילים או נצמדים לחומרים שוחקים. הם בעלי גמישות טובה והם משמשים בעיקר לליטוש חומרי מתכת ומוצריהם.
נוֹהָג
במהלך השימוש בכלי השוחקים, כאשר גרגירי השוחקים קהים, עקב פיצול חלקי של גרגרי השוחקים עצמם או שבר הקשר, גרגרי השוחקים נושרים חלקית או מלאה מהכלי השוחק, וחתכים חדשים ממשיכים מופיעים על משטח העבודה השוחק של הכלי השוחק. חוד החיתוך, או חשיפה מתמדת של גרגרי שוחקים חדים חדשים, מאפשר לכלי השוחק לשמור על ביצועי חיתוך בתוך פרק זמן מסוים. תכונה זו של השחזה עצמית של כלים שוחקים היא תכונה יוצאת דופן בהשוואה לכלי חיתוך רגילים.
כבר בתקופה הניאוליתית, בני האדם החלו להשתמש באבני שחיקה טבעיות לעיבוד כלים כגון סכיני אבן, גרזני אבן, כלי עצם, כלי קרניים וכלי שיניים; במאה ה-19 הופיעה בארצות הברית קרמיקה שנורתה על ידי שילוב של חומרים שוחקים טבעיים עם חימר. גלגל שחיקה; בסביבות שנת 1900 יצאו חומרי שיוף מלאכותיים, וכלי שוחקים שונים העשויים מחומרים מלאכותיים יוצרו בזה אחר זה, שיצרו תנאים לפיתוח מהיר של מכונות השחזה והשחזה. מאז ירד בהדרגה שיעור החומרים הטבעיים בשפשוף.
ניתן לחלק את חומרי השפשוף לשני סוגים לפי מקורות חומר הגלם שלהם: חומרי שוחקים טבעיים וחומרי שוחקים מלאכותיים. כלי השיוף הטבעיים היחידים הנפוצים בתעשיית המכונות הם אבני שמן. חומרי שיוף מלאכותיים מסווגים על פי צורותיהם הבסיסיות ומאפיינים המבניים, לרבות גלגלי שחיקה, ראשי שחיקה, אבני שחיקה ואריחי חול, אשר מכונים ביחד כחמש קטגוריות: שוחקים מלוכדים וחומרי שוחקים מצופים. בנוסף, נהוג לסווג חומרים שוחקים ככלי שוחקים.
מִיוּן
על פי חומרי השפשוף השונים בהם נעשה שימוש, ניתן לחלק חומרי שוחקים מלוכדים לחומרי שוחקים מלוכדים רגילים וחומרי שוחקים מלוכדים סופר-שוחקים. הראשון משתמש בחומרים שוחקים רגילים כמו קורונדום וסיליקון קרביד, והאחרון עשוי מחומרי סופר שוחקים כמו יהלום ובורון ניטריד מעוקב. בנוסף, ישנם כמה זנים מיוחדים, כגון כלי טחינת קורונדום סינטרים.
חומרים שוחקים מלוכדים רגילים הם חומרים שוחקים המאחדים חומרים שוחקים רגילים לצורה מסוימת ויש להם חוזק מסוים על ידי חומר מליטה. מורכבים בדרך כלל מחומרים שוחקים, קלסרים ונקבוביות, שלושת החלקים הללו נקראים לעתים קרובות שלושת האלמנטים של חומרים שוחקים מלוכדים.
חומרים שוחקים ממלאים תפקיד חיתוך בכלי השחזה. קלסר הוא חומר המגבש חומרים שוחקים רופפים לכלים שוחקים. ישנם שני סוגים: אנאורגניים ואורגניים. קלסרים אנאורגניים כוללים קרמיקה, אמרנט ונתרן סיליקט וכו'; קלסרים אורגניים כוללים שרף, גומי ו- shellac, וכו '. הנפוצים ביותר בשימוש הם קרמיקה, שרף וגומי מליטה.
הנקבוביות ממלאות תפקיד בהכילה ופריקה של שבבי שחיקה במהלך הטחינה, ויכולות להכיל נוזל קירור, ועוזרת בפיזור חום הטחינה. על מנת לעמוד בדרישות עיבוד מיוחדות מסוימות, ניתן להחדיר את הנקבוביות גם בחומרי מילוי מסוימים, כגון גופרית ופרפין, כדי לשפר את הביצועים של כלי השחזה. חומר מילוי זה נקרא גם האלמנט הרביעי של כלי השחזה.
פריטים המייצגים את המאפיינים של חומרים שוחקים מלוכדים רגילים כוללים: צורה, גודל, גודל חלקיקים, קשיות, מבנה וחומר מליטה. קשיות כלי שוחק מתייחסת לקלות שבה חלקיקים שוחקים נופלים מעל פני השטח של הכלי השוחק תחת פעולת כוח חיצוני. זה משקף את חוזק הקשר להחזיק את החלקיקים השוחקים.
גודל גרגרים שוחקים
גודל החלקיקים מתייחס לגודלם של חלקיקים שוחקים, וגודלו מתבטא במספר גודל החלקיקים.
התקן הלאומי קובע שני גדלי חלקיקים: שוחקים ומיקרו אבקה.
גודל החלקיקים מתייחס לגודל החלקיקים השוחקים. גודל החלקיקים מחולק לשתי קטגוריות: גרגירים שוחקים ומיקרו אבקה. חומרים שוחקים בעלי גודל חלקיקים גדולים יותר מ-40 מיקרומטר נקראים גרגירים שוחקים. מסווג לפי שיטת ההקרנה, מספר גודל החלקיקים מבוטא במספר החורים לאינץ' על המסך שדרכו עוברים החלקיקים השוחקים. לדוגמה, גרגר שוחק #60 אומר שהגודל שלו מספיק בדיוק כדי לעבור דרך מסך עם 60 חורים לאינץ'. חומרים שוחקים עם גודל חלקיקים פחות מ-40 מיקרומטר נקראים מיקרו-אבקה. השתמש בשיטת מדידה מיקרוסקופית כדי לסווג, השתמש ב-W ובמספר שאחריו כדי לייצג את מספר גודל החלקיקים, והערך שאחרי W מייצג את הגודל האמיתי של המיקרו-אבקה. לדוגמה, W20 מציין שהגודל האמיתי של המיקרו-אבקה הוא 20μm. גדלי החלקיקים השוחקים בגדלים שונים של חלקיקים מוצגים בטבלה 1.
טבלה 1 מספר גודל החלקיקים השוחקים וגודל החלקיקים
תפקידו של חומר ההדבקה הוא לקשור את החומר השוחק לגלגל שחיקה בעל חוזק וצורה מסוימים. החוזק, עמידות הפגיעה, עמידות החום ועמידות בפני קורוזיה של גלגל השחזה תלויים בעיקר בביצועי הקשר.
חומרי מליטה נפוצים כוללים חומר מליטה קרמי (V), חומר מליטה שרף (B), חומר מליטה גומי (R) וחומר מליטה מתכת (M).
קשר קרמי: הנפוץ ביותר, מתאים למעגלים חיצוניים, מעגלים פנימיים, מישוריים, טחינה ללא מרכז וגלגלי שחיקה של טפסים וכו';
קשר שרף: מתאים לחיתוך וחריצים של גלגלי טחינת רקיק וגלגלי שחיקה במהירות גבוהה;
קשר גומי: מתאים לגלגלי הדרכה לטחינה ללא מרכז ולגלגלי ליטוש;
קשר מתכת: מתאים לטחינת יהלומים וכו'.
קשיות כלי השחזה
קשיות הכלי השוחק תלויה בעיקר בכמות הקלסר שנוספה ובצפיפות הכלי השוחק. אם הגרגירים השוחקים נושרים בקלות, זה אומר שהקשיות של הכלי השוחק נמוך; אחרת, זה אומר שהקשיות גבוהה. רמות הקשיות מחולקות בדרך כלל לשבע רמות: רך במיוחד, רך, בינוני רך, בינוני, קשה בינוני, קשה וקשה במיוחד. ניתן לחלק את הרמות הללו למספר רמות קטנות יותר. השיטות הנפוצות ביותר למדידת קשיות של כלים שוחקים כוללות את שיטת החרוט הידני, שיטת החרוט המכאני, שיטת בודק קשיות Rockwell ושיטת בודק קשיות התזת חול.
לקשיות הכלי השוחק יש קשר מקביל עם מודול האלסטי הדינמי שלו, דבר המתאים לשימוש בשיטת השמע למדידת מודול האלסטי הדינמי של הכלי השוחק כדי לבטא את הקשיות של הכלי השוחק. בעיבוד שחיקה, אם לחומר של חומר העבודה שיש לטחון יש קשיות גבוהה, משתמשים בדרך כלל בכלים שוחקים עם קשיות נמוכה; אחרת, נעשה שימוש בכלים שוחקים בעלי קשיות גבוהה.