Csiszoló és csiszolószerszámok fejlesztése és alkalmazása

A csiszolószerszámok köszörülésre, lelapolásra és polírozásra használt eszközök. A csiszolószerszámok többsége csiszoló- és kötőanyagból készült mesterséges szerszám, és vannak közvetlenül természetes ásványokból előállított természetes csiszolóeszközök is. Amellett, hogy széles körben használják a gépgyártásban és más fémfeldolgozó iparágakban, a csiszolószerszámokat az élelmiszer-feldolgozásban, a papírgyártásban és a nem fémes anyagok, például kerámia, üveg, kő, műanyag, gumi és fa feldolgozásakor is használják. A csiszolószerszámok használata során, amikor a csiszolószemcsék tompultak, maguk a csiszolószemcsék részleges töredezése vagy a kötőanyag törése miatt a csiszolószemcsék részben vagy teljesen leesnek a csiszolószerszámról, a csiszolóanyag pedig a csiszolószemcsék munkafelületén. a csiszolószerszám folyamatosan új vágóéleket jelenít meg, vagy folyamatosan új éles csiszolószemcséket tesz közzé, így a csiszolószerszám bizonyos ideig képes fenntartani a vágási teljesítményt időszak. A csiszolószerszámok önélező tulajdonsága a csiszolószerszámok kiemelkedő jellemzője az általános vágószerszámokhoz képest.

Az emberek már a neolitikumban elkezdték a természetes köszörűköveket kőkések, kőbalták, csontszerszámok, szarvszerszámok és fogszerszámok feldolgozására használni. 1872-ben jelentek meg az Egyesült Államokban a természetes csiszolóanyagokból és agyagból készült kerámia csiszolókorongok. 1900 körül jöttek létre a mesterséges csiszolóanyagok, sorra készültek a különféle mesterséges csiszolóanyagokból készült csiszolószerszámok, amelyek megteremtették a feltételeket a köszörű- és csiszológépek rohamos fejlődéséhez. Azóta fokozatosan csökkent a természetes csiszolószerszámok aránya a köszörűszerszámokban.

A csiszolóanyagokat nyersanyagforrásuk alapján két kategóriába sorolják: természetes csiszolóanyagok és mesterséges csiszolóanyagok. A gépiparban általánosan használt egyetlen természetes csiszolóanyag az olajkő. A mesterséges csiszolóanyagokat alapvető formájuk és szerkezeti jellemzőik alapján öt kategóriába sorolják: csiszolókorongok, csiszolófejek, olajkövek, homoklapok (összefoglaló néven ragasztott csiszolóanyagok) és bevonatos csiszolóanyagok. Ezenkívül a csiszolóanyagokat is a csiszolóanyagok egyik típusaként szokás besorolni.

A ragasztott csiszolóanyagok a használt csiszolóanyagok szerint általános csiszolókötésű csiszolóanyagokra és szuperkemény csiszolókötésű csiszolóanyagokra oszthatók. Az előbbi általános csiszolóanyagokból, például korundból és szilícium-karbidból, míg az utóbbi szuperkemény csiszolóanyagokból, például gyémántból és köbös bór-nitridből készül. Ezen kívül vannak speciális fajták, például szinterezett korund csiszolóanyagok.

A közönséges csiszolóanyaggal kötött csiszolóanyagok olyan csiszolóanyagok, amelyeket egy kötőanyag köt össze, hogy egy bizonyos formát és szilárdságot hozzon létre. Általában csiszolóanyagokból, kötőanyagokból és pórusokból állnak, amelyeket gyakran a kötött csiszolóanyagok három elemének neveznek.

A csiszolóanyagok vágószerepet töltenek be a csiszolószerszámban. A kötőanyag az az anyag, amely a laza csiszolóanyagot a csiszolószerszámba tömöríti. Két típusa van: szervetlen és szerves. A szervetlen kötőanyagok közé tartozik a kerámia, a magnézium-oxid és a nátrium-szilikát stb.; szerves kötőanyagok közé tartoznak a gyanták, a gumi és a sellak stb. Ezek közül a kerámiák, gyanták és gumi kötőanyagok a leggyakrabban használtak.

Az őrlés során a pórusok tartalmazhatják és eltávolíthatják a forgácsot, valamint hűtőfolyadékot is tarthatnak, ami segít elvezetni az őrlési hőt. Bizonyos speciális feldolgozási követelmények teljesítése érdekében a pórusokat bizonyos töltőanyagokkal, például kénnel és paraffinnal is át lehet impregnálni a csiszolószerszám teljesítményének javítása érdekében. Ezt a töltőanyagot a csiszolószerszám negyedik elemének is nevezik.

A közönséges csiszolókötésű csiszolószerszámok jellemzőit jelzik a következők: alak, csiszolóanyag mérete, részecskeméret, keménység, szerkezet, hátlap, hordozóragasztó és kötőanyag. A csiszolószerszámok keménysége a csiszolószerszámok felületéről külső erő hatására leeső csiszolószemcsék nehézségére utal, ami tükrözi a kötőanyag szilárdságát a csiszolószemcsék megtartásához.

A csiszolószerszám keménysége elsősorban a hozzáadott kötőanyag mennyiségétől és a csiszolószerszám sűrűségétől függ. Ha a csiszolószemcsék könnyen leesnek, az azt jelenti, hogy a csiszolószerszám alacsony keménységű; ellenkező esetben azt jelenti, hogy a keménység nagy. A keménységi szintet általában hét fő szintre osztják: szuperlágy, puha, közepesen lágy, közepes, közepesen kemény, kemény és szuperkemény. Ezek a szintek további kis szintre oszthatók. A csiszolószerszámok keménységének mérési módszerei a kézi kúpos módszer, a mechanikus kúpos módszer, a Rockwell keménységmérő módszer és a homokfúvásos keménységmérő módszer.

A csiszolószerszám keménysége ennek megfelelő összefüggésben van a dinamikus rugalmassági modulusával, ami alkalmas arra, hogy audio módszerrel mérjük a csiszolószerszám dinamikus rugalmassági modulusát, hogy kifejezzük a csiszolószerszám keménységét. A köszörülési folyamatban, ha a munkadarab anyagkeménysége nagy, általában alacsony keménységű csiszolószerszámot választanak; ellenkező esetben nagy keménységű csiszolószerszámot kell választani.

A csiszolószerszámok mikroszerkezete nagyjából három kategóriába sorolható: feszes, közepes és laza. Az egyes kategóriák további szintre oszthatók, melyeket mikrostruktúraszámok különböztetnek meg. Minél nagyobb a csiszolószerszám mikroszerkezetszáma, annál kisebb a csiszolóanyag térfogatszázaléka a csiszolószerszámban, annál szélesebb a rés a csiszolószemcsék között, és annál lazább a mikroszerkezet. Ezzel szemben minél kisebb a mikrostruktúra száma, annál szorosabb a mikrostruktúra. A laza mikroszerkezetű csiszolószerszámok használat közben nem könnyen passziválhatók, a csiszolási folyamat során kevesebb hőt termelnek, és csökkenthetik a munkadarab hődeformációját és égési sérüléseit. A szűk mikroszerkezetű csiszolószerszámok csiszolószemcséi nem könnyen esnek le, ami elősegíti a csiszolószerszám geometriai alakjának megőrzését. A csiszolószerszám mikroszerkezetét a gyártás során csak a csiszolószerszám képletének megfelelően szabályozzák, és általában nem mérik.