在磨削加工中,砂輪的削整是一項關鍵工序,直接影響加工精度、效率與穩定性。
不同類型的砂輪,其削整目的與方法皆有所不同。例如,傳統磨料砂輪主要透過削整來去除鈍化的磨粒,恢復切削能力;而超級磨料砂輪則著重於維持形狀精度、提升切削性能並防止表面堵塞。
此外,不同結合劑的砂輪,如樹脂、金屬、陶瓷及電鑄結合劑,其削整方式亦有所差異。
本文將探討各類砂輪的削整需求與方法,並分析不同削整設備對加工品質的影響,以幫助讀者選擇適合的削整策略,確保最佳的研磨效果。
目錄
砂輪結合劑介紹
樹脂結合劑
代號為:R
樹脂結合劑以合成樹脂或天然樹脂為基材,廣泛應用於砂輪與磨具製造。由於樹脂具備優良的耐高速迴轉與彈性,使其在磨削過程中能提供高效率與良好的靈活性。這種結合劑特性特別適用於粗磨、精細研磨及自由研磨等多種加工方式,尤其適合需要快速切削與高效去除材料的場合。
陶瓷結合劑
代號為:V
陶瓷接合劑主要成分是黏土、長石、石英,這些材料在1200度的高溫下會燒結成堅硬的結構,由於是採用玻璃質結合材料製成,屬於有氣孔構造,使砂輪具有更佳的鋒利度,加工精密度高。 陶瓷結合劑沒有彈性,更適合在高精度研磨加工。
金屬結合劑
代號為:M
金屬結合劑是由金屬粉末製成主要成分包含青銅結合劑和電鍍結合劑兩大類。結合劑的磨粒的保持力強、耐久性佳,壽命是所有結合劑裡面最長的,而且能夠保持良好的形狀,故能承受較大的負荷。適合用於鎢鋼等硬質合金強力成型用, 也可用於硬脆材料 (陶瓷,玻璃,石英,石材,藍寶石,矽…等) 研磨加工。
電鑄結合劑
代號為:P
電鑄結合劑利用電鍍技術將磨料固定在台金上,通常以鎳或銅作為結合材料。這種結合劑的結合強度相對較高,通常將單層或多層磨粒通過電鍍附著於台金上,因此砂輪壽命最短。但特別適合加工超硬材料,如鑽石或氮化硼(CBN)砂輪。電鑄結合劑的特色是高精度和最強的切削力,常用於需要高速和高精度的磨削作業中。
(延伸閱讀:砂輪性能的關鍵角色-結合劑)
傳統VS.超級磨料砂輪的削整理由
Q.為何傳統磨料砂輪需要削整?
A.傳統磨料砂輪的削銳主要是為了去除鈍化的磨粒,讓新的銳利磨粒露出,以恢復砂輪的切削能力。因此,新砂輪安裝後或使用一段時間後都需要定期削整。
Q.為何超級磨料砂輪需要削整?
A.超級砂輪的削整目的完全不同,主要是為了維持砂輪的形狀精度、改善切削性能並防止磨粒表面堵塞,以確保穩定的加工效果與較長的使用壽命。
不同結合劑的砂輪該如何削整
1.樹脂與金屬結合劑 CBN 砂輪的削整
樹脂和金屬結合劑CBN砂輪幾乎需要兩個階段削整工作
- 第一階段-削整:修正砂輪磨削面,使其達到所需的形狀與平整度。
- 第二階段-削銳:去除包覆磨粒的結合劑,使磨料銳角完全露出,確保研磨性能。
這些削整工作通常是在砂輪安裝到磨床後進行。
※注意:有些砂輪在出廠前已經完成削整與削銳,能夠立即投入使用。但這種情況是要要求客戶的磨床心軸與砂輪安裝筒夾處於正常狀態,並且偏擺量極小,以確保加工精度。
(延伸閱讀:如何控制研磨加工的表面粗糙度?提升表面品質)
在實際使用過程中,為了維持砂輪的形狀,仍需要適時進行削整與削銳,確保穩定的加工品質。
注意:金屬法的修正如遇難以修整的狀況時,需要送回工廠進行表面電解,使結合劑脫落,暴露出磨料。
2.陶瓷結合劑砂輪的削整
陶瓷結合劑CBN砂輪,因其結合劑的特性,在初次使用或需要重塑形狀時,通常還是需要兩個階段的削整。
然而大部分氣孔性陶瓷結合劑CBN砂輪,由於其特殊的氣孔結構,使得磨粒更容易暴露出來。 因此,在某些情況下,可以將削整和削銳兩個階段合併為一個階段完成,更加省時且高效。
※注意:並非所有氣孔性陶瓷CBN砂輪都只需要一個階段。 具體情況還需要根據砂輪的規格、用途、以及研磨工件的材質等因素來決定是一個階段就好還是需要兩個階段。
Q.那電鑄法砂輪該如何削整?
電鑄法砂輪是唯一不需要削整及削銳的砂輪。磨料僅薄薄一層在台金上,如果進行削整的話磨料就會掉光光,無法使用砂輪。
A.如果砂輪磨粒脫落嚴重可以選擇重新電鑄或訂製新品,且重新電鑄的話是可以更換粒度的!
(延伸閱讀:目前的砂輪狀態如何-電鑄砂輪篇)
Q.可以不使用磨床而用其他設備來削整嗎?
A.可以的,雖然可以在磨床上直接進行,但有時也會使用其他設備如車床或專用削整機,例如:在車床或是特殊設計的單能機來完成,這一類小型設備都很容易與現有磨床互相配合使用。
然而,需要特別注意這類設備主軸偏擺等問題,如果這一類用來專門削整砂輪的設備主軸偏擺太大或是磨床本身主軸不準,會影響到砂輪的準確度。
結論
砂輪的削整是確保磨削精度與效率的重要步驟,不同類型與結合劑的砂輪,其削整方式與目的皆有所不同。傳統磨料砂輪主要透過削整來去除鈍化磨粒,恢復切削性能;而超級磨料砂輪的削整則是為了維持形狀精度、提升研磨性能並防止堵塞。
不同結合劑的砂輪削整方式亦有所區別,樹脂與金屬結合劑 CBN 砂輪通常需經過削整與削銳兩個階段,而陶瓷結合劑 CBN 砂輪則可能根據氣孔結構決定是否合併為單一削整步驟。電鑄法砂輪則完全不需要削整,因其磨料層極薄,削整反而會導致磨粒脫落,使砂輪無法使用。此外,雖然削整工作通常在磨床上進行,但某些情況下可使用車床或專用削整機來完成。然而,無論使用何種設備,需特別注意主軸的偏擺與精度,以確保削整後的砂輪能夠保持最佳的研磨效果與加工品質。
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