在磨削加工中,砂轮的性能与形状对于加工品质与效率至关重要。然而,随着使用时间的增加,砂轮的磨粒会钝化或堵塞,影响其切削能力。因此,适当的砂轮修整(Truing & Dressing)成为确保加工精度与稳定性的关键。
市面上的修整工具千奇百种,选择合适的修整工具不仅能恢复砂轮的几何形状,还能保持其切削能力,提高加工效率并延长砂轮寿命。本篇文章将从砂轮尺寸与材质、所需轮廓形状、以及金刚石修整工具的品质三个方面,探讨如何选择最适合的修整工具,以满足不同的加工需求。
目录
削整与削锐
修整(Truing)介紹
修整是指对砂轮的研磨面进行修整,使其达到所需的形状与平整度,并确保与砂轮轴心保持同心的作业。修整后的砂轮表面非常平滑,并且磨料晶体的突出部分相对较少。
修锐(Dressing)介绍
修锐是指将砂轮表面上包围在磨料附近的结合剂移除,使磨料的锐角能适当地暴露于砂轮表面,从而恢复或提升砂轮的研磨能力。
(延伸阅读:什么是砂轮的修整与修锐)
如何选择适合的削整工具
我们可以从以下三个方面去选择适合的工具:
- 砂轮的尺寸、结合剂及磨料类型
- 砂轮所需的形状及轮廓
- 修整工具中金刚石的品质
1. 砂轮的尺寸、结合剂及磨料类型
砂轮就像是雕塑一样,想要雕刻出希望的形状或是特定的表面,必须使用比砂轮更硬的材料进行修整,而金刚石是目前已知最硬的材料,因此被广泛用于修整工具。
第一步,了解砂轮的尺寸、结合剂和磨料类型,有助于确定修整工具所需的金刚石克拉数(即金刚石大小)。无论使用单颗或多颗金刚石的修整工具,都应根据砂轮的尺寸、结合剂类型及磨料特性来选择合适的修整工具中的金刚石尺寸。
金刚石虽然比砂轮更坚硬,但在修整过程中仍会磨损。金刚石的损耗程度取决于金刚石与砂轮接触的时间,因此较大的砂轮通常需要较大的金刚石。此外,以下情况也建议使用较大尺寸的金刚石:
- 砂轮厚度超过6英寸:接触时间较长,需使用较大金刚石以提升耐用性。
- 使用树脂结合剂砂轮:与陶瓷砂轮相比之下,树脂结合剂也会影响金刚石的损耗程度。
- 特殊磨料砂轮(如陶瓷磨料):较硬的磨料对金刚石造成的磨损较大,需提高钻金刚石品质及尺寸。
以下是砂轮外径与修刀金刚石尺寸对照表:
砂轮外径 | 建议最小的金刚石尺寸 |
8吋以下(≦203mm) | 1/8克拉 |
9~12吋(204~304mm) | 1/4克拉 |
13~20吋(305~508mm) | 1/3克拉 |
21~29吋(509~736mm) | 1/2克拉 |
30~36吋(737~914mm) | 3/4克拉 |
37吋以上(≧915mm) | 1+克拉 |
厚度≧6吋 | 金刚石尺寸再加大 |
2. 砂轮所需的形状及轮廓
不同的修整工具适用于不同的砂轮形状及轮廓。例如:
- 简易型修整工具:适用于基本修整或是圆弧形修整。如:磨料工具、刀板型工具、单点修整器、锥形修整器。
- 复杂复合型修整工具:修出更复杂的形状。如:刀板型工具、锥形修整器。
金刚石工具与砂轮的接触面虽然可能只有小小一点。但是,选择适合的削整工具却能够为加工带来最大效益的影响。 ※注意:虽然大多数金刚石工具均可修整直线或锥度轮廓,但若需修出复杂轮廓,则应使用较短的专用修整工具。
3. 修整工具中金刚石的品质
金刚石的品质影响修整工具的价格与寿命。业界虽未有统一标准,但普遍认为高品质金刚石寿命更长。高品质金刚石的特点包括:
- 较少杂质、裂纹与瑕疵
- 形状与尖点更精确
此外,高品质金刚石工具(如AA级)可进行重置(Resetting)及重新塑形(Relapping),进一步延长使用寿命:
- 重置:重新修锐金刚石尖点,以延长工具寿命。
- 重新塑形:透过机械方式恢复修整器的几何形状与轮廓,使其恢复至原始尺寸。
虽然高品质金刚石工具价格较高,但是可进行维修与再利用,长期下来可降低使用成本。相较之下,低品质钻石(如D级)无法进行重置,虽然价格较低,但可能仅能使用一次便需更换。
削整工具与结合剂之间该如何选择
不同结合剂具有不同的特性,有些修刀并不适合使用在某些结合剂上,例如:金属结合剂砂轮不适合用单石金刚石修刀来修整,砂轮的高硬度与耐磨性,单石金刚石修刀容易过度磨损、崩裂或钝化,更有可能出现烧结现象。
树脂 | 金属 | 陶瓷 | 电铸 | |
金属黏结金刚石修刀 | + | ▲ | + | NA |
单石金刚石修刀 | ▲ | - | + | NA |
动力回转削整器 | + | + | + | NA |
刹车式削整器 | + | + | - | NA |
艾玛合金(软钢/钼钢) | ▲ | - | - | NA |
电铸/金属结合金刚石块状工具 | + | + | + | NA |
碳化矽砂轮研磨 | ▲ | + | - | NA |
上表是常用的修整工具与结合剂之间的适合性:
※注:
- +:推荐使用
- ▲:某种情况下,可以使用
- -:不推荐使用
※注意:电铸结合剂砂轮仅涂覆一层,不需要削整与削锐
选择适合的工具不仅能提高修整效率与精度,更能延长工具的使用寿命。
有哪些常见的修整工具?
最常使用的削整工具前三名分别是:
- 金属黏结金刚石修刀
- 动力回转式削整工具
- 单石金刚石修刀
下表为常见所使用削整工具的比例:
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常见的修整工具
天然金刚石单石修刀>>>天然单石修刀
多石金刚石修刀>>>多石修刀
- ※是以几颗较小的金刚石同时撞击砂轮 , 让金刚石修刀可以在不同研磨上完成修锐 、 修整的作业 。
- ※新的修整器,需要先磨3~5次,约磨掉在0.005英寸,才能以露出金刚石的部分。
- 适合:用于大直径砂轮或盘形砂轮、无心研磨或大口径砂轮修整。
圓錐修刀>>>圆锥修刀
成型修刀>>>成型修刀
CVD成型修刀>>>CVD成型修刀
- ※用于砂轮之成型修整,或内、外弧之成型修整。
- ※利用三个金刚石的锋利尖角 , 同时对磨床砂轮修整 , 修整效率及砂轮精度可有效提升 , 所以也称为 三点修刀 。
- 适合:航空航太,机床组件,汽车零部件等磨床砂轮。
结合修刀>>>結合修刀 (DI Series)
结论
选择适合的砂轮修整工具需要考量砂轮的尺寸与材质、所需的形状与轮廓、以及修整工具中金刚石的品质。适当的修整工具不仅能有效恢复砂轮的切削能力与形状,还能提升加工精度与生产效率。
此外,修整工具与砂轮结合剂的适配性也是关键因素,选择不当可能导致修整工具过度磨损或影响加工效果。例如,金属结合剂砂轮不适合使用单石金刚石修刀,因为其高硬度可能加速金刚石的崩裂与损耗。
目前市场上最常见的修整工具包括金属黏结金刚石修刀、动力回转式削整工具与单石金刚石修刀,各具优势,适用于不同的加工需求。透过选择适当的修整工具,不仅能提高修整效率与精度,还能有效降低生产成本并延长工具寿命。
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