1引言
人造金剛石磨具是以人造金剛石作為磨料所制成的各種磨具。由于人造金剛石有著十分優(yōu)越的物理機(jī)械性能,因此,在磨削或切割光學(xué)玻璃方面得到廣泛的應(yīng)用。常見金剛石磨具有多種結(jié)合劑,包括電鍍、樹脂和青銅;切割光學(xué)玻璃時(shí),一般選擇青銅結(jié)合劑的金剛石砂輪。
但是,使用青銅結(jié)合劑金剛石砂輪切割光學(xué)玻璃最常見的問題是切割砂輪的“堵塞”鈍化。即砂輪在使用之初,切割能力強(qiáng),非常鋒利。在使用一段時(shí)間后,隨著使用時(shí)間的推移,砂輪切割能力逐漸下降,以致不能使用。引起這種現(xiàn)象的主要原因是由于青銅結(jié)合劑的結(jié)合強(qiáng)度高,導(dǎo)致金剛石砂輪“自銳性”差,鈍化的磨料顆粒無法破裂和從結(jié)合劑組織上脫落,伴之以切削對(duì)象堵塞了砂輪的容屑槽,從而降低了砂輪的切削能力。將這種現(xiàn)象稱之為“堵塞”鈍化。具體表現(xiàn)為:砂輪在使用一段時(shí)間后,砂輪割片就顯得較鈍,伴隨著切削噪音增大;砂輪 “堵塞”鈍化后,切削負(fù)荷增大,引起被切削工件的截面變得粗糙,切割質(zhì)量下降;嚴(yán)重時(shí),切割對(duì)象甚至在被切斷之前,就被增大的切削力擠斷、擠破。
2堵塞原因分析
與普通刀具一樣,砂輪磨具在使用一段時(shí)間后,也會(huì)變鈍。但普通砂輪無需重新刃磨,因?yàn)槠渚哂凶凿J性:即在切削過程中,磨料顆粒在切削力的作用下,不斷地破裂和脫落,暴露出新的切削刃口,從而長(zhǎng)期保持砂輪的鋒利。這種特性,稱之為“自銳性”。青銅結(jié)合劑的主要特點(diǎn)是結(jié)合強(qiáng)度高,也就意味著這種磨具的自銳性差,即人造金剛石磨料在變鈍后,無法自行脫落;此外,金剛石顆粒本身顆粒度較小,硬度極高,被切割的材料很難使金剛石顆粒破損,以暴露出新的切割刃口。從而使得這種砂輪自銳性極差,以致在使用一段時(shí)間后,砂輪磨具的切割能力就會(huì)急劇下降,導(dǎo)致砂輪堵塞現(xiàn)象發(fā)生。
3解決方法和機(jī)理
(1)解決方法:發(fā)現(xiàn)金剛石砂輪變鈍后,用鉗工用的油石對(duì)砂輪進(jìn)行修磨。在噴射冷卻液的情況下,金剛石砂輪以1.3~2.6m/s的線速度空轉(zhuǎn)(無需將其從工作位置拆下)。操作人員借助一塊長(zhǎng)方形鉗工油石,手動(dòng)進(jìn)給,讓油石緩緩地、平穩(wěn)地接觸金剛石砂輪的工作表面(進(jìn)給速度30mm/min),至全部工作表面與油石接觸后,保持接觸2s; 然后將油石迅速退離,修磨即告完成。
經(jīng)油石修磨過的金剛石砂輪,一般均可鋒利如初,恢復(fù)其切削能力;生產(chǎn)率、切割斷面質(zhì)量顯著提高,效果極好。
(2)機(jī)理分析:這種方法的原理是利用油石的磨料顆粒,在高速運(yùn)動(dòng)中,借助切削力,強(qiáng)制部分變鈍 的金剛石磨料顆粒破損或者從青銅結(jié)合劑組織上脫落,從而暴露出新的切削刃,以達(dá)到是金剛石刀具重新鋒利的目的。這種方法有別于砂輪的自銳現(xiàn)象:自銳是指在切削過程中,切削對(duì)象在被切削的同時(shí),也同時(shí)強(qiáng)迫磨料顆粒脫落。而這種方法是借助于切削磨具和切削對(duì)象以外的工具、人為地實(shí)現(xiàn)磨料脫落的目的,因此,稱之為強(qiáng)制自銳。
須注意的事,這種方法和普通刀具的重磨一樣,都是以砂輪或刀具的消耗作為代價(jià)的,修磨后,金剛石刀具的尺寸和形狀都會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化,因此,運(yùn)用這種方法時(shí),正確選擇油石的種類和掌握修磨頻度尤為重要。
4修磨涉及的幾個(gè)問題
(1)修磨頻度的掌握:由于每次修磨都會(huì)造成金剛石砂輪的消耗,因此,修磨的頻度在滿足使用要求的前提下,不可太過頻繁,應(yīng)當(dāng)結(jié)合切割要求確定。影響因素有如下幾個(gè):
①生產(chǎn)率:生產(chǎn)率要求高,則修磨頻度高些,以使砂輪及時(shí)保持鋒利。
②工件切割表面質(zhì)量要求:若對(duì)工件的切割表面質(zhì)量要求高,則修磨頻度也應(yīng)高些。因?yàn)樽冣g后的砂輪,切割出的斷面表面粗糙??梢杂蒙拜喅叽绲目焖傧膩頁Q取切割的高質(zhì)量。
③金剛石濃度:金剛石濃度高的砂輪,其切割能力強(qiáng),結(jié)合能力就相應(yīng)較弱,這種較弱的結(jié)合能力,使得砂輪具有一定的自銳能力,故修磨頻度可以相應(yīng)選擇低一些。以現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)反映,若75%濃度的砂輪單位時(shí)間內(nèi)須修磨10次,則100%濃度的砂輪同樣時(shí)間內(nèi)則只須修磨3次即可。
(2)冷卻液的選擇:冷卻液可以選用家用洗滌劑。濃度在0.5%~2%即可。修磨時(shí)的冷卻液流量須與切割工件時(shí)的冷卻液流量相同。
(3)油石種類及粒度的選擇:修磨所用油石,以綠碳化硅油石為最佳,其修磨效率高,效果明顯,因此,據(jù)目前的實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,推薦使用該種油石。粒度選擇范圍在80#~200#之間。粒度大的油石,修磨效果明顯,但修磨后的金剛石砂輪表面稍顯粗糙。具體選擇可根據(jù)切割要求確定。
5結(jié)語
使用油石對(duì)金剛石砂輪進(jìn)行強(qiáng)制“自銳”,是個(gè)很好的方法。為更好地達(dá)到提高切割截面質(zhì)量并同時(shí)兼顧砂輪使用壽命的目的,在修磨過程中,一方面要掌握好“強(qiáng)制自銳”的修磨周期,一方面還要掌握好油石的相關(guān)技術(shù)參數(shù)、冷卻液的流量、砂輪線速度等技術(shù)參數(shù),以期達(dá)到最佳效果。實(shí)踐證明,油石強(qiáng)制自銳法是一種很好地解決金剛石砂輪鈍化的手段,數(shù)年來使用效果良好。值得在業(yè)界大力推廣。
1引言
人造金剛石磨具是以人造金剛石作為磨料所制成的各種磨具。由于人造金剛石有著十分優(yōu)越的物理機(jī)械性能,因此,在磨削或切割光學(xué)玻璃方面得到廣泛的應(yīng)用。常見金剛石磨具有多種結(jié)合劑,包括電鍍、樹脂和青銅;切割光學(xué)玻璃時(shí),一般選擇青銅結(jié)合劑的金剛石砂輪。
但是,使用青銅結(jié)合劑金剛石砂輪切割光學(xué)玻璃最常見的問題是切割砂輪的“堵塞”鈍化。即砂輪在使用之初,切割能力強(qiáng),非常鋒利。在使用一段時(shí)間后,隨著使用時(shí)間的推移,砂輪切割能力逐漸下降,以致不能使用。引起這種現(xiàn)象的主要原因是由于青銅結(jié)合劑的結(jié)合強(qiáng)度高,導(dǎo)致金剛石砂輪“自銳性”差,鈍化的磨料顆粒無法破裂和從結(jié)合劑組織上脫落,伴之以切削對(duì)象堵塞了砂輪的容屑槽,從而降低了砂輪的切削能力。將這種現(xiàn)象稱之為“堵塞”鈍化。具體表現(xiàn)為:砂輪在使用一段時(shí)間后,砂輪割片就顯得較鈍,伴隨著切削噪音增大;砂輪 “堵塞”鈍化后,切削負(fù)荷增大,引起被切削工件的截面變得粗糙,切割質(zhì)量下降;嚴(yán)重時(shí),切割對(duì)象甚至在被切斷之前,就被增大的切削力擠斷、擠破。
2堵塞原因分析
與普通刀具一樣,砂輪磨具在使用一段時(shí)間后,也會(huì)變鈍。但普通砂輪無需重新刃磨,因?yàn)槠渚哂凶凿J性:即在切削過程中,磨料顆粒在切削力的作用下,不斷地破裂和脫落,暴露出新的切削刃口,從而長(zhǎng)期保持砂輪的鋒利。這種特性,稱之為“自銳性”。青銅結(jié)合劑的主要特點(diǎn)是結(jié)合強(qiáng)度高,也就意味著這種磨具的自銳性差,即人造金剛石磨料在變鈍后,無法自行脫落;此外,金剛石顆粒本身顆粒度較小,硬度極高,被切割的材料很難使金剛石顆粒破損,以暴露出新的切割刃口。從而使得這種砂輪自銳性極差,以致在使用一段時(shí)間后,砂輪磨具的切割能力就會(huì)急劇下降,導(dǎo)致砂輪堵塞現(xiàn)象發(fā)生。
3解決方法和機(jī)理
(1)解決方法:發(fā)現(xiàn)金剛石砂輪變鈍后,用鉗工用的油石對(duì)砂輪進(jìn)行修磨。在噴射冷卻液的情況下,金剛石砂輪以1.3~2.6m/s的線速度空轉(zhuǎn)(無需將其從工作位置拆下)。操作人員借助一塊長(zhǎng)方形鉗工油石,手動(dòng)進(jìn)給,讓油石緩緩地、平穩(wěn)地接觸金剛石砂輪的工作表面(進(jìn)給速度30mm/min),至全部工作表面與油石接觸后,保持接觸2s; 然后將油石迅速退離,修磨即告完成。
經(jīng)油石修磨過的金剛石砂輪,一般均可鋒利如初,恢復(fù)其切削能力;生產(chǎn)率、切割斷面質(zhì)量顯著提高,效果極好。
(2)機(jī)理分析:這種方法的原理是利用油石的磨料顆粒,在高速運(yùn)動(dòng)中,借助切削力,強(qiáng)制部分變鈍 的金剛石磨料顆粒破損或者從青銅結(jié)合劑組織上脫落,從而暴露出新的切削刃,以達(dá)到是金剛石刀具重新鋒利的目的。這種方法有別于砂輪的自銳現(xiàn)象:自銳是指在切削過程中,切削對(duì)象在被切削的同時(shí),也同時(shí)強(qiáng)迫磨料顆粒脫落。而這種方法是借助于切削磨具和切削對(duì)象以外的工具、人為地實(shí)現(xiàn)磨料脫落的目的,因此,稱之為強(qiáng)制自銳。
須注意的事,這種方法和普通刀具的重磨一樣,都是以砂輪或刀具的消耗作為代價(jià)的,修磨后,金剛石刀具的尺寸和形狀都會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化,因此,運(yùn)用這種方法時(shí),正確選擇油石的種類和掌握修磨頻度尤為重要。
4修磨涉及的幾個(gè)問題
(1)修磨頻度的掌握:由于每次修磨都會(huì)造成金剛石砂輪的消耗,因此,修磨的頻度在滿足使用要求的前提下,不可太過頻繁,應(yīng)當(dāng)結(jié)合切割要求確定。影響因素有如下幾個(gè):
①生產(chǎn)率:生產(chǎn)率要求高,則修磨頻度高些,以使砂輪及時(shí)保持鋒利。
②工件切割表面質(zhì)量要求:若對(duì)工件的切割表面質(zhì)量要求高,則修磨頻度也應(yīng)高些。因?yàn)樽冣g后的砂輪,切割出的斷面表面粗糙??梢杂蒙拜喅叽绲目焖傧膩頁Q取切割的高質(zhì)量。
③金剛石濃度:金剛石濃度高的砂輪,其切割能力強(qiáng),結(jié)合能力就相應(yīng)較弱,這種較弱的結(jié)合能力,使得砂輪具有一定的自銳能力,故修磨頻度可以相應(yīng)選擇低一些。以現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)反映,若75%濃度的砂輪單位時(shí)間內(nèi)須修磨10次,則100%濃度的砂輪同樣時(shí)間內(nèi)則只須修磨3次即可。
(2)冷卻液的選擇:冷卻液可以選用家用洗滌劑。濃度在0.5%~2%即可。修磨時(shí)的冷卻液流量須與切割工件時(shí)的冷卻液流量相同。
(3)油石種類及粒度的選擇:修磨所用油石,以綠碳化硅油石為最佳,其修磨效率高,效果明顯,因此,據(jù)目前的實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,推薦使用該種油石。粒度選擇范圍在80#~200#之間。粒度大的油石,修磨效果明顯,但修磨后的金剛石砂輪表面稍顯粗糙。具體選擇可根據(jù)切割要求確定。
5結(jié)語
使用油石對(duì)金剛石砂輪進(jìn)行強(qiáng)制“自銳”,是個(gè)很好的方法。為更好地達(dá)到提高切割截面質(zhì)量并同時(shí)兼顧砂輪使用壽命的目的,在修磨過程中,一方面要掌握好“強(qiáng)制自銳”的修磨周期,一方面還要掌握好油石的相關(guān)技術(shù)參數(shù)、冷卻液的流量、砂輪線速度等技術(shù)參數(shù),以期達(dá)到最佳效果。實(shí)踐證明,油石強(qiáng)制自銳法是一種很好地解決金剛石砂輪鈍化的手段,數(shù)年來使用效果良好。值得在業(yè)界大力推廣。