适当的修整与修整工具能优化研磨作业_技术

适当的修整与修整工具能优化研磨作业

关键词适当的修整与修整工具能优化研磨作业|2020-11-20 14:26:27|技术信息

摘要选择合适的工具并正确使用它，可以对研磨作业产生正面影响。而「了解如何选择工具」以及「要採用哪种方式来修整传统砂轮」则对优化研磨作业更加有用。

前言

研磨生产过程仰赖多个组件一起作动，来实现所需要的结果。当所有组件都经过优化并正确使用时，无论是尺寸、形状、表面处理或以上综合的加工结果，才会达到最佳效果。

我们当然可以把重点放在磨料上，并使用最好的砂轮，但研磨系统不仅止于砂轮。像是冷却液对研磨操作也有很大的影响。但是，研磨系统中最容易被忽视的部分是「修整」和「修整工具」。

一般人会通常会以高价购买优质的磨料产品，却期望使用最便宜的工具进行修整来达到最佳的性能。这就像是在高性能的汽车中添加一般的燃料一样。无论使用旋转设备还是固定工具，在许多作业中，修整工具都几乎被遗忘。直到出现表面问题、形状问题时才会开始进行调查。

选择合适的工具并正确使用它，可以对研磨作业产生正面影响。而「了解如何选择工具」以及「要採用哪种方式来修整传统砂轮」则对优化研磨作业更加有用。

区分修形(Truing)与修整(Dressing)

修形(Truing)和修整(Dressing)通常被认为是同一过程，在讨论修形或修整程序的术语时，有时会互换使用。这可能是因为，除了某些树脂结合剂或金属结合剂的产品以外，多数砂轮进行修整时都需要先离开生产线，然后才修整再重新安装，所以修形与修整这两个操作通常会同时进行。

但是，这两个操作是两种不同的过程。

修形是处理「砂轮的形状或轮廓」。而在使用新的砂轮时，则应透过修整来「改变其磨削面的状态」，使磨料發挥作用。

磨削过程中的常规修形可校正砂轮轮廓，并补偿砂轮在一般使用时造成的形状损失。正确修整砂轮能让工件保有正确的轮廓、几何形状和尺寸，以符合要求的规格。

虽然我们经常使用「修整(Dressing)」来描述修形(Truing)和修整(Dressing)，但修整(Dressing)係指恢復或改变「砂轮表面的状态」。砂轮经过修整，能恢復或改变砂轮切削力或改变工件表面粗糙度的能力。

若要使用砂轮来削除工件，要对轮面进行修整，以露出新的磨料和锋利的尖点。使砂轮能以更强的切削力，去进行切削。但是相对的，可能会使得表面较粗，粗糙度效果不理想。

被修整成这种状态的砂轮，被称为“开锋(open)”。

如果是想要得到特定的表面光洁度，修整方向则是使轮面的尖点变圆或变钝。进而增加砂轮摩擦力，以得到需要的表面光洁度。而这裡需要注意的是，儘管表面处理效果很好，但工件的去除率却很少。

被修整成这种状态的砂轮，被称为“钝化closed”。

而了解如何为研磨作业选择正确的金刚石工具也同样重要。

适当的修整工具

当要选择适当的工具时，需要考虑三个方面：

1.使用的砂轮尺寸、结合剂和磨料类型

2.砂轮所需要的形状及轮廓

3.修整工具中鑽石的质量

基本来说，砂轮就是颗石头。要在石头上形成形状，或在其上生成特定的表面，则需要比石头更硬的材料。而鑽石(金刚石)是目前已知最硬的材料，因此鑽石被使用作为修整砂轮的工具。

第一点，了解使用的砂轮尺寸、结合剂和磨料类型。能有助于确定修整工具所需要的鑽石克拉数（鑽石的大小）。无论修整工具是单颗鑽石还是多颗鑽石的规格，了解要修整的砂轮的尺寸、结合力和磨料类型，将有助于确定所需的鑽石尺寸。

儘管鑽石工具会比砂轮更坚硬，但磨粒还是会让鑽石有所损耗。鑽石的磨损量和鑽石接触砂轮的时间有关，因此较大的砂轮会需要较大的鑽石。

此图表提供所需鑽石克拉数的建议（基于砂轮尺寸），无论是单个鑽石还是多个鑽石。

以下几种情况，也建议使用大一点的鑽石：

1.砂轮厚度大于6英寸：根据鑽石与砂轮接触的时间长短来判断。

2.砂轮使用树脂结合剂：根据和陶瓷砂轮相比之下，结合剂的变化与耗损状态而定。

3.当砂轮使用较特殊的磨料时。如：陶瓷磨料。

正如同砂轮可以被修整出多种不同的形状，也有很多种不同类型的固定工具可用来修型或恢復形状。

而了解哪些可用工具最合适或最有力，将有助于缩小选择范围。

第二点，根据砂轮所需要的形状及轮廓来选择工具。

固定工具可以很简单，只有金属棒加上鑽石，例如单点工具；也可以像成型研磨的修整轮形状一样複杂。鑽石工具与砂轮的接触面，可能砂轮宽度是千分之几，或者可能再宽一点。了解每种工具的特徵和限制，有助于确定哪种工具是真正符合作业需要的。

几乎任何一种鑽石工具都可以实现直线或锥度轮廓。但要修出複杂的轮廓，就需要使用较短的专用修整器。

上图显示了专用工具和其对应可修出的複杂轮廓。

最后，选择修整工具的第三个考量因素是「鑽石的质量」，这会影响鑽石工具的价格和整体的寿命。

在业界尚未有针对鑽石质量所制定的标准，但普遍会认为，高质量的鑽石具有更长的寿命。高质量的鑽石比较没有杂质、裂纹和瑕疵，而且具有更精确的尖点。

如下图所示，所有鑽石的大小均为½克拉，但质量越高，形状和尖点就越精确。

若选择最高质量的AA级鑽石工具，更能进行「重置(Resetting)」及「重新塑形(Relapping)」程序。

重置(Resetting)係指将修整器上的鑽石重新修锐出新的尖点。

重新塑形(Relapping)是一种机械过程，用以恢復修整器的的几何形状及轮廓，还原为原始的尺寸。

两者从一开始的高端价格，随着时间而使用范围已扩散普及，因此降低了使用该工具的总成本。若使用的是质量较低的D级鑽石，则没办法进行重置。虽然它们通常较价格低廉，但是有时只使用一次就要丢弃了。

其他考量

其他需要考量的是机械的部分，会影响鑽石工具的规格，包括：柄的尺寸和样式（长度、直径、锥度）以及鑽石的轮廓（半径、尖点）。这些属性最终会取决于所使用的机器，而许多製造商可以依照需求客製鑽石工具。

常见的固定修整工具

儘管有多种固定工具可以使用，但在这裡提供一些更常见的固定修整和修整工具，以及如何正确使用这些固定工具。

单点修整器：

适用于简单的几何形状（平直形、锥形或凸形）
在表面研磨应用中非常常见
通常柄的直径为7/16或3/8英寸
移除量大
每天应旋转修整器1/8转，以延长使用寿命
可以利用具有多个尖点的鑽石进行重置
不建议在cBN /金刚石砂轮上使用

尖点/锥形修整器：

用于较複杂的几何形状，或应用于CNC
利用更高质量或CVD合成鑽石，以真空钎焊技术来固定鑽石并防止鑽石脱落
角锥形或尖点式修整器，通常是为了特定的需要而设计的，具有精确的研磨半径和角度，这些角度是根据零件或砂轮的形状去製定的通常是需要订製的。但仍可能有一些常见的形状规格。
高质量鑽石可以重新使用，使用寿命长。
工具应定期旋转180度，以延长使用寿命

如下所示，单点修整器和尖点修整器都应以微小角度，安装在砂轮的中心线处。