Отвъд твърдостта на обработвания детайл: матрицата за вземане на решения от „три-фактора“
Докато обратното правило е отправната точка, оптималната твърдост на връзката в крайна сметка се определя от динамично взаимодействие на три основни променливи:
1. Мощност и твърдост на машината
Високо{0}}мощни, твърди машини (напр. шлифовъчни машини с ЦПУ, големи мостови триони): Те могат да работят с инструменти с по-твърда връзка. Твърдината на машината потиска вибрациите, позволявайки на абразива да проникне ефективно в детайла, без да раздробява връзката. Увеличената мощност също позволява по-висока скорост на подаване, което генерира достатъчно натоварване от стружки, за да поддържа диска само-заточващ се.
Ниско{0}}мощни, по-малко твърди машини (напр. ръчни-ъглошлайфи, малки сервизни триони): Те изискват по-мека връзка. При липсата на мощност за прокарване на инструменти с твърда връзка през материала, по-меката връзка намалява съпротивлението при рязане, което прави инструмента "захапване" по-лесно и намалява натоварването върху шпиндела.
2. Скорост на подаване и дълбочина на рязане
Високи скорости на подаване и голяма дълбочина на рязане: Тези агресивни параметри увеличават механичното натоварване върху всяко абразивно зърно. За да предотвратите преждевременното разкъсване на диамантите, се препоръчва по-твърда връзка. Увеличеният натиск също така подпомага разрушаването на свързващите мостове, подпомагайки само-заточването.
Ниски скорости на подаване и плитки срезове: Нежното рязане не генерира достатъчно натиск за износване на връзката. При тези условия по-меката връзка е от съществено значение за насърчаване на ерозията на връзката и гарантиране, че песъчинките се обновяват; в противен случай колелото бързо ще се затъпи.
3. Видът на охлаждащата течност и смазването
Водо{0}}охлаждащи течности с отлично промиване: Те намаляват температурата и отмиват ефикасно стружки. Те позволяват малко по-твърдо свързване, тъй като омекването на връзката, предизвикано от топлина, е смекчено.
Сухо рязане или лошо смазване: Това създава силно триене и топлина. За да се предотврати прекомерното "размазване" или омекване на металната връзка, се предпочита по-мека връзка, тъй като тя разсейва топлината чрез по-лесно отделяне на песъчинките.
Количествено определяне на твърдостта на свързване: от супер-меко до супер-твърдо
Производителите обикновено класифицират металните връзки по скала (напр. от A до Z в някои стандарти или по стойности на твърдост по Рокуел (HRB).
За справка:
|
Степен на твърдост на свързване |
Типична гама HRB |
Предпочитани приложения за детайли |
|
Супер-мека (D–F) |
< 85 HRB |
Hardened tool steel (>HRC 60), стъкло, керамика, волфрамов карбид |
|
Мек (G–J) |
85–95 HRB |
Гранит, кварц, високо-легирана стомана, термично-обработен чугун |
|
Среден (K–M) |
95–105 HRB |
Мрамор, варовик,-стомана с общо предназначение, меки сплави |
|
Твърд (N–P) |
105–115 HRB |
Мек чугун, месинг, бронз, алуминий, зелен бетон |
|
Супер{0}}трудно (Q–S) |
>115 HRB |
Асфалт, дървесни композити, фибростъкло, пластмаса, каучук |
Забележка: Това са общи насоки; точните стойности зависят от конкретната химия на връзката (напр. връзките на базата на кобалт-са по своята същност по-здрави от връзките на базата на-бронз).
Зоната на "припокриване" и критичната роля на тестването
От решаващо значение е да се признае, че границите между тези степени на твърдост не са абсолютни. Средно{1}}твърдото свързване може да работи перфектно в твърда CNC шлифовъчна машина с високи скорости на подаване, докато същото свързване може да работи лошо в ръчна машина с ниски скорости на подаване. Освен това размерът на зърната взаимодейства с твърдостта на сцеплението: по-фините зърна (напр. #400) изискват малко по-мека връзка от по-едрите зърна (напр. #30) от същия клас, тъй като фините зърна се разрушават по-бързо и се нуждаят от по-бързо обновяване.
Окончателният избор често включва практически тестове. Обичайна промишлена практика е да се започне със среден-клас на свързване за конкретния детайл, да се наблюдава специфичната енергия на смилане (консумация на мощност) и грапавостта на повърхността и след това да се регулира твърдостта на свързване нагоре или надолу с една или две степени, докато се намери оптималният баланс.
Често срещани клопки и решения
|
Наблюдаван проблем |
Вероятна причина |
Коригиращи действия |
|
Остъкляване / следи от изгаряне |
Свържете се твърде силно; песъчинките не се самозаточват |
Преминете към по-мека връзка ИЛИ увеличете скоростта на подаване |
|
Бързо износване на колелата / Лошо запазване на формата |
Връзката е твърде мека; песъчинките са извадени твърде рано |
Преминете към по-твърда връзка ИЛИ намалете скоростта на подаване |
|
Отчупване по ръба на детайла |
Свържете твърде трудно или твърде крехко |
Използвайте по-меко, по-здраво свързване (напр. на базата на бронз-) |
|
Прекален шум/вибрация |
Залепването е твърде меко за твърдостта на машината |
Увеличете твърдостта на връзката, за да съответства на твърдостта на машината |
Заключение
Изборът на твърдост на металната връзка е много по-нюансиран от обикновена справочна таблица. Това е инженерно решение, което изисква холистично разбиране на системата „инструмент–заготовка–машина”. Обратното правило-мека връзка за твърди материали, твърда връзка за меки материали-осигурява компаса, но действителният курс се управлява от мощността на машината, скоростите на подаване, условията на охлаждащата течност и специфичните действащи механизми на износване.
Както за инженера на инструменти, така и за професионалиста в работилницата, целта не е да се намери „най-твърдата“ или „най-меката“ връзка, а най-съвместимата- връзка, която се жертва точно със същата скорост, с която абразивът се затъпява, осигурявайки остър, хладен и икономичен процес на рязане. В този деликатен акт на балансиране емпиричното тестване и внимателното наблюдение остават крайните арбитри на успеха.
