Pengembangan dan penerapan alat abrasif dan gerinda

Alat abrasif adalah alat yang digunakan untuk menggiling, memukul-mukul, dan memoles. Kebanyakan alat abrasif merupakan alat buatan yang terbuat dari bahan abrasif dan bahan pengikat, ada juga alat abrasif alami yang langsung diolah dari mineral alami. Selain banyak digunakan dalam pembuatan mesin dan industri pengolahan logam lainnya, alat abrasif juga digunakan dalam pengolahan makanan, industri pembuatan kertas dan pengolahan bahan non-logam seperti keramik, kaca, batu, plastik, karet, dan kayu. Selama penggunaan alat abrasif, ketika butiran abrasif tumpul, karena fragmentasi sebagian dari butiran abrasif itu sendiri atau pecahnya bahan pengikat, butiran abrasif sebagian atau seluruhnya jatuh dari alat abrasif, dan bahan abrasif pada permukaan kerja alat abrasif. alat abrasif terus menerus memunculkan tepi potong baru, atau terus menerus memunculkan butiran abrasif tajam baru, sehingga alat abrasif dapat mempertahankan kinerja pemotongan dalam jangka waktu tertentu. Sifat alat abrasif yang mengasah sendiri ini merupakan ciri yang menonjol dari alat abrasif dibandingkan dengan alat pemotong pada umumnya.

Pada awal Zaman Neolitikum, manusia sudah mulai menggunakan batu gerinda alami untuk mengolah pisau batu, kapak batu, perkakas tulang, perkakas tanduk, dan perkakas gigi. Pada tahun 1872, roda gerinda keramik yang terbuat dari bahan abrasif alami dan tanah liat muncul di Amerika Serikat. Sekitar tahun 1900, bahan abrasif buatan muncul, dan berbagai alat gerinda yang terbuat dari bahan abrasif buatan diproduksi satu demi satu, menciptakan kondisi bagi perkembangan pesat mesin gerinda dan gerinda. Sejak itu, proporsi alat gerinda alami pada alat gerinda secara bertahap menurun.

Bahan abrasif diklasifikasikan menjadi dua kategori menurut sumber bahan bakunya: bahan abrasif alami dan bahan abrasif buatan. Satu-satunya bahan abrasif alami yang umum digunakan dalam industri permesinan adalah batu minyak. Bahan abrasif buatan diklasifikasikan menjadi lima kategori menurut bentuk dasar dan karakteristik strukturalnya: roda gerinda, kepala gerinda, batu minyak, ubin pasir (secara kolektif disebut sebagai bahan abrasif terikat) dan bahan abrasif berlapis. Selain itu, bahan abrasif juga lazim digolongkan ke dalam jenis bahan abrasif.

Bahan abrasif berikat dapat dibagi menjadi bahan abrasif berikat abrasif biasa dan bahan abrasif berikat super keras sesuai dengan bahan abrasif yang digunakan. Yang pertama terbuat dari bahan abrasif umum seperti korundum dan silikon karbida, sedangkan yang kedua terbuat dari bahan abrasif super keras seperti berlian dan boron nitrida kubik. Selain itu, ada beberapa varietas khusus, seperti bahan abrasif korundum yang disinter.

Bahan abrasif berikat abrasif biasa adalah bahan abrasif yang diikat dengan bahan pengikat sehingga membentuk bentuk tertentu dan mempunyai kekuatan tertentu. Umumnya terdiri dari bahan abrasif, bahan pengikat dan pori-pori, yang sering disebut sebagai tiga elemen bahan abrasif terikat.

Bahan abrasif berperan dalam pemotongan alat gerinda. Pengikat adalah bahan yang mengkonsolidasikan bahan abrasif lepas ke dalam alat gerinda. Ada dua jenis: anorganik dan organik. Pengikat anorganik termasuk keramik, magnesia dan natrium silikat, dll.; pengikat organik termasuk resin, karet dan lak, dll. Diantaranya, keramik, resin dan pengikat karet adalah yang paling umum digunakan.

Selama penggilingan, pori-pori dapat menampung dan menghilangkan serpihan, dan juga dapat menampung cairan pendingin, yang membantu menghilangkan panas penggilingan. Untuk memenuhi persyaratan pemrosesan khusus tertentu, pori-pori juga dapat diresapi dengan bahan pengisi tertentu, seperti belerang dan parafin, untuk meningkatkan kinerja alat abrasif. Pengisi ini disebut juga elemen keempat dari alat abrasif.

Hal-hal yang menunjukkan ciri-ciri alat abrasif berikat abrasif biasa antara lain: bentuk, ukuran bahan abrasif, ukuran partikel, kekerasan, struktur, bahan pendukung, lem pendukung dan bahan pengikat. Kekerasan alat abrasif mengacu pada sulitnya butiran abrasif terlepas dari permukaan alat abrasif akibat pengaruh gaya luar, yang mencerminkan kekuatan bahan pengikat untuk menahan butiran abrasif.

Kekerasan alat abrasif terutama bergantung pada jumlah bahan pengikat yang ditambahkan dan kepadatan alat abrasif. Jika partikel abrasif mudah rontok, berarti kekerasan alat abrasif tersebut rendah; jika tidak, berarti kekerasannya tinggi. Tingkat kekerasan secara umum dibagi menjadi tujuh tingkatan utama: super lunak, lunak, sedang lunak, sedang, sedang keras, keras dan super keras. Level-level ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa level kecil. Metode pengukuran kekerasan alat abrasif adalah metode hand cone, metode Mechanical cone, metode Rockwell Hardness Tester dan metode Sandblasting Hardness Tester.

Kekerasan alat gerinda mempunyai hubungan yang sesuai dengan modulus elastisitas dinamisnya, sehingga mendukung penggunaan metode audio untuk mengukur modulus elastis dinamis alat gerinda untuk menyatakan kekerasan alat gerinda. Dalam proses penggilingan, jika kekerasan material benda kerja tinggi, umumnya dipilih alat gerinda dengan kekerasan rendah; jika tidak, alat gerinda dengan kekerasan tinggi dipilih.

Struktur mikro alat abrasif secara garis besar dapat dibagi menjadi tiga kategori: rapat, sedang, dan lepas. Setiap kategori dapat dibagi lagi menjadi beberapa tingkatan, yang dibedakan berdasarkan nomor struktur mikronya. Semakin besar angka struktur mikro alat abrasif maka semakin kecil persentase volume bahan abrasif pada alat abrasif, semakin lebar jarak antar butiran abrasif, dan semakin longgar struktur mikronya. Sebaliknya, semakin kecil angka struktur mikro maka struktur mikronya semakin rapat. Alat abrasif dengan struktur mikro yang longgar tidak mudah pasif saat digunakan, menghasilkan lebih sedikit panas selama proses penggilingan, dan dapat mengurangi deformasi panas dan luka bakar pada benda kerja. Butiran abrasif alat abrasif dengan struktur mikro yang rapat tidak mudah rontok, sehingga kondusif untuk menjaga bentuk geometris alat abrasif. Struktur mikro alat abrasif hanya dikontrol menurut formula alat abrasif selama pembuatan dan umumnya tidak diukur.