الحبوب الكاشطةهي المادة التي تشكل أداة الطحن. وهي مادة ذات سطح صلب وحاد جدًا، تستخدم لطحن سطح قطع العمل ذات الصلابة الأقل. تنقسم المواد الكاشطة إلى فئتين: مواد كاشطة طبيعية ومواد كاشطة صناعية. تتضمن كل فئة العديد من الفئات الفرعية المختلفة. المواد الكاشطة المختلفة لها أحجام جسيمات مختلفة وصلابة. عند استخدامها، يجب أن يتم اختيارها وفقًا لخصائص مادة الشغل، مثل الصلابة، وقوة الشد، والمتانة، وما إلى ذلك، بالإضافة إلى متطلبات الدقة للمعالجة.
1. المبادئ العامة لاختيار الحبوب الكاشطة
بشكل عام، عند طحن مواد الشغل ذات الصلابة العالية، يجب اختيار الحبوب الكاشطة ذات الصلابة العالية. على سبيل المثال، عند طحن الفولاذ المقسى، وسبائك الفولاذ، والفولاذ عالي السرعة، وفولاذ الأدوات، وما إلى ذلك، يجب استخدام مواد كاشطة من أكسيد الألومنيوم الأبيض ذات صلابة أعلى؛ عند طحن مواد الشغل ذات قوة الشد العالية، يجب اختيار المواد الكاشطة ذات الصلابة القوية. على سبيل المثال، عند طحن الفولاذ الكربوني، وسبائك الحديد الزهر، والبرونز الصلب، وما إلى ذلك، يجب استخدام مواد كاشطة من أكسيد الألومنيوم البني ذات صلابة قوية؛ عند طحن المواد ذات قوة الشد المنخفضة، يجب اختيار مواد كاشطة كربيد السيليكون القوية أو الهشة. على سبيل المثال، طحن المعادن غير الحديدية، والمطاط، والجلود، والبلاستيك، وما إلى ذلك مناسب لكربيد السيليكون الأسود كمادة كاشطة، بينما طحن كربيد الأسمنت، والزجاج البصري، والمواد الخزفية، وما إلى ذلك مناسب لكربيد السيليكون الأخضر كمادة كاشطة؛ تُستخدم أدوات الطحن المزجج SG وCBN على نطاق واسع للمواد التي يصعب طحنها.
بالإضافة إلى ذلك، من أجل إفساح المجال كاملاً لمزايا الحبوب الكاشطة المختلفة في الطحن وزيادة كفاءة الطحن إلى أقصى حد، فقد تم أيضًا استخدام المواد الكاشطة المختلطة على نطاق واسع. على سبيل المثال، يتم تصنيع عجلات الطحن لطحن العمود المرفقي وطحن الحلقة الداخلية والخارجية بمحمل كروي من خلال الجمع بين أكسيد الألومنيوم الأبيض وأكسيد الألومنيوم البني مع الصلابة العالية المذكورة أعلاه لصنع مادة كاشطة مختلطة، والتي تتمتع بمزايا كليهما. أثناء الطحن، يمكن الاستفادة من المتانة العالية لأكسيد الألمونيوم البني، في حين يمكن أيضًا الاستفادة من الهشاشة والتوصيل الحراري الجيد لأكسيد الألومنيوم الأبيض. وبالمثل، يمكن إجراء الطحن الخشن لأسنان التروس المصنوعة من سبائك الكوبالت من خليط من المواد الكاشطة البلورية المفردة والبلورية الدقيقة؛ عجلة طحن الفولاذ عالي السرعة المصنوعة من الألومنيوم مصنوعة من خليط من أكسيد الألومنيوم البني وكربيد السيليكون الأخضر.
2. مبادئ اختيار حجم الحبوب الكاشطة
حجم الحبوب هو معلمة تصف خشونة السطح الكاشط. كلما زادت قيمة رقم حجم الحبوب، كلما كانت الجسيمات الكاشطة أصغر وصغرت الخشونة. عند اختيار حجم حبيبات المادة الكاشطة، يجب أن يعتمد بشكل أساسي على متطلبات دقة المعالجة وخشونة سطح قطعة العمل وكفاءة الطحن.
بشكل عام، إذا كانت قطعة العمل المراد طحنها تحتاج إلى خشونة أعلى، فيجب اختيار المواد الكاشطة ذات الحبيبات الخشنة؛ على العكس من ذلك، إذا كان مطلوبًا أن تكون خشونة سطح قطعة العمل أقل، فيجب اختيار المواد الكاشطة ذات الحبيبات الدقيقة.
إذا كانت قطعة العمل لديها متطلبات عالية للدقة الهندسية، فإن منطقة الاتصال بين عجلة الطحن وقطعة العمل هي أيضًا عامل يجب أخذه في الاعتبار. عندما تكون منطقة الاتصال صغيرة، يجب اختيار الحبوب الدقيقة؛ عندما تكون منطقة التلامس كبيرة، يجب اختيار الحبوب الخشنة.
عندما تتطلب قطعة العمل دقة هندسية عالية وخشونة سطح منخفضة، يجب اختيار المواد الكاشطة ذات الحبيبات المختلطة.
إذا كانت مادة الشغل صلبة وهشة، فليس من المناسب استخدام المواد الكاشطة ذات الحبيبات الخشنة، ولكن يجب اختيار المواد الكاشطة ذات الحبيبات الدقيقة؛ على العكس من ذلك، إذا كانت المادة صلبة وقاسية، فيجب اختيار المواد الكاشطة ذات الحبيبات الخشنة.
إذا كانت قطعة العمل ذات موصلية حرارية سيئة، أو عرضة للحرارة والتشوه، أو عرضة للحروق، فيجب اختيار مادة كاشطة خشنة.
3. مبادئ اختيار صلابة أداة الكشط
تشير صلابة أداة الطحن إلى صعوبة سقوط الحبيبات الكاشطة الموجودة في المادة الكاشطة أثناء عملية الطحن. كلما كانت أداة الطحن أكثر صلابة، قل احتمال سقوط المواد الكاشطة. يمكن تقسيم صلابة أداة الطحن عمومًا إلى سبعة مستويات: فائقة النعومة، وناعمة، ومتوسطة النعومة، ومتوسطة، ومتوسطة الصلابة، وصلبة وفائقة الصلابة. يمكن تقسيم كل مستوى إلى عدة مستويات صغيرة.
بالإضافة إلى نوع المادة الكاشطة التي تشكل عجلة الطحن، تعتمد صلابة أداة الطحن أيضًا على كمية المادة الرابطة المضافة وكثافة المادة الكاشطة. كلما كانت أداة الطحن أصعب، كلما كان ذلك أفضل، لأن الحبوب الكاشطة الموجودة في المادة الكاشطة ستكون حادة عاجلاً أم آجلاً، وإذا سقطت المواد الكاشطة في هذا الوقت، يمكن لأداة الطحن الاستمرار في إجراء عمليات الطحن باستخدام المواد الكاشطة الحادة. من وجهة النظر هذه، سواء كانت أداة الطحن ليست صلبة بما فيه الكفاية، مما أدى إلى سقوط المواد الكاشطة في وقت مبكر جدًا، أو كانت أداة الطحن قاسية جدًا، مما أدى إلى سقوط المواد الكاشطة بعد فوات الأوان، فهذه ليست نتيجة مثالية. عند اختيار صلابة أداة الطحن، يتم اتباع المبادئ التالية بشكل عام:
عند طحن المواد الأكثر صلابة، نظرًا لأن المواد الكاشطة من المرجح أن تكون حادة، من أجل جعل الحبوب الكاشطة تتساقط في الوقت المناسب، يجب اختيار أداة طحن ذات صلابة أصغر؛ على العكس من ذلك، عند طحن المواد الأكثر ليونة، ليس من السهل إضعاف المواد الكاشطة. من أجل إطالة عمر خدمة أداة الطحن قدر الإمكان، يجب اختيار أداة طحن ذات صلابة أكبر.
ولكن هذا ليس مطلقا. إذا لم تكن قطعة عمل الطحن ناعمة فحسب، بل تتمتع أيضًا بصلابة أكبر، مثل المعادن غير الحديدية مثل النحاس والألمنيوم، فإن هذه المواد تكون عرضة للتسبب في انسداد أداة الطحن. لتجنب هذا الموقف، يجب اختيار أداة طحن ذات صلابة أقل.
بالإضافة إلى ذلك، فإن سرعة دوران عجلة الطحن ومنطقة الاتصال بقطعة العمل هي أيضًا عوامل يجب أخذها في الاعتبار. عندما تكون السرعة الخطية لعجلة الطحن منخفضة وتكون منطقة الاتصال بقطعة العمل صغيرة، فمن المناسب اختيار أداة طحن ذات صلابة أكبر؛ عندما تكون السرعة الخطية لعجلة الطحن عالية وتكون منطقة الاتصال بقطعة العمل كبيرة، فمن المناسب اختيار أداة طحن ذات صلابة أصغر.
بالنسبة لقطع العمل ذات الموصلية الحرارية الضعيفة، والتشوه السهل، والاحتراق السهل، فإن الحرارة الضخمة المتولدة أثناء الطحن، وخاصة الطحن الجاف، ليست جيدة لقطعة العمل. يجب اختيار المواد الكاشطة ذات الصلابة المنخفضة. من ناحية، تكون الحرارة المتولدة أقل، ومن ناحية أخرى، يمكن إزالة جزء من الحرارة عن طريق تساقط الجزيئات الكاشطة.
أخيرًا، عندما تكون هناك متطلبات عالية لكفاءة الطحن، يمكن اختيار المواد الكاشطة ذات الصلابة المنخفضة؛ عندما تكون متطلبات الخشونة أقل، يمكن اختيار المواد الكاشطة ذات الصلابة الأعلى.
