Dobór wielkości ziarna diamentu: skala FEPA D objaśniona

Dwie ściernice diamentowe z różnymi spoiwami i teksturami obrzeża
Obrzeże to miejsce, w którym spotykają się wielkość ziarna, spoiwo i koncentracja.

Szybka odpowiedź: Wielkość ziarna określa kompromis między szybkością usuwania materiału a wykończeniem powierzchni. W skali FEPA D (diament) większa liczba = grubsze ziarno i szybsze, bardziej chropowate cięcie; mniejsza liczba = drobniejsze ziarno i gładsze wykończenie. Większość szlifowania diamentem zaczyna się między D91 a D151.

Powiązane lektury: Dobór koncentracji ściernicy diamentowej · Kod specyfikacji ściernicy diamentowej · Ściernica diamentowa do szlifowania węglika.

Skala ziarna diamentu FEPA D

Ziarna diamentu i CBN klasyfikuje się w skali FEPA D (lub równoważnej ISO 6106 / US mesh). Liczba oznacza nominalną wielkość cząstek w mikrometrach, więc D91 to około 91 µm. FEPA F stosuje się do konwencjonalnych ściernic ze spoiwem, a B do CBN w niektórych systemach; sprawdź literę w oznaczeniu.

FEPA DPrzybliżony rozmiarKlasaUbytekWykończenie (typowe Ra)Zastosowanie
D426–D301301–426 µmBardzo grubeBardzo wysoki>1.5 µmDuży ubytek, kamień
D251~250 µmGrubeWysoki0.8–1.5 µmSzlifowanie zgrubne, cięcie płytek
D181~180 µmGrubeWysoki0.5–0.8 µmZgrubne/półwykańczające
D151~150 µmŚrednieŚrednio-wysoki0.4–0.6 µmSzlifowanie ogólne
D126~125 µmŚrednieŚredni0.3–0.5 µmNarzędzia z węglika
D91~90 µmŚrednio-drobneŚredni0.2–0.4 µmStandard do szlifowania narzędzi
D64~63 µmDrobneNiższy0.15–0.3 µmDrobne wykończenie
D46~45 µmDrobneNiski0.1–0.2 µmWykończenie precyzyjne
D30~30 µmBardzo drobneNiski0.05–0.15 µmDrobne przygotowanie krawędzi
D15–D66–15 µmUltradrobneBardzo niski<0.05 µmPolerowanie, docieranie

Wartości Ra są orientacyjne; maszyna, spoiwo, chłodziwo i prędkość zmieniają wynik.

Jak dobrać wielkość ziarna

  • Zacznij od docelowego wykończenia. Drobniejsze ziarno dla lepszego wykończenia, grubsze dla szybszego ubytku.
  • Zrównoważ ubytek i wykończenie. Wiele prac wykorzystuje grubsze ziarno do zgrubnej obróbki i drobniejsze do wykańczającej.
  • Weź pod uwagę materiał. Twarde, kruche materiały (ceramika, szkło) znoszą drobniejsze ziarno; twardsze materiały mogą wymagać wyższej koncentracji zamiast grubszego ziarna.
  • Sprawdź maszynę. Drobne ziarno wymaga wyższej prędkości ściernicy oraz sztywnego, pozbawionego drgań mocowania.
  • Nie schodź z ziarnem grubiej niż trzeba — grube rysy trudno usunąć później.

Ziarno i koncentracja działają razem

Wielkość ziarna kontroluje głębokość rysy, a koncentracja ilość diamentu. Zmieniaj ziarno, aby zmienić wykończenie, a koncentrację, aby zmienić trwałość i zdolność usuwania materiału. Zobacz przewodnik po koncentracji.

Sekwencje zgrubnej i wykańczającej obróbki

EtapZiarno (FEPA D)Cel
ZgrubnyD151–D181Usunięcie naddatku, nadanie geometrii
PółwykańczającyD91–D126Usunięcie grubych rys, ustalenie wymiaru
WykańczającyD46–D64Osiągnięcie specyfikacji powierzchni
Polerowanie / docieranieD15–D30Końcowy połysk, minimalne uszkodzenia

Sekwencja dwu- lub trzyetapowa zwykle bije jedno agresywne przejście.

Tabela 2 — według procesu szlifowania

ProcesTypowe spoiwoZiarno (FEPA D)KoncentracjaTypowe kształtyUwagi
Szlifowanie narzędzi & frezów (rowki wiórowe, wcięcia)Żywiczne / metaloweD91–D181100–150%11V9, 12V9, 1A1Chłodne skrawanie chroni krawędzie z węglika
Szlifowanie powierzchniowe / płaskieŻywiczne / ceramiczneD64–D15175–125%1A1, 6A2Równowaga między wykończeniem a ubytkiem
Zewnętrzne walcoweMetalowe / ceramiczneD91–D181100–150%1A1, 1F1Równomierne pokrycie chłodziwem
Wewnętrzne / otworyŻywiczne / metaloweD46–D12675–125%ściernica kubkowa, ściernice trzpienioweMałe ściernice, duża prędkość
Kształt / profil / creep-feedMetalowe / ceramiczneD64–D151100–150%6A2, 11V9, 12V9Zachowanie profilu jest krytyczne
BezcentroweMetalowe / żywiczneD91–D181100–150%1A1, 6A2Duża seria, ciasna okrągłość
Szlifowanie tylnej strony / pocienianie waferówGalwaniczne / żywiczneD126–D400+100–200%Ściernica kubkowa, 1A1Ultradrobne wykończenie, minimalne uszkodzenia
Krawędź / fazowanie / CNC szkłaMetalowe / żywiczneD64–D12675–125%1A1, 1F1, 12A2Zapobieganie wykruszaniu krawędzi
Przecinanie / rowki / bruzdyGalwaniczne / metaloweD181–D400—1A1R, piłaCienkie ściernice, sztywne mocowanie
Obciąganie & wyrównywanie (innych ściernic)—D46–D181—Rysik, rolka, blokNarzędzia diamentowe, nie ściernice diamentowe

Jak ziarno zmienia szlifowanie

Wielkość ziarna określa dwie rzeczy naraz: głębokość cięcia każdego ziarna i liczbę punktów skrawania na milimetr kwadratowy. Grube ziarno szybko usuwa materiał mniejszą liczbą głębszych rys; drobne ziarno rozkłada tę samą siłę na wiele płytkich cięć i pozostawia lepszą powierzchnię. Wykończenie powierzchni w przybliżeniu podąża za ziarnem, ale zależność nie jest liniowa, ponieważ spoiwo, koncentracja i wyiskrzanie znaczą równie wiele.

Praktyczny wniosek jest taki, że ziarno należy dobierać od wymaganego wykończenia wstecz, a nie od szybkości ubytku w przód. Zacznij od najdrobniejszego ziarna, które jeszcze usuwa naddatek w akceptowalnym czasie, a następnie potwierdź je na części próbnej.

Przeprowadzenie próby ziarna krok po kroku

  1. Ustal wszystko poza ziarnem. To samo spoiwo, koncentracja, prędkość, chłodziwo i maszyna; inaczej próba mierzy niewłaściwą zmienną.
  2. Przygotuj trzy ściernice. Jedno ziarno grubsze, ziarno docelowe i jedno drobniejsze, wszystkie wyrównane i obciągnięte w ten sam sposób.
  3. Szlifuj identyczne próbki. Ten sam naddatek, ta sama liczba przejść, ten sam wyiskrzanie.
  4. Zmierz Ra i jakość krawędzi. Zapisz oba; ziarno, które dobrze wykańcza, ale wykrusza krawędź, nie jest odpowiedzią.
  5. Sprawdź czas cyklu. Porównaj czas całkowity z obciąganiem, a nie tylko przejście szlifujące.
  6. Zablokuj wybór. Zapisz ziarno w karcie procesu razem z procedurą obciągania.

Rozwiązywanie problemów według ziarna

ObjawSygnał związany z ziarnemDziałanie
Wykończenie zbyt chropowate, krawędzie dobreZiarno zbyt grube do wymagańPrzejdź o jedno lub dwa stopnie drobniej (np. D126 → D91 → D64)
Wykończenie dobre, ale czas cyklu zbyt długiZiarno zbyt drobne do naddatkuSzlifuj zgrubnie grubszym ziarnem, wykańczaj drobnym
Wykruszenia krawędzi przy drobnym ziarnieTo nie ziarno - zwykle zbyt twarde spoiwo lub bicieSprawdź mocowanie i obciąganie, zanim zmienisz ziarno
Ściernica szybko się zapychaDrobne ziarno w twardym spoiwie, słabe chłodziwoOtwórz spoiwo, popraw przepływ, rozważ jedno ziarno grubiej
Rysy głębsze, niż wynikałoby z ziarnaZabłąkane grube ziarno lub zanieczyszczone chłodziwoWyczyść maszynę i przefiltruj chłodziwo

Zmieniaj jedną zmienną naraz; próby ziarna zawodzą, gdy prędkość lub chłodziwo zmieniają się razem ze ściernicą.

Co powinno zawierać RFQ?

  • Ziarno: wartość FEPA D oraz, jeśli istotne, równoważny US mesh.
  • Spoiwo: spoiwo, które będzie utrzymywać ziarno, ponieważ ziarno i spoiwo dobiera się razem.
  • Koncentracja: procent odpowiadający ziarnu.
  • Docelowe wykończenie: Ra i stan krawędzi, które musi spełnić część.
  • Naddatek: ile materiału ziarno musi usuwać na przejście.
  • Obciąganie: jak często ściernica będzie obciągana, ponieważ to ogranicza, jak drobno może pracować.

Zobacz odpowiednie Ściernice diamentowe & CBN do tego zastosowania.

Granica zastosowań — kiedy nie stosować diamentu

Diament jest najtwardszym materiałem ściernym i właściwym wyborem do twardych, kruchych, nieżelaznych materiałów, takich jak węgliki spiekane, ceramika, szkło, krzem, szafir, ferryt, grafit i kompozyty. Nie wolno go stosować do metali żelaznych — stali, żeliwa i ich stopów — ponieważ węgiel zawarty w diamencie reaguje z żelazem w temperaturach szlifowania (około 700 °C / 1300 °F i powyżej). To powinowactwo chemiczne powoduje szybkie, nieprawidłowe zużycie diamentu (grafityzację) i niszczy ściernicę. Do stali, stali hartowanej, żeliwa i innych przedmiotów żelaznych należy zamiast tego stosować CBN (kubiczny azotek boru).

Jakie są kluczowe wnioski?

Jak szybko dobrać ściernicę?

Potrzebujesz indywidualnej specyfikacji? Prześlij rysunek lub aktualne oznaczenie ściernicy, a wycenimy ściernicę diamentową dopasowaną do Twojego materiału, maszyny i wymagań co do wykończenia — obsługujemy OEM, produkcję na zamówienie i markę własną.

Często zadawane pytania

Co oznacza D w D91?

D to oznaczenie ziarna FEPA dla diamentu (i często CBN). Liczba to nominalna wielkość cząstek w mikrometrach, więc D91 to około 91 mikrometrów.

Czy większa liczba ziarna oznacza grubsze czy drobniejsze ziarno?

Grubsze. W skali FEPA D większa liczba oznacza większą cząstkę, więc D151 jest grubsze niż D46.

Jakie ziarno jest najlepsze do drobnego wykończenia?

D46 lub drobniejsze dla Ra 0,1-0,2 mikrometra. D15-D30 stosuje się do polerowania i docierania.

Od jakiego ziarna zacząć przy ogólnym szlifowaniu diamentem?

D91-D151 pokrywa większość ogólnego szlifowania. Potem dostosuj grubiej dla szybszego ubytku lub drobniej dla lepszego wykończenia.

Czy mogę użyć jednego ziarna do zgrubnej i wykańczającej obróbki?

Możesz, ale sekwencja dwu- lub trzyetapowa (np. D151, potem D91, potem D46) daje lepsze wykończenie w krótszym czasie całkowitym.

Czy wielkość ziarna wpływa na trwałość ściernicy?

Pośrednio. Drobniejsze ziarno usuwa mniej na przejście i może się zaskliwić, jeśli jest zmuszane do pracy; grubsze usuwa więcej, ale pozostawia chropowatszą powierzchnię.

Jakie normy mają zastosowanie?

Normy przywołane w tym poradniku: