سنگ‌کشی مسطح

سنگ کشی (هونینگ) مسطح یک فرایند سنگ کشی فلزکاری است که برای تهیه سطوح صاف با کیفیت بالا و اصلاح دقت ابعادی استفاده می شود. این فرایند ترکیبی از سرعت سنگ کشی یا تراشکاری با دقت لپینگ است. همچنین تحت اصطلاح لپینگ با سرعت بالا و سنگ کشی با دقت بالا شناخته میشود. [۱]

دستگاه سنگ کشی مسطح

منشا اصطلاحویرایش

 
شماتیک دستگاه سنگ کشی مسطح:
1. صفحه حامل
2. قطعه کار
3.حلقه بیرونی
4. حلقه داخلی رانده شده
5.چرخ سنگ کشی

این اصطلاح از تراشیدن استوانه ها و سوراخ ها گرفته شده است. در این فرایند قطعه ای با سطح صاف تهیه می شود، از این رو کلمه flat (مسطح) به کار میرود و از کلمه honing (سنگ کشی) استفاده می شود چون سرعت برش در مقایسه با سنگ کشی کم است. ساینده ثابت باعث ایجاد دقت بالاتر و ظاهر براق در سطح پایانی می شود. گاهی اوقات به این فرایند سنگ کشی ریز یا سنگ کشی سطحی با استفاده از دینامیک سیاره ای نیز می گویند.

تاریخچهویرایش

فرایند لپینگ خودکار

این فناوری نسبتاً جدید به حساب می آیئد و در دهه 1980 ظاهر شده است. در صنعت، هونینگ مسطح با سرعت فزاینده ای جایگزین لپینگدر برخی از اپلیکیشن ها میشود. فرایند هونینگ مسطح نتیجه ای معادل با همان کیفیت را می دهد، اما کاهش قابل توجهی در هزینه های تولید هر قطعه در پی دارد. این فرایند بدون لرزش و بسیار صلب است. علاوه بر افزایش سرعت و از بین بردن ماده از هر دو طرف به طور همزمان، هر گونه تنش داخلی مانند خم شدن را نیز از بین می برد. سرانجام، سایش 10-20 برابر سریعتر از لپینگ سنتی اتفاق می افتد.[۲]کاهش زمان فرایند و سهولت تمیز کردن قطعه ی کارشده باعث کم شدن هزینه ها میشود. در این فرایند رعایت نسبت بهینه بین طول سنگ هونینگ و عمق سوراخ قطعه کار اهمیت بسیاری دارد. واحد سنجش دقت این فرایند میکرومتر است و برای قطر بین ۱ تا ۲۰۰۰ میلی‌متر و طول ۲۴ متر قابل اجرا می‌باشد.[۳]

با این وجود، بیشتر قطعات به طور مستقیم و بدون هیچ عملیاتی ( تف جوشی ، تزریق ، پانچ ، اره کاری یا موارد مشابه) با تحمل و دقت بسیار بالا (صافی و زبری) خود به خود پردازش میشوند. [۴]

روش هاویرایش

حذف مواد با استفاده از لبه های برشی که از لحاظ هندسی تعریف نشده اند (دانه بند) و در چرخ های بزرگ کار با یک لایه نازک ساینده نگه داشته می شوند، انجام می شود. قطعه های کار در حامل های دندانه دار (پلاستیک ، فولاد) نگهداری می شوند که توسط دو حلقه پین افقی هدایت می شوند. سطح کامل قطعه کار در تماس مداوم با یک چرخ ساینده است. [۵] هر قطعه درون یک صفحه نگهدارنده کار نگه داشته می شود. پس از بارگیری تمام قطعات، سیلندر چرخ بالایی را در تماس مستقیم با قطعه های کار در ضخامت مورد نظر پایین می آورد. همانطور که چرخ پایین و چرخ بالا به طور مستقل می چرخند ، صفحات نگهدارنده کار نیز مانند اسپیروگراف در امتداد پین های داخلی و خارجی می چرخند و یک صفحه ی کاملاً یکنواخت ایجاد می کنند. چرخ کار و حامل ها توسط حرکت های نسبی مختلف بین قطعه کار و چرخ ساینده هدایت می شوند. [۲]چرخش حلقه پین داخلی در برابر چرخ کار باعث ایجاد براده می شود. خود عملیات به طور مداوم (بیشتر با روغن) شستشو می شود تا اطمینان حاصل شود که چرخ کار تمیز به لجن سنگ کشی آلوده نمی‌شود.

دو نوع فرایند مختلف وجود دارد: ماشینکاری یک طرفه و دو طرفه.

سایندهویرایش

بیشتر چرخهای کار حاوی دانه های ساینده الماس مصنوعی یا نیترید بور مکعبی (CBN) هستند. شکل دانه، پوشش دانه و اندازه دانه از دیگر اجزای مهم برای یک روند کار بهینه است.

ساینده با انجام حرکات رفت و برگشتی از سطح قطعه کار مقدار اندکی براده‌برداری نموده و ذرات ریز و برجسته قطعه کار را از بین می‌برد و همچنین حالت موجی سطوح براده‌برداری شده یا سنگ خورده را نیز برطرف می‌نماید. این عملیات سریع، با کمترین حرارت و اعوعاج یا پیچیدگی و خنک کنندگی فراوان صورت می‌گیرد[۳]

چسب (پیوند)ویرایش

این چسب همانند پیوند وظیفه دارد تا دانه های جدا جدا را کنار هم نگه دارد تا زمانی که خسته شود. نوع و مقدار اتصال دهنده مورد استفاده، هم بر روی سختی و هم بر خصوصیات ساینده چرخهای کار تأثیر می گذارد. زیاد شدن دانه ساینده را خود تراشی می نامند.

چیدمان چرخ های سنگ کشی مسطحویرایش

سنگ کشی مسطح به یک چرخ متناسب با نوع مواد در حال سنگ کشی نیاز دارد. چرخ های تیزکاری صاف با لایه های کاملاً ساینده در دسترس هستند و می توان شیارهایی از هندسه های مختلف را برای افزایش حذف بهتر مواد ایجاد کرد. این ساینده ها روی صفحه فولادی ثابت می شوند. برای شیشه شدگی پیوندها چرخ های هونینگ مسطح، گلوله های گرد یا شش ضلعی هستند که به ورق فولاد با چسب مخصوص ثابت شده اند. از فضاهای بین گلوله ها یا بخشها برای کاهش تماس قطعه کار و چرخ ساینده و خنک و روان کردن فرایند استفاده میشود. انواع چرخ های هونینگ مسطح می توانند از نظر غلظت دانه و اندازه دانه در طول منطقه چرخ متفاوت باشند که منجر به ساییدگی یکنواخت چرخ کامل می شود.

خنک کننده و گرگرفتگیویرایش

وظیفه اصلی خنک کننده کمک به اتلاف گرما از موجودی خارج شده است. همچنین اصطکاک بین ساینده و قطعه کار را کاهش می دهد. بنابراین ، خیس شدن مناسب ، چسبندگی ، فشار ، مقاومت در برابر دما و محافظت در برابر خوردگی همه از عوامل انتخاب ماده خنک کننده هستند. روغن (بر پایه مواد معدنی یا استر ) به عنوان محیط خنک کننده و گرگرفتگی ترجیحی استفاده می شود. از امولسیون های آب نیز ممکن است استفاده شود.

موارد و اپلیکیشن های کاربردیویرایش

به دلیل تحمل نکردن تنش از طرف قطعات سست در حامل ها ، تقریباً می توان هر ماده جامدی را سنگ کشی کرد. دامنه کاربرد از یک ماده نرم تا یک ماده بسیار سخت (پلاستیک ترموپلاستیک تا یاقوت کبود یا سرامیک)بسیار گسترده است. اجزای سازنده اکثر اندازه ها و اشکال را می توان به سرعت و به راحتی با این روش پردازش کرد.[۲]

به عنوان مثال قطعات پمپ پره ساخته شده از پلی فنیلن سولفید (PPS)، اینسرت سرامیکی ساخته شده از SiNi ، شیشه های ساعت ، ویفرهای LED یاقوت کبود ، حلقه های بلبرینگ ، پمپ های پره ، فولاد چرخ دنده ، حلقه ها ، چرخ دنده ها ، یاتاقان ها ،[۲] چاقوهای برش و کاربید است.

سطح، مشابه به بخش متقاطع هونینگ معمولی است که منجر به خواص سوده شناسی خوب و زبری ظریف می شود. آسیب کم سطح زیرین تأثیر مثبتی در روندهای بعدی پرداخت ( CMP ، قلم زنی) خواهد داشت.

از این نوع هونینگ برای پرداخت نهایی دنده‌های چرخدنده‌های با کیفیت بالا نیز استفاده می‌شود. ابزار هونینگ معمولاً به شکل یک چرخدنده داخلی بوده که با قطعه درگیر می‌شود. با دوران ابزار و قطعه و درگیری این‌دو، شکل و سطح دنده‌ها اصلاح می‌گردد که منجر به افزایش عمر و درگیری بهتر و کاهش صدای چرخدنده‌ها هنگام کار می‌شود. تفاوت این روش با سنگ‌زنی چرخدنده‌ها صافی سطح بالاتر و سریع‌تر بودن هونینگ است.[۶]

مزایاویرایش

  • براده برداری با کمترین حرارت و اعوعاج یا پیچیدگی
  • ماشین‌کاری سریع و آسان
  • سنگ زنی داخلی با هزینه پایین
  • تصمین دقت هندسی ابعاد
  • صافی سطح مطلوب
  • سایش سریع قطعه
  • براده‌برداری بدون افزایش دما[۳]

جستارهای وابستهویرایش

منابعویرایش

  1. "Fine grinding and Flat honing". Archived from the original on 2010-01-21.
  2. ۲٫۰ ۲٫۱ ۲٫۲ ۲٫۳ «Flat Honing Process Description». Liberty Machinery | Trusted Used Machinery Dealer (به انگلیسی). دریافت‌شده در ۲۰۲۱-۰۵-۱۳.
  3. ۳٫۰ ۳٫۱ ۳٫۲ «فرایند هونینگ یا سنگ کشی (honing ) چیست و کاربرد آن در کجاست». 3D Print 98. ۲۰۱۹-۱۲-۱۶. دریافت‌شده در ۲۰۲۱-۰۵-۱۳.
  4. "Flat Honing Clears Production Hurdles" (PDF). Modern Machine Shop. 14 November 2008. Archived from the original (pdf) on 1 March 2012. Retrieved 13 May 2021.
  5. "Innovative flat honing with vitrified-bond grinding and conditioning tools" (PDF). Industrial Diamond Review. Archived from the original (pdf) on 6 July 2011. Retrieved 13 May 2021.
  6. Kalpakjian، Serope؛ Schmid، Steven R. (۲۰۱۰). Manufacturing Engineering and Technology. Prentice Hall. صص. ۷۴۷. شابک ۹۸۱۰۶۸۱۴۴۵.

بیشتر بخوانیدویرایش