Grana abrasivaè il materiale che costituisce l'utensile abrasivo. È un materiale con superficie molto dura e tagliente, utilizzato per levigare la superficie di pezzi con durezza inferiore. Gli abrasivi si dividono in due categorie: abrasivi naturali e abrasivi artificiali. Ogni categoria comprende molte sottocategorie diverse. Abrasivi diversi hanno dimensioni e durezza delle particelle diverse. Quando li si utilizzano, devono essere selezionati in base alle proprietà del materiale del pezzo, come durezza, resistenza alla trazione, tenacità, ecc., nonché ai requisiti di precisione della lavorazione.
1. Principi generali per la scelta del grano abrasivo
In generale, quando si levigano materiali del pezzo con una durezza maggiore, è necessario selezionare una grana abrasiva con elevata durezza. Ad esempio, quando si macina acciaio temprato, acciaio legato, acciaio rapido, acciaio per utensili, ecc., è necessario utilizzare abrasivi all'ossido di alluminio bianco con durezza maggiore; quando si macinano materiali del pezzo con elevata resistenza alla trazione, è necessario selezionare abrasivi con forte tenacità. Ad esempio, quando si macina acciaio al carbonio, acciaio legato a ghisa, bronzo duro, ecc., è necessario utilizzare abrasivi all'ossido di alluminio marrone con elevata tenacità; quando si macinano materiali con bassa resistenza alla trazione, è necessario selezionare abrasivi fragili o resistenti al carburo di silicio. Ad esempio, la macinazione di metalli non ferrosi, gomma, pelle, plastica, ecc. è adatta per il carburo di silicio nero come abrasivo, mentre la macinazione di carburo cementato, vetro ottico, materiali ceramici, ecc. è adatta per il carburo di silicio verde come abrasivo; Gli utensili di macinazione vetrificati SG e CBN sono ampiamente utilizzati per materiali difficili da macinare.
Inoltre, per sfruttare appieno i vantaggi dei vari grani abrasivi nella macinazione e massimizzare l'efficienza della macinazione, sono stati ampiamente utilizzati anche abrasivi misti. Ad esempio, le mole per la rettifica di alberi a gomiti e la rettifica degli anelli interni ed esterni dei cuscinetti sferici sono realizzate combinando l'ossido di alluminio bianco con l'ossido di alluminio marrone ad alta tenacità menzionato sopra per creare un abrasivo misto, che presenta i vantaggi di entrambi. Durante la macinazione può essere messa in gioco l'elevata tenacità del corindone marrone, ma anche la certa fragilità e la buona conduttività termica dell'ossido di alluminio bianco. Allo stesso modo, la molatura grossolana dei denti degli ingranaggi in lega a base di cobalto può essere realizzata con una miscela di abrasivi monocristallini e microcristallini; la mola per acciaio rapido alluminio è costituita da una miscela di ossido di alluminio marrone e carburo di silicio verde.
2. Principi per la scelta della granulometria abrasiva
La dimensione della grana è un parametro che descrive la rugosità della superficie abrasiva. Maggiore è il valore del numero di granulometria, più piccole sono le particelle abrasive e minore è la rugosità. Quando si seleziona la dimensione del grano dell'abrasivo, è necessario basarsi principalmente sui requisiti di precisione di lavorazione, ruvidità della superficie del pezzo ed efficienza di rettifica.
In generale, se il pezzo da rettificare necessita di una rugosità maggiore, allora è opportuno scegliere abrasivi a grana grossa; viceversa, se si desidera che la rugosità superficiale del pezzo sia inferiore, è necessario selezionare abrasivi a grana fine.
Se il pezzo ha elevati requisiti di precisione geometrica, anche l'area di contatto tra la mola e il pezzo è un fattore da considerare. Quando l'area di contatto è piccola, è opportuno selezionare la grana fine; quando l'area di contatto è ampia è opportuno selezionare la grana grossa.
Quando il pezzo richiede sia un'elevata precisione geometrica che una bassa rugosità superficiale, è necessario selezionare abrasivi a grana mista.
Se il materiale del pezzo è duro e fragile, non è adatto l'uso di abrasivi a grana grossa, ma è necessario selezionare abrasivi a grana fine; viceversa, se il materiale è duro e tenace, è opportuno selezionare abrasivi a grana grossa.
Se il pezzo ha una scarsa conduttività termica, è soggetto a calore e deformazione o è soggetto a ustioni, è necessario selezionare un abrasivo più grossolano.
3. Principi per la scelta della durezza dell'utensile abrasivo
La durezza dell'utensile abrasivo si riferisce alla difficoltà dei grani abrasivi nell'abrasivo a cadere durante l'operazione di molatura. Più duro è l'utensile abrasivo, minore è la probabilità che gli abrasivi cadano. La durezza dell'utensile abrasivo può generalmente essere suddivisa in sette livelli: super morbido, morbido, medio morbido, medio, medio duro, duro e super duro. Ogni livello può essere ulteriormente suddiviso in diversi piccoli livelli.
La durezza dell'utensile abrasivo dipende, oltre che dal tipo di abrasivo che costituisce la mola, anche dalla quantità di legante aggiunto e dalla densità dell'abrasivo. Più duro è l'utensile abrasivo, meglio è, perché prima o poi i grani abrasivi nell'abrasivo si smusseranno e, se gli abrasivi cadono in questo momento, l'utensile abrasivo può continuare a eseguire operazioni di molatura con abrasivi taglienti. Da questo punto di vista, se l'utensile abrasivo non è abbastanza duro, con conseguente caduta degli abrasivi troppo presto, o se l'utensile abrasivo è troppo duro, con conseguente caduta degli abrasivi troppo tardi, non è un risultato ideale. Nella scelta della durezza dell'utensile abrasivo si seguono generalmente i seguenti principi:
Quando si macinano materiali più duri, poiché gli abrasivi hanno maggiori probabilità di essere smussati, per far cadere i grani abrasivi smussati nel tempo, è necessario selezionare un utensile di macinazione con una durezza inferiore; al contrario, quando si macinano materiali più teneri, gli abrasivi non sono facili da smussare. Per prolungare il più possibile la durata dell'utensile abrasivo, si dovrebbe scegliere un utensile abrasivo con una durezza maggiore.
Ma questo non è assoluto. Se il pezzo di molatura non solo è morbido ma ha anche una maggiore tenacità, come i metalli non ferrosi come rame e alluminio, tali materiali tendono a causare il blocco dell'utensile di molatura. Per evitare questa situazione, è necessario selezionare un utensile abrasivo con una durezza inferiore.
Inoltre, sono fattori da considerare anche la velocità di rotazione della mola e l'area di contatto con il pezzo. Quando la velocità lineare della mola è bassa e l'area di contatto con il pezzo è piccola, è opportuno scegliere un utensile abrasivo con una durezza maggiore; quando la velocità lineare della mola è elevata e l'area di contatto con il pezzo è ampia, è opportuno scegliere un utensile abrasivo con una durezza inferiore.
Per i pezzi con scarsa conduttività termica, facile deformazione e facile combustione, l'enorme calore generato durante la rettifica, in particolare la rettifica a secco, non fa bene al pezzo. Dovrebbero essere selezionati abrasivi con durezza inferiore. Da un lato il calore generato è inferiore e dall'altro parte del calore può essere portato via dalla dispersione di particelle abrasive.
Infine, quando vi sono elevate esigenze di efficienza di macinazione, è possibile selezionare abrasivi con durezza inferiore; quando i requisiti di rugosità sono inferiori si possono selezionare abrasivi con durezza maggiore.
