سنگ زنی چیست؟
به فرآیند براده برداری که در آن عمل برداشتن مواد اضافه روی قطعه را با سایش انجام میدهند، سنگ زنی گفته میشود. در این فرآیند هر یک از دانههای ساینده که بر روی سطح قرار میگیرند، بخش کوچکی از قطعه کار را تغییر شکل میدهند. عملیات سنگ زنی معمولا آخرین مرحله از کار روی قطعه است و بعد از انجام آن کیفیت سطح کار بالا میرود. در انجام عملیات سنگ زنی اشکال مختلفی از سنگ و قطعه به کار گرفته میشوند که این فرآیند با توجه به کاربرد خاص آن به شکل قطعه، اندازه قطعه، سهولت فیکسچربندی و آهنگ تولید مورد نیاز بستگی دارد.
کاربردهای سنگ زنی
هرگاه هدف کاهش ضخامت قطعه باشد، روش سنگ زنی بسیار کاربرد خواهد داشت؛ در واقع سنگ زنی نوعی پرداخت سطح به حساب میآید. امکان براده برداری قطعات در این روش تا 0.025 میکرومتر میرسد که توسط سنباده زنی انجام میشود؛ بنابراین ابعاد قطعاتی که با این روش تولید میشوند، دقت بالایی دارند و قطعه نهایی با کیفیت عالی را به وجود میآورند.
نحوه انجام عملیات سنگ زنی
درسینگ، یک فرایند تیز کردن و تصحیح زاویههای چرخ سنگزنی و همچنین تمیز کردن سطوح آن است که برای همه چرخ سنگها، به جز سنگهای آبکاری شده مورداستفاده قرار میگیرد. علاوه بر اینها ذرات سختی مانند کاربید سیلسیم یا آلومین محیط سنگ زنی را تشکیل میدهند که معمولا با یک نگه دارنده به یکدیگر چسبانده میشوند. یک موتور گرداننده با سرعت قابل تنظیم و یک بستر نگهدارنده قطعه کار درون فیکسچر اجزایی هستند که دستگاه سنگ زن را تشکیل میدهند. برای قطعه کار میتوان سر سنگ را به صورت ثابت یا متحرک تنظیم کرد. این ماشین حین انجام عملیات سایش قطعهی مورد نظر حرارت قابل توجهی را نیز تولید میکند. بنابراین در آن خنک کننده تعبیه میشود تا دما بیش از تحمل قطعه کار بالا نرود. این حرارت گاهی به صورتی است که حتی خنک کننده هم میسوزد. اگر دقت در سنگ زنیها حدود 200 نانومتر تنظیم شود، حرارت کمی تولید میشود که نیاز به خنک کاری ندارد. این روش از راهکارهای ماشین کاری در حوزه ساخت قطعات مهندسی اهمیت بسیار زیادی دارد.
انواع فرآیندهای سنگ زنی
عملیات سنگزنی با اشکال گوناگونی از سنگ و قطعه کار انجام میگیرد انتخاب یک فرایند سنگ زنی برای یک کاربرد خاص به شکل قطعه، اندازه قطعه، سهولت فیکسچربندی و آهنگ تولید مورد نیاز بستگی دارد. بر همین اساس است که میتوان انواع مختلفی از عملیات سنگ زنی را مورد بررسی قرار داد. این فرآیندها عبارت هستند از:
1- سنگ زنی تخت
یکی از متداولترین عملیاتها در ماشینهای سنگ زن، سنگ زنی تخت است که بر روی سطوح تخت انجام میگیرد. هنگام انجام این عملیات نظام مغناطیسی بر روی میز ماشین سنگزنی تخت قرار گرفته و قطعه کار به یک سر آن بسته میشود. برای بستن مواد غیر مغناطیسی هم معمولا از گیره، فیکسچر مخصوص، نوار چسبهای دو رویه استفاده میکنند و یا با کمک از نظام به میز بسته میشوند. بعد از آن هم به محور افقی دستگاه، یک سنگ سنباده گرد تخت نصب میشود. با رفت و برگشت این سنگ سنباده در طول میز و پیشروی بر روی قطعه، سنگ زنی عرضی بعد از هر رفت و برگشت انجام میگیرد. در دیگر روش سنگ زنی تخت، سنگ زنی رد به داخل انجام میشود. در این روش سنگ سنباده به شکل شعاعی به طرف قطعه کار حرکت میکند انگار که یک شیار سنگ زنی باشد. در این نوع روش، با توجه به ابعاد سطحی که میتوان بر روی آن سنگ زنی را انجام داد، اندازه دستگاه سنگ زن تخت مشخص خواهد شد.
2- سنگ زنی استوانهای
این روش را با نامهای سنگ زنی محور یا نوع مرغکی میشناسند. زیرا که در این عملیات سطح استوانهای خارجی و شانههای قطعه کار سنگ زنی میشود. یاتاقانهای میل لنگ، محور دورانها، پینها، رینگ بلبرینگها و غلطک دستگاههای نورد از کاربردهای سنگ زنی استوانهای به شمار میروند. در این دستگاه قطعه استوانهای در حال دوران در امتداد محور خود حرکت رفت و برگشتی دارد. همچنین آن میتواند غلتکهایی با قطرهایی به بزرگی 1.8 متر را سنگ زنی کند. بین دو مرغک و یا یک نظام جایگاه قطعه کار است و یا اینکه این قطعه در کله گی ماشین به یک صفحه نظام بسته میشود. پس از آن، محور دورانهای سنگ و قطعه با سرعتهای مختلف توسط موتورهای جداگانهای به حرکت در میآیند. در روش سنگ زنی محوری میتوان قطعه کارهای دراز را با دو یا چند قطر مختلف نیز سنگزنی کرد. از طرفی دیگر هم در عملیاتهایی که با سنگهای فرم سنگ به شکل قطعه تیز میشود، میتوان اشکال مورد نظر را با سنگ زنی استوانهای فرم داد.
3- سنگ زنی داخلی
سنگ زنی سطح داخلی قطعاتی مانند بوش و پوسته یاتاقانها با استفاده از یک سنباده کوچک توسط سنگ زنی داخلی انجام میشود. بنابراین قطعه کار در یک نظام دوار نگه داری شده و سنگ با سرعت 30 هزار دور بر دقیقه یا بیشتر دوران میکند. در اشکال داخلی که سنگهای فرم به طور شعاعی رو به قطعه کار حرکت میکنند، سنگ زنی داخلی کاربرد دارد. همچنین میتوان برای سنگ زنی سوراخهای مخروطی، کلهگی ماشینهای سنگ زنی داخلی را در یک صفحه افقی بگردانید.
4- سنگ زنی بدون مرغک
یکی از فرآیندهای تولید انبوه برای سنگ زنی پیوسته سطوح استوانهای، سنگ زنی بدون مرغک است. در این نوع، قطعه کار بدون دو مرغک و یا هیچ نظام دیگری نگه داشته میشود. این قطعه کار به به وسیله یک تیغه بسته خواهد شد. قطعه کارهایی مانند رولربیرینگها، سوپاپهای موتور، میل بادامکها بدون مرغک تولید میشوند.
5- سنگ زنی خزشی
فرآیندی از سنگ زنی که با عملیات براده برداری با آهنگهای کم و پرداخت کاری ظریف همراه است، سنگ زنی خزشی نام دارد. بهعلاوه برای عملیات براده برداری فلز در مقیاس زیاد شبیه فرزکاری، خانکشی و صفحه تراشکاری دروازهای از این روش استفاده میکنند. ویژگیهای خاصی از قبیل قدرت زیاد، ظرفیت لرزه گیری بالا، سرعتهای متغیر محور دوران میز کار و ظرفیت بالای مایعات سنگ زنی از ویژگیهای منحصر به فرد برای ماشینهای سنگ زن خزشی است. همچنین امروزه از سنگهای بهره میبرند که قابلیت تیز شدن پیوسته سنگ سنباده با غلتکهایی از الماس را دارند.