موضوع مقاله: سنگ‌زنی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # سنگ‌زنی | مقدمه: سنگ‌زنی یک فرایند براده برداریست که عمل برداشتن مواد اضافه روی قطعه را با سایش انجام می‌دهد. | ## بخش 1: سنگ‌زنی | معمولاً سنگ‌زنی مرحله نهایی کار روی قطعه است که بعد از آن کیفیت سطح کار بالا رفته و در واقع نوعی پرداخت سطح است. به فرایند تیز کردن و تصحیح زاویه‌های چرخ سنگ‌زنی و همچنین تمیز کردن سطوح آن از موادی که به سطوح آن چسبیده‌است، دِرِسینگ (dressing) گفته می‌شود. در حین عملیات سنگ‌زنی، حرکت اولیه برشی می‌تواند به قطعه کار یا به ابزار اعمال شود، که به هندسه آن‌ها بستگی دارد. محیط سنگ‌زنی شامل ذرات سختی مانند کاربید سیلسیم یا آلومین است که با یک نگه دارنده (ماتریس) به یکدیگر چسبانده شده‌اند. از آنجا که اندازه ذرات سخت در یک محدوده تغییر می‌کند و این ذرات معمولاً با جهت‌های تصادفی در داخل ماتریس قرار می‌گیرد تعریف ضخامت براده تغییر شکل نیافته برای هر لبه برشی غالباً مشکل است اما بین مقادیر ۰٫۰۲۵ تا ۰٫۰۰۰۲۵ میلی‌متر حدوداً تغییر می‌کند. دستگاه سنگ زن شامل یک موتور گرداننده سنگ با سرعت مورد نیاز و یک بستر برای نگهداری قطعه کار درون فیکسچر است. ماشین سنگ‌زنی در حین عملیات سایش قطعه حرارت قابل توجهی نیز تولید می‌کند؛ بنابراین نیاز به خنک‌کننده دارد که تا دما بیش از تحمل قطعه کار بالا نرود. در سنگ‌زنی‌های با دقت بالا حدود ۲۰۰ نانومتر حرارت کمی تولید می‌شود که نیاز به خنک کاری ندارد. ۱-سنگ‌زنی سطح تخت ۲-سنگ‌زنی طولی جانبی ۳-سنگ‌زنی استوانه‌ای طولی ۴-سنگ‌زنی استوانه‌ای تقاطعی ۵-سنگ‌زنی استوانه‌ای بدون مرغک (سنترلِس) انتخاب اینکه کدام یک از عملیات سنگ‌زنی زیر استفاده می‌شود با توجه به اندازه، شکل، ویژگی‌ها و میزان تولید مورد نظر تعیین می‌شود. تلورانس‌های قابل دستیابی به این روش برای سطوح تخت ۵٫۱ میکرومتر و برای سطوح موازی ۷٫۶ میکرومتر می‌باشد. | ## بخش 2: سنگ‌زنی | دستگاه سنگ تخت معمولاً شامل وسیله ای برای گرفتن قطعه کار است که به آن کارگیر می‌گویند. سنگ‌زنی معمولاً برای چدنها و فولادها به کار می‌رود چرا که اولا این فلزات مغناطیسی بوده و توسط کارگیر مغناطیسی به راحتی می‌توان آنها را ثابت کرد، ثانیاً این فلزات تمایل کمتری به ذوب شدن و چسبیدن به چرخ ساینده دارند. از فرایند سنگ‌زنی معمولاً برای موادی مانند آلومینیوم، فولاد زنگ نزن، برنج، و پلاستیک‌ها کمتر استفاده می‌شود، چرا که این مواد تمایل زیادی به چسبیدن به چرخ ساینده دارند و در نتیجه از ادامه فرایند جلوگیری می‌کنند. این مواد نسبت به چدن‌ها و فولادها تمایل بیشتری به چسبیدن به چرخ دارند اما توسط روش‌های خاصی سنگ‌زنی این مواد نیز امکان‌پذیر است. برخلاف سنگ‌زنی معمولی، که در درجه اول برای پرداخت نهایی سطوح مورد استفاده قرار می‌گیرد، سنگ‌زنی خوراک-خزشی برای حذف میزان بالای مواد استفاده می‌شود، و با فرزکاری و تراشکاری به عنوان یک انتخاب فرایند تولید رقابت می‌کند. عمق براده برداری در این فرایند نهایتاً تا ۶ میلی‌متر بوده و سرعت قطعه کار پایین می‌باشد. برای پایین نگه داشتن دمای قطعه کار و بهبود زبری سطح (تا نهایت ۱٫۶ میکرومتر Rmax) از چسب رزین نرم تری استفاده می‌شود. حذف ۱۶ سانتی‌متر مکعب از ماده توسط روش سنگ‌زنی خوراک-خزشی ۱۱۷ ثانیه زمان می‌برد و این در حالی است که حذف همین مقدار ماده توسط سنگ‌زنی دقیق بیش از ۲۰۰ ثانیه طول خواهد کشید. از معایب روش سنگ‌زنی خوراک خزشی نیاز مداوم آن به تیز کردن سنگ بوده، و نیاز به توان بالای اسپیندل دارد (۳۸ کیلووات). روش سنگ‌زنی خوراک خزشی که اغلب در حالت سنگ‌زنی تخت انجام می‌شود، کاملاً با سنگ‌زنی معمولی سطح تخت متفاوت است. | ## بخش 3: سنگ‌زنی | عمق برش ۱۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ برابر افزایش می‌یابد ولی نسبت خوراک کار (feed) نیز به همان نسبت کاهش می‌یابد. طول کمان بلند تماس بین چرخ سنگ و قطعه کار باعث افزایش نیروهای برش و توان مورد نیاز می‌شود. به همین دلیل ماشین ابزارهایی که این نوع سنگ‌زنی را انجام می‌دهند باید به‌طور خاص طراحی شوند و دارای خواصی از قبیل: پایداری استاتیکی و دینامیکی بالا، راه‌های آزاد و بدون پدیده stick-slip (چسبیدن به زمین و جدا شدن ناگهانی)، میرایی کافی، اسب بخار بالا، سرعت اسپیندل کاملاً متغیر، تغذیه میز متغیر اما بسیار پایدار (مخصوصاً در محدوده‌های پایین)، سیستم‌های خنک کاری فشار بالا و تجهیزات یکپارچه تیزکاری سنگ یا دِرِسینگ (dressing) باشند. سنگ‌زنی پوست (Peel grinding) این روش که با نام Quickpoint در سال ۱۹۸۵ توسط کارخانه ماشین‌سازی اروین یونکر، در نوردراخ، آلمان ثبت اختراع شد، از یک چرخ نازک با مواد ساینده فوق‌العاده قوی استفاده می‌کند که تقریباً موازی با قطعه کار استوانه‌ای می‌چرخد و تا حدودی مانند یک ابزار چرخشی بر روی دستگاه تراش کار می‌کند. چرخ ساینده و قطعه کار توسط موتورهای جداگانه و با سرعت‌های مختلف چرخانده می‌شوند. پنج نوع سنگ‌زنی استوانه‌ای عبارتند از: سنگ‌زنی قطر خارجی (OD)، سنگ‌زنی قطر داخلی (ID)، سنگ‌زنی فروبردنی، سنگ‌زنی خوراک-خزشی، و سنگ‌زنی بدون مرغک یا سنترلس. همان‌طور که از نام آن مشخص است، در این روش قطعه کار بین دو مرغک نگهداری نمی‌شود. این امر موجب کاهش زمان مورد نیاز انجام فرایند سنگ‌زنی می‌شود، از این رو، سنگ‌زنی بدون مرغک اغلب برای کارهای با نرخ تولید بالا استفاده می‌شود. در این روش قطعه کار به‌جای استفاده از مرغک یا سه نظام توسط یک تیغه نگه داشته می‌شود. روش سنگ‌زنی سنترلس خارجی، شامل دو عدد چرخ می‌باشد، که یکی سنگ بوده و دیگری وظیفه تنظیم قطعه کار را به عهده دارد. | ## جمع‌بندی | قطعه کار که می‌تواند یک قطعه استوانه‌ای کوتاه یا بلند باشد (برای مثال ۳ تا ۴ متر)، توسط یک تیغه، ساپورت و نگهداری شده، و از بین دو چرخ عبور داده می‌شود.