אופן השחזה

אוֹפַן השחזה הוא אופן המורכב משילוב גרעינים שוחקים בתוך מטריצה של חומר מלכד אופנים כאלה משמשים במכונות השחזה. לפעולות השחזה ועיבוד אברזיביות.

אופנים מורכבים מחלקיקים של חומר קשה, לחוצים ומחוברים זה לזה על ידי מטריצה מלכדת למתן הצורה של האופן הנדרש. הם עשויים גם להיות מיוצרים מגוף פלדה או אלומיניום מוצקה עם שכבת חלקיקים בקוטר החיצוני. רוב אופני ההשחזה הם מרוכבים מלאכותיים המיוצרים עם גרעינים מיוצרים מלאכותיים, אך ההיסטוריה של גלגלי השחזה החלה באבנים טבעיות, כמו אלה המשמשות לאבני ריחיים.

ייצור האופנים הללו הוא תהליך מדויק ומבוקר היטב, לא רק בגלל הסיכונים הבטיחותיים הטמונים של דיסק מסתובב, אלא גם מההרכב והאחידות הנדרשים כדי למנוע מהתפוצצות של הדיסק בגלל הלחצים הגבוהים המיוצרים בעת סיבוב האופן.

אופני השחזה הם מתכלים, אם כי אורך החיים יכול להשתנות במידה רבה בהתאם למקרה השימוש, בזמן שהאופן משחיז, הוא משחרר מעת לעת גרגרים שוחקים בודדים, בתהליך שחיקה זה עם היחלצות גרגרים שנשחקו, מתגלים גרעינים חדשים, שמתחילים שוב את המחזור הבא. קצב השחיקה בתהליך זה בדרך כלל צפוי מאוד ליישום נתון, והוא הכרחי לביצועים טובים.

מאפיינים 
ישנם חמישה מאפיינים של גלגל חיתוך: קשיות חומר הגרעין, גודל הגרעין, קושי האופן לפי תקן A–Z, מרווח בין הגרגרים וסוג החומר המלכד המקשר. ריכוז מאפיינים אלה מודפס בקוד מוסכם על האופן.

הגרעין השוחק 
סוג הגרעין השוחק נבחר על פי קשיות החומר אותו הוא מיועד להשחיז.
 תחמוצת אלומיניום (A)
 סיליקון קרביד (S)
 קרמיקה (C)
 יהלום (SD ,MD ,D)
 קוביק בורון ניטריד (CBN)

גלגלי שחיקה עם גרגרי יהלום או בורזון CBN נקראים כלי השחזה "סופר אברזיב". אופני השחזה עם גרעיני תחמוצת אלומיניום, סיליקון קרביד או גרגרי קרמיקה נקראים כלי השחזה קונבנציונליים.

גודל הגרעין 
התקן לגודל גרעין נקבע ככמות החלקיקים שיעברו בנפה בגודל אינץ' מרובע (כ־6.45 ס"מ). מ־10 (גס ביותר) עד 600 העדין ביותר. ערך זה קובע את הממדים הממוצעים של הגרעינים באופן. גרעין גדול יותר יאפשר חיתוך מהיר אך גימור פני השטח לקוי. גודלי גרעין קטנים במיוחד מיועדים לעבודות גימור מדויקות. בדרך כלל גודל גרעין של גלגל השחזה מוגדרים 10–24 (גס), 30–60 (בינוני), 80–200 (עדין) ו־220–600 (עדין מאוד).

תקן קבוצת הקושי באופן 
מ־A (רך) עד Z (קשה), קובע עד כמה חזק הקשר המלכד את האופן. A עד H למבנה רך יותר, I עד P למבנה בינוני ו־Q עד Z למבנה קשה. קבוצת הקושי משפיעה על פרמטרי ההשחזה, כמו מהירות האופן, זרימת נוזל הקירור, קצב קידמה מקסימלי ומינימלי ועומק השחזה.

המרווח בין הגרעינים 
מרווח או מבנה, בין 1 (צפוף ביותר) ל־17 (פחות צפוף). צפיפות היא היחס בין החומר המלכד והחומר השוחק לגודל חללי האוויר במבנה.

אופן פחות צפוף יחתוך בחופשיות, ויש לו השפעה רבה על גימור פני השטח. הוא גם מסוגל לחתוך חתך עמוק יותר או רחב יותר עם פחות נוזל קירור, מכיוון שהמרחק בין השבבים על האופן גדול יותר.

החומר המלכד 
משפיע כיצד עומד האופן בשחיקה. הוא משפיע על הפרמטרים העיקריים: גימור טיב השטח, סוג נוזל הקירור ומהירות מינימלית/מקסימלית של האופן.

סוגי האופנים

אופן השחזה ישר 

אופן השחזה ישר הוא הסגנון הנפוץ ביותר של האופנים וניתן למצוא אותם על משחזות עמוד ידניות או על מכונות ההשחזה.

אופן זה משבב את הפריט רק עם קוטרו החיצוני של האופן.

אופנים ישרים משמשים לרוב לפעולות על משחזות צילינדריות, משחזות שטחים ובמשחזות ללא מרכזים. אופנים אלה בצורת גליל שונים בשימושים השונים במידות הקוטר הרוחב לפי סוג ההשחזה וסוג המשחזת.

אופני צילינדר למשטחים 
אופני צילינדר על מכונות ורטיקליות, מיועדות להשחזה של משטחים גדולים, עם מצח אופן ההשחזה הגלילי. הם יכולים להיות גדולים מאוד, עד רוחב 12 אינץ'. ובקטרים גדולים עד כדי 40 אינץ'.

גלגל קוני 
אופנים ישרים המיועדים לעבודות בעומסים גדולים המבנה הוא רחב ליד הציר וצר באזור הקוטר החיצוני. אופנים אלה משמשים להשחזת גלגלי שיניים ותבריגים.

אופני כוס 
האופן העיקרי המשמש בהשחזת צורות מורכבות כמו כלי חיתוך.

אופן זה מאפשר להשחיז את זוויות החיתוך והשחרור בכלים.

אופני יהלום 

אופני יהלום מיוצרים עם חומר שוחק שהוא יהלום תעשייתי. ונבנה כשכבה דקה על הקוטר החיצוני של האופן.

הם משמשים להשחזה של חומרים קשים במיוחד כמו לוחיות מתק"ש אבני חן או בטון.

אופני CBN בורזון

הבורזון הוא חומר שוחק המשמש אלטרנטיבה ליהלום.

היהלום מוגבל ואינו מתאים לעיבוד פלדות מאחר שגם הפלדה וגם היהלום מכילים פחמן ובטמפ' גבוהה יש ריאקציה ואין יכולת לבצע עיבוד שבבי תקין.

מסיבה זו פותח חומר קשה דומה ליהלום, הוא מיוצר מגז Cubic boron nitride .גרעינים אלה נקראים בורזון ומשמשים באופני השחזה וכלי עיבוד שבבי לעיבוד פלדות קשות.

אופני הבורזון דומים בצורתם לאופני היהלום.

אופני ציר למשחזת jig grinder 
לאופנים אלה צורה של ציר קטן ובקצהו בנוי אופן השחזה בצורת גליל, כדור, רדיוס קונוס וכדומה. כלים בצורה זו משמשים להורדת גרדים בחלקים באופן ידני.

כלים דומים משמשים להשחזת קדחים לחלקים מדויקים. מכונה ה-jig grinder מדויקת מאוד ומאפשרת קבלת קוטר ומיקום לקדחים מדויקים בטולרנס של מיקרונים.

אופנים לחיתוך 
אופני חיתוך, הם אופנים דקים ברוחבם ולעיתים קרובות הם בעלי סיבים רדיאליים המחזקים אותם. הם משמשים לחיתוך -בענף הבנייה, לחיתוך פרופילים או להסרת ברגים בולטים או כל דבר שזקוק להסרה מהירה.

אופנים מצופים ביהלום או בורזון 
אופנים לעיבוד חומרים קשים. שיטת הייצור היא בניית כלי צורתי כלשהו מאלומניום ולאחר מכן ציפוי פני הכלי בשכבת אחת של גרעינים שוחקים כשהשכבה המלכדת היא ציפוי ניקל או חומרים דומים אחרים, בתוכה מפזרים את גרעיני הבורזון או היהלום.

השחזה עם כלי זה נקראת השחזה קרה מאחר שהאופן לא מתחמם.

אופנים כאלה יכולים להיות בכל הצורות שפורטו לעיל.

הוראות הבטיחות 

האופן במכונת ההשחזה מסתובב במהירויות מאוד גבוהות. ומרבית ההנחיות מיועדות למנוע התפרקות של האופן ופגיעה בעובדים.

הכללים נוגעים בטיפול האופן החל מאחסנתו, לשיטת הידוקו לציר המכונה ולביצוע איזון כדי למנוע רעידות.

עיקר ההנחיות נוגע ללבוש, משקפי מגן ושאר מגיני מכונה למניעת הפגיעה בעובד.

בחינת כלים ואופנים להשחזה

אופני השחזה וכלי השחזה משמשים רבות בתעשייה וכמו כן בענפי שירותים בהם התפעול הוא ידני ציוד זה עומד במתח מכני מאסיבי. בסל"ד גבוה קיים סיכון לשבר עקב כוחות צנטריפוגליים בהפעלת אופן ההשחזה. כישלון של כלי השחזה עלולים להוות סכנה קשה לאנשים ולמכונות עקב רמות האנרגיה המשוחררות הגבוהות.

עקב כך מוצבים סטנדרטים גבוהים על חוזקם המכני והשבירה של כלי השחזה בתקני הבטיחות האירופיים השונים.

חידוש פני האופן 
אופני ההשחזה זקוקים לתחזוקה שוטפת ברענון פני השטח של האופן.

לצורך זה משתמשים בציוד מיוחד.

אבן יהלום מותקנת על מחזיק מיוחד ומניעים אותו מול האופן כמו בתהליך חריטה. היהלום מסיר מהאופן שיכבה פגומה ומחדש אותו.

בנוסף קיים מתקן הכולל גלגל מיוחד שמתאים לחידוש אופן רגיל או אופן יהלום, המוריד שיכבה משופשפת ומרענן את פני האופן.

קישורים חיצוניים

הערות שוליים

ערכים שבהם תבנית בריטניקה אינה מתאימה
תהליכי ייצור
הנדסת תעשייה
עיבוד מכני
מכונות עיבוד שבבי
ייצור
עיבוד מתכת
נוזל קירור