پرداخت و پوليش سطوح به عملياتي گفته مي شود كه منجر به كاهش زبري سطح مي شوند. انحراف هندسي جزئي منظم يا غيرمنظم از سطح صاف يك جسم جامد را زبري (Roughness) مي نامند.

R_t يا حداكثر زبري، اختلاف ارتفاع بالاترين بلندي تا عميق ترين گودي مي باشد كه بر حسب ميكرون اندازه گيري مي شود.

هدف از پرداخت سطوح، به حداقل رساندن كميت  R_t براي كاربرد موردنظر مي باشد.

در صورتي كه تنها ظاهر سطح مورد توجه باشد، عمليات پردازش سطح را پوليش تزييني Decorative Polishing خوانند.

در صورتي كه مشخصه هاي فني ويژه اي از وضعيت نهايي سطح مورد پردازش مد نظر باشد (به عنوان مثال دقت ابعادي، حفظ لبه ها و زواياي هندسه سطحي و غيره …) عمليات را پوليش فني Technical Polishing خوانند. مبحث مورد نظر ما پوليش فني سطوح مي باشد.

عمليات پرداخت يك قالب را از طريق مسيرهاي مختلفي مي توان طي كرد. چيزي كه حائز اهميت است درك صحيح نقطه آغاز و نقطه پايان كار مي باشد.

نقطه آغاز : مواردي كه در ابتداي كار بايد مورد نظر قرار گيرند عبارتند از:

– صافي سطح اوليه قالب

– شكل هندسي قالب

– نوع فولاد  و سختي آن

نقطه پايان : جهت انتخاب مسير مناسب براي رسيدن به يك نتيجه مطلوب بايد موارد زير را در نظر داشت:

– با توجه به نوع قالب و محصول توليدي چه صافي سطحي مورد نياز مي باشد.

– هدف از پرداخت قالب تنها كاهش اصطكاك مي باشد يا قطعه حالت تزييني نيز دارد.

–         نقش ( طرح) قالب با چه دقتي بايد حفظ شود.

مراحل كلي عمليات پرداخت و پوليش

عمليات خشن كاري : در اين مرحله توسط سنگها، سوهانچه هاي سراميك و الماس، سمباده هاي الماس يا سمباده هاي عادي با مش ۶۰ الي ۴۰۰ زبري كلي سطوح خشن گرفته شده ، اثرات ماشين كاري اوليه (خطوط تراش يا فرز، اثرات اسپارك اروژن، خطوط سنگ مغناطيسي و غيره) كاملاً از بين برده ميشود و چيزي كه بر سطح باقي مي ماند حفره ها يا شيارهايي با عمق چند صدم ميليمتر از اثر ماشين كاري اوليه بوده كه خطوط ساينده ۴۰۰ به آن اضافه شده است.

عمليات پوليش : در اين مرحله توسط سنگها، سوهانچه هاي سراميك، سمباده الماس عادي با مش ۶۰۰ الي ۱۲۰۰ يا خمير الماسه با دانه بندي ۸ الي ۲۵ ميكرون و با استفاده از ابزار برنجي، خطوط ابزارهاي ساينده خشن از بين برده شده و اثرات ماشين كاري اوليه نيز كاملاً حذف ميشود. سطح قالب در انتهاي اين مرحله در آستانه برخورداري از يك جلاي نسبي قرار ميگيرد.

عمليات پوليش آينه اي : در اين مرحله با استفاده از خميرهاي الماسه با دانه بندي ۱ الي ۶ ميكرون (در برخي موارد ۴/۱ يا ۱۰/۱ميكرون) كه توسط ابزارهاي پلاستيكي، چوبي يا نمدها و پارچه هاي پوليش اعمال ميشوند، سطح قالب به جلاي آينه اي ميرسد.

آشنايي با تجهيزات پوليش

عمليات  خشن كاري، پوليش و پوليش آينه اي توسط ابزار هاي ساينده اي كه مختصرا“ به آنها اشاره شد انجام مي پذيرد. لكن ابزارهاي ساينده را جهت انجام وظيفه خود بايد به حركت در آورد. تجهيزات پرداخت و پوليش، به غیر از ساینده ها شامل وسائلی است که تواما“ با ايجاد حركتهاي دوراني و ارتعاشي كه در زوايا و جهت هاي مختلف انجام مي پذيرد امكان به حركت در آوردن ساينده ها را بر روي پيچيده ترين سطوح هندسي فراهم مي نمايند.

تجهيزات پرداخت و پوليش به گروه هاي كلي زير تقسيم مي شوند:

• نيروي محركه

• دست ابزارها

• ابزار هاي واسط

•  ساينده ها

۱-  نيروي محركه

انواع تجهيزات مولد نيروي محركه اي كه براي به حركت درآوردن دست ابزارهاي پرداخت و پوليش مورد استفاده قرار مي گيرند عبارتند از :

• موتور آويز با شفت خرطومي

•   دستگاههاي ميكروموتوري

•  سيستمهاي بادي

۱-۱موتورهاي آويز با شفت خرطومي

موتور آويز متداولترين و قديمي ترين وسيله توليد حركت دوراني است كه توسط پوليشكاران بكار گرفته شده است. 

حركت دوراني توسط شفت خرطومي به دست ابزار پرداخت منتقل شده  و بسته به نوع دست ابزار، حركت هاي  دوراني و رفت و برگشتي در جهات و زواياي مختلف حاصل ميشود. توان خروجي اين نوع موتورها ۱۰۰-۸۰۰ وات  مي تواند باشد و حداكثر سرعت دوراني آنها ۲۵.۰۰۰ دور در دقيقه ميباشد.

دست ابزارهاي دوراني كه به موتورآويز متصل مي شوند با حداكثر سرعت موتور قابل كار مي باشند. لكن در مورد دست ابزارهاي ارتعاشي مجاز به استفاده از سرعتهاي بالاتر از ۱۰.۰۰۰ رفت و برگشت در دقيقه نمي باشيم.

۲-۱دستگاههاي ميكروموتوري

اين وسيله تشكيل شده است از يك منبع تغذيه و يك موتور مينياتوري(ميكروموتور) كه بايك رشته سيم به منبع تغذيه متصل ميباشد. دست ابزارهاي پرداخت و پوليش مستقيماً به ميكروموتو متصل شده و حركتهاي دوراني و رفت و برگشتي را حاصل مينمايند. سيستم ميكروموتوري نسبت به موتورآويز از مزاياي زير برخوردار مي باشد:

•   به دليل عدم وجود شفت خرطومي، مزاحمتي براي اپراتور پوليشكار از نظر مانور كردن با دست ابزار  بوجود نمي آيد.

•  كاركرد دستگاه كاملاً بي صدا مي باشد.

•  سرعت حركت دوراني بصورت دیجیتال قابل تنظيم و كنترل ميباشد.

• حداكثر سرعت حركت دوراني اين دستگاهها ۳۰.۰۰۰ الي ۵۰.۰۰۰ دور در دقيقه ميباشد. در سرعتهاي بالا استهلاك  ابزارهاي ساينده تتقریبا“به ۵/۱ رسيده و ضمناً سطوح پرداخت بهتري را حاصل مي نمايند.

دستگاههاي ميكروموتوري معمولاً از توان خروجي پاييني برخوردار ميباشند(۶۵-۲۵وات) و اين تنها نقطه ضعف اين نوع دستگاهها تا قبل از عرضه مدلهای جدید محسوب مي شد. دستگاه ميكروموتوري Eneska 4-1 كه آخرين نسل از دستگاههاي نوع خود مي باشد مجهز به ميكروموتور گشتاور بالا (High Torque) با قدرت ۲۰۰ وات و سرعت دوراني ۵۰.۰۰۰ دور در دقيقه مي باشد. لازم به يادآوري است در موتورهاي گشتاور بالا حتي در زماني كه با بالاترين سرعت دوراني  براده برداري انجام مي گيرد، ميكروموتور زير بار از سرعت خود نمي كاهد.

۳- ۱سيستمهاي بادي

نيروي محركه در تجهيزات پرداخت بادي، فشار هوا مي باشد. دست ابزارها هركدام  به تنهائي مجهز به يك توربوجت مي باشند كه تحت فشار باد حركت دوراني را بوجود مي آورند. فشار هوا مورد نياز ۴ الي ۶ Bar  بوده و مصرف هوا فشرده ۵ الي ۱۶۰ ليتر در دقيقه مي باشد. حداكثر سرعت براي دست ابزارهاي ارتعاشي ۲۵.۰۰۰-۱۰.۰۰۰رفت و برگشت در دقيقه مي باشد. در مورد دست ابزارهاي دوراني حداكثر سرعت دوراني بر حسب نوع دست ابزار ۶۰.۰۰۰-۲۰.۰۰۰ دور در دقيقه مي باشد. سرعت دوراني نوع خاصي از دست ابزار دوراني بادي (ENESKA P320) ۳۲۰.۰۰۰ دور در دقيقه مي باشد. سرعت حركت دوراني يا رفت و برگشتي دست ابزارهاي بادي با تنظيم فشار باد كنترل مي شود. دست ابزارهاي  بادي نسبت به دست ابزارهاي برقي از توان خروجي پايين تري برخوردار مي باشند. اين دست ابزارها معمولاً به دليل هوا خنك بودنشان از استهلاك پايين تري برخوردار ميباشند.

۲- دست ابزارها

۱-۲- دست ابزارهای دورانی مستقیم

اين دست ابزار متداولترين وسيله پرداخت و پوليش ميباشد.  

دست ابزار دورانی مستقیم در انواع قابل نصب بر سیستم موتور آویز، سیستم میکروموتوری و سیستم بادی قابل عرضه میباشد.

ابزارهاي مصرفي كه با اين دست ابزارها قابل استفاده ميباشند عبارتند از : سنگ هاي انگشتي و الماس، فرزهاي مينياتوري تنگستن كاربايد، نمدها و فرچه هاي پوليش، سمباده های چتری، سمباده لاستیکی و غیره.

۲-۲ دست ابزارهاي دوراني ۹۰ درجه و ۱۳۵ درجه

اين گروه از دست ابزارها جهت انجام عمليات براده برداري  توام با موجگيري طراحي شده اند. محور دوران ابزار براده بردار قائم ( يا تحت زاويه اي بزرگتر از °۴۵ ) بر سطح قطعه كار مي باشد.

• روش پرداخت Ring Finish  با استفاده از دست ابزارهاي دوراني زاويه دار

در اين روش ابزاري بنام اتصال مفصل دار كه محوري است چهار شاخه مانند به كولت (ابزارگير) دست ابزار دوراني وصل شده و رينگ هاي پرداخت به ديگر انتهاي چهارشاخه وصل ميشوند. زماني كه رينگ پرداخت روي سطح قرار مي گيرد، مفصل چهارشاخه مانند اتصال مفصل دار كمك مي كند تا در محدوده خاصي از تغييرات زاويه اي  دست ابزار، رينگ پرداخت همچنان بصورت تخت بر روي سطح باقي بماند. حال، با به دوران درآوردن دست ابزار، رينگ پرداخت در حالي كه هميشه بصورت تخت بر سطح كار تكيه زده براده برداري را آغاز كرده و بدون اينكه خود موجي ايجاد كند، موجهاي احتمالي موجود  برروي سطح را از بين مي برد. به دليل خالي بودن داخل رینگ، با اين روش مي توان غير از سطوح تخت، كليه سطوح محدب، مقعر و منحني شكل را بصورت كاملاً يكنواخت از مرحله خشن كاري تا پرداخت آينه اي پرداخت نمود.

ديگر ابزارهائي كه با اين گروه از دست ابزارها قابل استفاده ميباشند عبارتند از: سنگهاي انگشتي، الماس، فرزهاي مينياتوري كاربايد، نمدها و فرچه هاي پوليش

دست ابزار Ergo-Line

اين دست ابزار شامل دسته و كلگي ۹۰ درجه يا ۱۳۵ درجه مي باشد. كلگي را بصورت تلسكوپي تا ۷۰ ميليمتر مي توان از داخل دسته بيرون كشيد و ثابت نمود و يا مي توان آنرا كاملاً از دسته بيرون كشيده و كلگي ديگر را جاي آن قرار داد. با داشتن يك دسته و دو كلگي ۹۰ درجه و ۱۳۵ درجه كه قابل تعويض ميباشند عملاً انعطاف عمل در عمليات پوليش دوراني به حداكثر مي رسد. دست ابزار Ergo-Line مناسب براي عمليات Ring Finish ،عمليات سنگ زني با سنگ هاي انگشتي، الماس و غيره ، استفاده از نمدها، سمباده ها و سوهانچه هاي سراميكي گرد، چوب پوليش و غيره مي باشد. طراحي دست ابزار براي عمليات پرداخت و پوليش بوده و دست ابزار نبايد براي عمليات سنگ زني براي براده برداري مورد استفاده قرار گيرد. دست ابزار به همراه ۲ كولت (ابزار گير) ۳۵/۲ و ۳ ميليمتر عرضه مي شود.

دست ابزار NHG-L

طراحي اين دست ابزار براي عمليات Ring Finish مي باشد. دسته نيم كروي دست ابزار كمك مي كند تا كاربر بتواند مدت زمان طولاني تري را بدون خستگي دست به كار ادامه دهد. اين دست ابزار از مكانيزم قوي تري برخوردار بوده و تحمل فشارهاي سنگين تر را نسبت به دست ابزار VTN-N  دارد.

انواع دست ابزارهاي دوراني زاويه دار در مدلهاي قابل استفاده با موتورآويز، ميكروموتور و سيستم بادي قابل عرضه ميباشند.

۳-۲ دست ابزارهاي ارتعاشي مكانيكي

در اين گروه از دست ابزارها، حركت دوراني دريافتي از موتورآويز، ميكروموتور يا توربوجت توسط يك لنگ به حركت ارتعاشي تبديل ميشود.حركت ارتعاشي حاصله به سوهانچه ها يا ساير ابزارهاي ساينده اي كه قابل نصب بر دست ابزار باشند منتقل مي شود.

گرچه سرعت براده برداري در روش ارتعاشي نسبت به روشهاي دوراني كمتر مي باشد ولي روش ارتعاشي از جايگاه خاصي در عمليات پرداخت و پوليش قالبها برخوردار ميباشد. كنترل بالا در براده برداري، امكان پرداخت گوشه ها، زوايا و اشكال هندسي پيچيده، استفاده از تنوع بسيار وسيع از ابزارهاي ساينده از برجسته ترين مشخصه هاي روش پرداخت ارتعاشي مي باشند.

در انتخاب دست ابزار ارتعاشي اولين مطلبي كه بايد در نظر داشت اين است كه لرزش بدنه دست ابزار در حين كار بايد براي كاربر قابل تحمل باشد. دست ابزارهائي كه ارتعاشات بدنه آنها بالاتر از حد متعارف مي باشد، ضمن اينكه باعث آزار و خستگي كاربر مي شوند خود از استهلاك بالاتري نيز برخوردار ميباشند. ارتعاشات اضافي دست ابزار باعث مي شود كنترل كمتري بر نوك ابزار براده بردار داشته و در نتيجه انجام عمليات پرداخت  بر قطعات حساس با اين نوع دست ابزارها امكانپذير نمي باشد

دست ابزارهاي ارتعاشي با دامنه متغير Diprofil FPB/R

اين دست ابزار يكي از بهترين دست ابزار موجود در بازار جهاني بوده و نسبت به دست ابزارهاي مشابه ارتعاشات اضافه آن قابل اغماض مي باشد.

دست ابزار براي كارهاي سنگين طراحي شده  و در سخت ترين شرايط كمترين استهلاك را دارد.دامنه ارتعاشات اين دست ابزار از ۵/۰ تا ۶ ميليمتر قابل تنظيم مي باشد و حداكثر سرعت ارتعاشي آن ۱۰.۰۰۰ رفت و برگشت در دقيقه ميباشد.

 مدلهاي FPK/R  و FPK/RL  اين دست ابزار براي كارهاي سنگين تر طراحي شده اند.

دست ابزار ارتعاشي دامنه ثابت Diprofil FMR/S5

دامنه ارتعاشات اين دست ابزار ۵/۰ ميليمتر و ثابت مي باشد. اين دست ابزار تقريباً ارتعاشات اضافه توليد نمي كند. با توجه به وزن كم (۱۵۰ گرم) و ابعاد كوچك آن، اين دست ابزار يكي از بهترين  وسائل جهت انجام عمليات پرداخت براي سطوح حساس مي باشد. مدلهاي ديگر اين دست ابزار با دامنه ثابت ۱ ميليمتر و ۸/۱ ميليمتر نيز عرضه مي شوند.

دست ابزار ارتعاشي جانبي Diprofil FMV/S

اين دست ابزار همانگونه كه از نامش مشخص است بصورت چپ و راست ارتعاش مي نمايد. دامنه ارتعاشات آن از ۴-۰ ميليمتر قابل تنظيم مي باشد. دست ابزار براي مواردي بكار برده  مي شود كه دست ابزار ارتعاشي عادي به دليل وارد آوردن ضربه به ديواره هاي  مقابل توسط سوهانچه قابل استفاده نمي باشد.

انواع دست ابزارهاي ارتعاشي در مدلهاي قابل استفاده با موتورآويز، ميكروموتور و سيستم بادي قابل عرضه ميباشند.

۴-۲ دست ابزار سمباده زن نواري

اين دست ابزار مناسب براي پرداخت انواع سطوح تخت و منحني شكل ميباشد. كلگي دست ابزار ۱۸۰ درجه حول محوري عمود بر دسته دست ابزار قابل حركت مي باشد.

تنها مدل میکروموتوری این دست ابزار موجود بوده و مدلهای قابل استفاده با سیستم موتور آویز آن تا کنون عرضه نشده است.

۳- دستگاههای پرداخت اولتراسونيك

دستگاههاي پرداخت اولتراسونيك تجهيزات الكترونيكي هستند كه تشكيل شده اند از منبع تغذيه و دست ابزار اولتراسونيك. كريستالهاي پيزوالكتريك تعبيه شده در دست ابزار اولتراسونيك با دريافت اختلاف پتانسيل از منبع تغذيه به ارتعاش درآمده  و اين ارتعاشات مكانيكي را به نوك دست ابزار منتقل مي نمايند. دست ابزار به نوبه خود اين ارتعاشات را به سوهانچه هاي ساينده كه به آن متصل است منتقل نموده و با تماس ساينده به قطعه كار براده برداري صورت مي پذيرد.

دامنه  ارتعاشات دست ابزار اولتراسونيك بطور متوسط ۲۰ ميكرون (۰۲/۰ ميليمتر) بوده و فركانس ارتعاشات در حدود KHz ۲۵ (۲۵.۰۰۰ رفت و برگشت در ثانيه) مي باشد. بديهي است قابل اغماض بودن دامنه ارتعاشات (ارتعاشاتي كه نه به چشم ديده مي شوند و نه با لمس كردن قابل احساس مي باشند) اين امكان را فراهم مي نمايد كه سوهانچه ساينده بدون اينكه ضربه اي به زوايا و گوشه هاي مواضع حساس قالب وارد نمايد براده برداري را بصورت كنترل شده و با سرعت انجام دهد. بالا بودن فركانس ارتعاشات باعث مي شود كه اوپراتور نيازي به اعمال فشار به سوهانچه نداشته باشد. سوهانچه به محض تماس با سطح كار به سرعت ولي كاملاً تحت كنترل اوپراتور براده برداري را آغاز مي نمايد.

پارامترهايي كه در هنگام انتخاب دستگاه اولتراسونيك بايد در نظر داشت:

توان خروجي دستگاه:

توان دستگاههاي اولتراسونيك مختلف ۴۵-۲۰ وات مي باشد. دستگاههاي ۲۰ وات مناسب براي قالبهاي كوچك با سطوح محدود و نه چندان زبر مي باشد. ابزارهاي ساينده مناسب براي دستگاههاي ۲۰ وات سوهانچه هاي سراميك مي باشند. دستگاههاي ۴۵-۱۰ وات ( با قدرت قابل تنظيم ) قابل استفاده براي سطوح زبر در قالبهاي بزرگ نيز مي باشند. غير از سوهانچه هاي سراميك، انواع سوهانچه هاي الماس نيز قابل نصب بر دستگاه مي باشند.

تنظيم فركانس رزونانس:

ابزار ساينده اي كه به دست ابزار اولتراسونيك متصل مي شود، بر حسب ابعاد و وزن آن داراي يك فركانس ذاتي كه به آن فركانس نوسان طبيعي گويند مي باشد. براي به تشديد درآوردن ابزار ساينده دستگاه اولتراسونيك بايد قادر به تشخيص و توليد فركانسي برابر با فركانس نوسان طبيعي ابزار باشد.تنظيم فركانس خروجي دستگاه در دستگاههاي اولتراسونيك قديمي بصورت آنالوگ و دستي انجام مي پذيرفت. در دستگاههاي جديدتر تنظيم فركانس بصورت ديجيتال و با مكانيزم  فيد بك اتوماتيك انجام شد لكن باز هم محدوديتهايي در كار بود. این دستگاهها تنها قادر به يافتن فركانس ابزارهائي بودند كه با دستگاه عرضه شده يا طي جداولي معرفي مي شدند. در آخرين نسل ازدستگاههاي اولتراسونيك که توسط کمپانی Gous Electric  تایوان عرضه شده است عملاً محدوديت استفاده از ابزارهاي  ساينده به حداقل رسيده و دستگاه قادر به يافتن فركانس طیف وسیعی از انواع ابزارهاي ساينده مي باشد.

نام گذاري تكنولوژي اولتراسونيك ( ماوراء صوت) به اين دليل مي باشد كه امواج صوتي توليد شده از ارتعاشات مكانيكي دستگاه بالاتر از حد شنوائي انسان مي باشد.

۴- ساينده ها،

در اين مبحث به ابزارها و مواد بي شماري  مي توان اشاره كرد كه هركدام كاربرد خود را در زمينه خاص دارند. ما در اينجا تنها به پرمصرف ترين و متداولترين انواع ساينده ها و ديگر ابزارها اشاره خواهيم نمود.

ساينده ها ابزارهائي هستند كه وظيفه براده برداري را در مراحل مختلف خشن كاري، پوليش و پوليش آينه اي برعهده دارند.

ابزارهاي ساينده اي كه در پرداخت و پوليش قالب مورد استفاده قرار مي گيرند از نظر نوع مواد ساينده عبارتند از:

سنگها و سمباده ها – ابزارهاي الياف سراميك – ابزارهاي الماس

۱- ۴سنگهای پرداخت

اين ابزارها عمدتاً به دو شكل انگشتي و سوهانچه اي شكل مي باشند. سنگهاي انگشتي توسط دست ابزارهاي دوراني و سنگهاي  سوهانچه اي توسط دست ابزارهاي ارتعاشي يا به شكل دستي مورد استفاده قرار ميگيرند. سنگها اكثراً در مرحله خشن كاري مورد استفاده قرار ميگيرند.

دو مشخصه اصلي در انتخاب سنگ عبارتند از:  دانه بندي (Grit Size) كه معرف زبري يا نرمي سنگ ميباشد و ديگري سختي(Hardness) مي باشند.

زبري سنگ متناسب با قطر دانه هاي پودر تشكيل دهنده سنگ مي باشد. بر اساس استاندارد FEPA  دانه بندي  (Grit Size) و يا به عبارتي زبري يا ريزدانگي سنگها با اعداد توافقي زير مشخص ميشوند.

زبر:  ۲۴/۲۰/۱۶/۱۴/۱۲/۱۰/۸/۶          

متوسط:  ۶۰/۵۴/۴۶/۳۶/۳۰

ريزدانه :  ۱۸۰/۱۵۰/۱۲۰/۱۰۰/۹۰/۸۰/۷۰

بسيار ريز: ۵۰۰/۴۰۰/۳۲۰/۲۸۰/۲۴۰/۲۲۰

اينها همان اعدادي هستند كه هر صنعتگري در استفاده از سمباده ها با آنها آشنائي دارد. در مبحث پرداخت و پوليش قالب دامنه دانه بندي مورد استفاده ۱۲۰۰-۱۲۰ بوده  و سنگهاي زبرتر كاربردي ندارند.

سختي سنگ(Hardness)  معياري است از نيروئي كه دانه هاي ساينده را به هم پيوند ميدهد. اين نيرو توسط مواد چسبنده مختلف مي تواند حاصل شود. سنگهاي سخت تر از استهلاك كمتري برخوردار مي باشند. اين دسته از سنگها براي استفاده در دست ابزارهاي دوراني دور بالا و دست ابزارهاي ارتعاشي  با فركانس بالا كاربرد دارند. به دليل سختي بالا، شكل دهي اين سنگها براي پرداخت اشكال هندسي خاص مشكل مي باشد. سنگها نوع نرم تر در مواردي كاربرد دارند كه شكل پذيري سنگ حائز اهميت مي باشد، اين دسته از سنگها با وجود استهلاك بالا در پرداخت اشكال هندسي پيچيده كاربرد وسيع دارند.

بر اساس استاندارد DIN 69100 سختي سنگها با حروف توافقي زير مشخص ميشوند:

فوق العاده نرم : A,B,C,D

بسيار نرم :  E,F,G

نرم :  H,I,J,K

متوسط:  L,M,N,O

سخت : P,Q,R,S

بسيار سخت :  T,U,V,W

فوق العاده سخت : X,Y,Z

صرف نظر از دانه بندي و سختي، پارامترهاي ديگري وجود دارند كه در كيفيت سنگ نقش تعيين كننده دارند.در حالي كه بسياري از سنگهاي انگشتي و سوهانچه اي شكل موجود در بازار براي كاربردهاي گوناگون صنعتي مناسب مي باشند ولي همه گونه هاي اين سنگها براي كار پرداخت قالب مناسب نمي باشند. يكي از اشكالات عمده اي كه در پرداخت با سنگهاي ارزان قيمت بوجود مي آيد، ايجاد خش هاي عميق ناخواسته بر روي سطح پرداخت مي باشد كه به دليل عدم يكنواختي و دقت دانه بندي سنگ بوجود مي آيد. مواد چسبنده (Bonding Medium)  كه براي پيوند دانه هاي ساينده بكار برده ميشود، در صورت نامرغوب بودن، پيوند غير همگني در سنگ بوجود مي آورد كه در نتيجه آن در قسمتي از سنگ دانه ها به راحتي فروپاشيده و در قسمتهاي ديگر با تشكيل پيوند مستحكم  غير متعارف بين چندين ذره پودر، ذره درشت تري را تشكيل داده و به اين ترتيب سنگ مي تواند خش هائي با زبري خارج از انتظار بر روي سطح ايجاد كند. خش هاي ناخواسته اي  كه در هنگام استفاده از سنگ هاي نامرغوب برروي سطح قالب ايجاد مي شود، در برخي موارد به اندازه اي عميق مي باشند كه برطرف كردن آنها به قيمت برهم زدن فرم قالب يا ايجاد اعوجاجات شديد برروي سطح تمام ميشود.

پارامتر ديگري كه در انتخاب سنگ مطرح است سرعت براده برداري آن مي باشد. سنگ در صورتي مي تواند حداكثر سرعت براده برداري را داشته باشد كه دانه هاي تشكيل دهنده آن اولاً بشكل مستحكم به بدنه سنگ پيوند شده باشند (كه شرح آن گذشت) و ثانياً دانه هاي سنگ كه در حال براده برداري ميباشند زير فشار خرد نشده و به دانه هاي ريزتر تبديل نشوند.

پر شدن منافذ سنگ از پديده هائي است كه در سنگ هاي نامناسب با آن مواجه هستيم. با پر شدن اين منافذ، عملاً سنگ قادر به ادامه براده برداري نمي باشد و براي ادامه براده برداري بايد از حلالهائي مثل نفت در هنگام كار با اين نوع از سنگها استفاده نمود. به همين دليل اين نوع سنگها را اصطلاحاً سنگ نفت مي نامند. در استفاده از انواع سنگهاي ویژه پرداخت، به دليل عدم وجود پديده گرفتگي، نيازي به استفاده از حلال نمي باشد. در كاركردن با سنگ بصورت خشك، ضمن اينكه بوي نامطبوع و آلودگي محيط كار مزاحمتي براي اوپراتور پوليشكار بوجود نمي آورد، سطح كار مورد براده برداري همواره زير نظر پوليشكار بوده و روند كار تحت كنترل مي باشد.

سنگهائي كه در حرفه پرداخت و پوليش مصرف ميشود از انواع تخصصي محسوب شده  و با

وجود گران قيمت بودن آنها  به دليل بالا بودن سرعت عمل و كاهش احتمالات خرابي كه منجر به دوباره كاري شود، اقتصادي مي باشند.

سنگهای سخت Blue EDM

سنگهای Blue EDM قابل استفاده با دست ابزارهای ارتعاشی، دستگاه پرداخت اولتراسونیک و پرداخت دستی میباشند.

این سنگها از دانه های اکسید آلومینیم با لبه های بسیار تیز تشکیل شده اند و کارائی بسیار چشمگیری در پرداخت سطوح ماشینکاری شده توسط اسپارک اروژن دارند.

پایداری ابعادی

عمر مفید بالا

براده برداری سریع

عدم گرفتگی منافذ در حین کار

از مشخصه های اصلی این سنگها میباشند.

دانه بندی این سنگ ها:

۱۲۰- ۲۲۰ – ۳۲۰ – ۴۰۰ – ۶۰۰ میباشد.

نکته:

در صورت استفاده سنگ بصورت تخت (جهت کف زنی سطح) پدیده گرفتگی برای هر نوع سنگی اتفاق می افتد و سنگ Blue EDM نیز از این اصل مبرا نمی باشد. در این موارد استفاده از حلالها ضروری میباشد.

سنگهای شکل پذیر MF, WP  و SF

این گروه از سنگها از پودر سیلیکون کارباید  با دانه بندی بسیار دقیق تهیه شده و ضمن براده برداری سریع، خشهائی یکنواخت برسطوح از خود  بر جای میگذارند. به واسطه برخورداری از سختی پایین (soft Bonding) این سنگها کاملا“ شکل پذیر بوده و اکثرا“ جهت پولیش مواضعی که سنگ باید شکل آن را به خود بگیرد مورد استفاده قرار میگیرند.

دانه بندی این سنگها از قرار زیر میباشد:

WP : ۲۲۰# – ۳۲۰# – ۴۰۰# – ۶۰۰#

MF :  ۸۰۰#

SF  :  ۱۲۰۰#

۲- ۴  ابزارهاي الياف سراميك

مهمترين ابزار عرضه شده با تكنولوژي الياف سراميك، سوهانچه هاي سراميك ميباشند. قدرت و سرعت براده برداري سوهانچه هاي سراميك در حد مرغوب ترين سنگها بوده و عملکرد آنها را مي توان با ابزارهاي الماس نيز مقايسه نمود. به دليل انعطاف پذيري و شكننده نبودن الياف سراميك، سوهانچه هاي سراميك را ميتوان در ابعاد بسيار ظريف توليد نمود.

سرعت براده برداري بالا، انعطاف پذيري، ظرافت ابعادي، تنوع دانه بندي و شكل پذيري سوهانچه هاي سراميكي باعث شده است تا با ظهور اين ابزار تحولي چشمگير در صنعت پرداخت و پوليش قالب بوجود آيد.

سوهانچه هاي سراميكي را مي توان با دستگاه پرداخت اولتراسونيك، انواع دست ابزارهاي پرداخت و حتی دستي مورد استفاده قرار داد.

فرچه هاي الياف سراميك محصولي است جديد كه براي كار با دست ابزارهاي دوراني طراحي شده و بصورت محدود مورد استفاده قرار ميگيرد.

۳– ۴ ابزارهاي الماس

ابزارهاي الماس با استفاده از پودر الماس طبيعي، الماس مصنوعي يا بورون نيترايد توليد مي شوند. روشهاي مختلف پيوند پودرهاي الماس بر بدنه ابزار جهت تهيه ابزار الماس عبارتند از پيوند گالوانيك، رزين، فلزي و سراميك.

ابزارهاي الماس با پيوند گالوانيك

در توليد اين نوع ابزارها، كريستالهاي الماس به روش گالوانيزاسيون به بدنه ابزار پيوند داده ميشوند. در اين نوع ابزارها، كريستالهاي الماس معمولاً از سطح ابزار بصورت برجسته قرار مي گيرند. اين ابزارها اصطلاحاً به ابزارهاي پوشش الماس معروف ميباشند. سنگهاي انگشتي الماس، سوهانچه هاي الماس، سمباده هاي الماس از جمله ابزارهاي متداولي هستند كه به اين روش توليد و عرضه ميشوند. بسته به پروسه توليد، كيفيت ابزارهاي پوشش الماس بسيار متنوع مي باشند. در برخي موارد عمر مفيد انواع مرغوب ابزارهاي الماس تا ده برابر انواع نامرغوب مي باشد.

ابزارهاي الماس با پيوند رزين

در اين نوع پيوند كريستالهاي الماس يا بورون نيترايد، بصورت فشرده در مخلوطي از مواد رزيني تركيب و با لايه هاي نسبتاً ضخيم (در حد چند ميليمتر) بربدنه ابزار پوشش داده ميشوند. اين نوع ابزارها براي براده برداري برروي تنگستن كاربايد و فولادهاي تند بر استفاده ميشوند.

ابزارهاي الماس با پيوند فلزي

در اين نوع پيوند، كريستالهاي الماس يا بورون نيترايد با پودر فلز تركيب و در پروسه سينترينگ (Sintering) ، قطعات جامد بسيار سختي را بوجود مي آورند كه در ساخت ابزارهاي الماس بكار مي روند. قطعات الماس توليد شده توسط پيوند فلزي توسطBrazing  به شفت يا دسته ابزار جوش داده ميشوند. سنگهاي انگشتي و سوهانچه هاي الماس، مهره هاي الماس و رينگهاي الماس كه به اين روش توليد ميشوند، جزو سخت ترين ابزارهاي الماس با بالاترين عمر كاركرد ممكنه محسوب ميشوند.

ابزارهاي الماس با پيوند سراميك

برخلاف ابزارهاي الماس با پيوند رزين و فلزي، پيوند سراميك ابزاري با سطح متخلخل حاصل مينمايد. ابزارهاي الماس پيوند سراميكي قابل شكل دهي مي باشند.

دانه بندي ابزارهاي الماس با واحدهاي ويژه اي كه مخصوص ابزارهاي الماس مي باشند مشخص ميشود. D1181 خشن ترين وD/B46 ريزدانه ترين ابزار الماس مي باشد. جدول مقايسه اي  واحدهاي مختلف دانه بندي را در صفحات بعد ملاحظه خواهيد نمود.

  ابزارهاي الماس با پيوند گالوانيك :

 سمباده های الماس

مشخصات عمده سمباده های الماس از قرار زیر میباشد:

۱- برخورداری از عمر مفید بسیار بالا – به سبب این خاصیت، سمباده های الماس بصورت گسترده در روشهای پرداخت ماشینی مورد استفاده قرار میگیرند. هنگامی که در استفاده از سمباده های عادی، دقیقه ای یک بار مجبور به کندن سمباده و تعویض آن میباشیم،  سمباده های الماس روزها در همان شرایط انجام وظیفه مینمایند.

۲- حفظ دانه بندی تا آخرین لحظه کارکرد – دانه های ساینده سمباده عادی در اثر کار خرد شده و به دانه های ریزتر تبدیل میشوند. به همین دلیل سمباد عادی در آغاز به سرعت براده برداری نموده ولی به تدریج سرعت براده برداری آن کم شده و به سمباده نرم تر تبدیل میشود. به دلیل مقاومت دانه های الماس در برابر فشار، سرعت براده برداری سمباده های الماس در طول زمان کارکرد تنزل نیافته و سمباده تا آخریل لحظه کار، دانه بندی خود را حفظ مینماید.

۳- سختی بسیار بالا – به دلیل سختی بالا، سمباده های الماس را میتوان در پرداخت انواع فولادهای آبدار، تنگستن کارباید، سرامیک و شیشه مورد استفاده قرار داد.

سمباده های الماس فویلی – این نوع از سمباده های الماس بر پایه فویل نازکی از مس پیوند داده شده اند. به دلیل ظرافت آن، این نوع سمباده های الماس در کارهای ظریف مورد استفاده قرار میگیرند.

سمباده های الماس عادی – این نوع از سمباده های الماس بر پایه ورق نازکی از نوعی پلیمر مسلح پیوند داده شده اند. به دلیل ارزان بودن این نوع سمباده الماس نسبت به سمباده الماس فویلی، کاربرد آن برای سطوح وسیعتر توصیه میشود.

سمباده های الماس از دانه بندی #۸۰ الی #۱۸۰۰ قابل عرضه میباشند.

 ابزارهاي الماس با پيوند گالوانيك :

سوهانچه های پوشش الماس

سوهانچه های پوشش الماس در اشکال و اندازه های بسیار متنوع عرضه میشوند.

۴ – ۴ خميرهاي الماسه

خميرهاي الماسه تركيباتي خميري شكل هستند كه كريستالهاي الماس در آنها مخلوط شده اند. خميرهاي الماس به كمك ابزارهاي واسط (كه در ادامه به معرفي آنها خواهيم پرداخت) بر روي سطح قالب به حركت درآمده و براده برداري انجام ميدهند. دانه بندي خميرهاي الماس بر اساس قطر كريستالهاي الماس بكار رفته بر حسب ميكرون مشخص ميشود. دامنه دانه بندي خميرهاي الماسه مورد مصرف در پرداخت و پوليش قالب ۱/۰ الي ۱۰۰ ميكرون ميباشد. طبيعي است خميرهاي با دانه بندي ريزتر با اعداد كوچكتري معرفي مي شوند. جدول مقايسه ای واحدهاي مختلف دانه بندي مربوط به سنگها، ابزارهاي الماس و خميرهاي الماس را در صفحه بعد ملاحظه خواهيد نمود.

خميرهاي الماس با دانه بندي ۲۵ – ۱۰۰ میکرود در عملیات خشن کاری، خمیرهای ۸ – ۲۵ میکرون در مرحله پولیش و خمیر های  ۶ ميكرون و نرمتر در مرحله پوليش آينه اي  مورد استفاده قرار ميگيرند.

سرعت براده برداري خمير الماسه، ارتباط مستقيم با تراكم آن دارد. تراكم خمير الماسه معرف تعداد كريستالهاي الماس در واحد حجم خمير مي باشد.

خميرهاي الماسه مرغوب بايد داراي كريستالهاي الماس با مقاومت مكانيكي بالا بوده تا زير فشار ابزار خرد نشوند. اندازه قطر كريستالها بايد دقيق بوده و كريستالهاي دانه درشت تر در خمير مورد نظر وجود نداشته باشد. خمير الماس بايد عاري از ناخالصي بوده و مواد خميري آن به راحتي قابل حل در حلالهاي متعارف باشد. مواد خميري بايد قابليت توزيع يكنواخت كريستالهاي الماس را در حجم خود داشته باشند. تراكم خمير الماس بايد  در حد قابل قبول باشد.

۵ – ابزارهاي واسط

ابزارهاي واسط آن دسته از ابزارها هستند كه حركتهاي مكانيكي را از دست ابزارهاي پوليش به ابزارهاي ساينده منتقل مي نمايند.

۱ – ۵    ميله هاي ساچمه اي و مهره هاي الماس، برنجي و پلاستيكي (مهره هاي لپينگ)

ميله هاي ساچمه اي ميله هايي آهني هستند به قطر ۵/۳-۳ ميليمتر و طول ۱۵۰ ميليمتر كه در انتهاي آنها ساچمه اي به قطرهای مختلف (۱۲-۸/۱ميليمتر) با ظرافت جوش شده است. مهره هاي لپينگ كه از جنس الماس، برنج، پلاستيك يا نوع خاصي از كامپوزيتها مي باشند قطعات ريزي هستند در مقاطع گرد، مربع و مثلثي كه حفره اي در مركز آنها تعبيه شده است. انتهاي ميله ساچمه اي به دست ابزار ارتعاشي متصل و انتهاي ساچمه دار آن تحت زاويه داخل حفره لپينگ قرار مي گيرد. مهره لپينگ بصورت تخت برروي سطح مورد براده برداري قرار گرفته و با به حركت درآمدن دست ابزار ارتعاشي، اين حركت از طريق ميله ساچمه اي به مهره لپينگ منتقل مي شود. با اين آرايش، مهره لپينگ برروي سطح فلز در حالي كه همواري بصورت تخت برآن قرار دارد به ارتعاش درآمده و براده برداري مي نمايد. نظر به اينكه ساچمه آزادانه  در حفره به گردش در مي آيد، با تغيير زاويه دست اپراتور پوليشكار مهره از روي سطح برنمي خيزد و به حركت  ارتعاشي خود بصورت تخت ادامه مي دهد.

مهره هاي لپينگ از جنس الماس (با پيوند فلزي) براي خشن كاري مورد استفاده قرار مي گيرند. مهره هاي برنجي و پلاستيكي خود براده برداري انجام نمي دهند بلكه ابزار واسط محسوب شده و كاربري اين مهره ها با خمير الماس مي باشد. خمير الماس با دانه بندي مورد نظر برروي سطح فلز اعمال شده و با كمي حلال بصورت يكنواخت پخش مي شوند. سپس مهره برنجي يا پلاستيكي بر روي  سطح آغشته به خمير الماس قرار گرفته و با اعمال فشاري اندك توسط ارتعاشات خود، كريستالهاي الماس را وادار به براده برداري از روي سطح مي نمايند. مهره هاي برنجي به همراه خميرهاي الماس زبر (۸-۲۵ ميكرون) جهت عمليات پوليش و مهره هاي پلاستيكي به همراه خميرهاي الماسه نرم (۳-۶ ميكرون) جهت عمليات پوليش آينه اي مورد استفاده قرار مي گيرند.

۲ – ۵ اتصال مفصل دار، رينگهاي پرداخت و پولیش (Ring Finish)

با استفاده از اتصال مفصل دار كه بر دست ابزارهاي دوراني ۹۰ درجه و ۱۳۵ درجه نصب و مورد استفاده قرار ميگيرد و با بكارگيري رينگهاي الماس، برنجي و پلاستيكي امكان براده برداري توام با موج گيري توسط حركت دوراني فراهم مي شود. سطوح تخت و منحني شكل با روش رينگ فينيش با موفقيت قابل پرداخت مي باشند.

رينگهاي الماس ( با پيوند فلزي) براي خشن كاري مورد استفاده قرار ميگيرند. رينگهاي برنجي و پلاستيكي خود براده برداري انجام نمي دهند، بلكه ابزار واسط محسوب شده و كاربري اين رينگ ها با خميرهاي الماس مي باشد. خميرهاي الماس با دانه بندي مورد نظر بر روي سطح فلز اعمال شده و با كمي حلال بصورت يكنواخت پخش مي شوند. سپس رينگ برنجي يا پلاستيكي بر روي سطح آغشته به خمير الماس قرار گرفته  و توسط حركت دوراني، كريستالهاي الماس به حركت در آمده  و برروي سطح فلز براده برداري مي نمايند. رينگ هاي برنجي به همراه خميرهاي الماس زبر(۸-۲۵ ميكرون) جهت عمليات پوليش و رينگ هاي پلاستيكي به همراه خميرهاي الماس نرم (۳-۶ ميكرون) جهت عمليات پوليش آينه اي مورد استفاده قرار ميگيرند.

  ۳ – ۵ كفشك پلاستيكي و ميله كفشك

انتهاي ميله به دست ابزار ارتعاشي متصل و كفشك پلاستيكي به ديگر انتهاي T شكل ميله وصل مي شود. كفشك حول ميله Tآزادانه قادر به چرخش بوده و بصورت تخت بر سطح فلز مي نشيند. با به حركت درآمدن دست ابزار ارتعاشي، توسط ساينده هائي كه به كف كفشك متصل مي شوند مي توان  براده برداري توام با موج گيري انجام داد.

سنگهاي EDM آبي، سنگهاي شكل پذير، سمباده هاي عادي، سمباده هاي الماس، نمدهاي شاخه اي و چوبهاي پرداخت از جمله ساينده هائي هستند كه با اتصال به كف كفشك پلاستيكي قابل استفاده مي باشند.

۴ – ۵   فرچه هاي پوليش

فرچه هاي پوليش به همراه خميرهاي الماس جهت پوليش سطوح نسبتاً پيچيده مورد استفاده قرار ميگيرند. پس از اعمال خمير الماس برروي سطح قالب، فرچه هاي پوليش با حركت دوراني خود كريستالهاي الماس را به سرعت بر سطوح قالب به حركت درآورده  و براده برداري مي نمايند. فرچه هاي پوليش با شفت ۳۵/۲ ميليمتر بوده و به سه شكل كاسه اي ، استوانه اي و دیسکی عرضه ميشوند. اين فرچه ها از جنس فولاد، برنج و موئي مي باشند. فرچه هاي فولادي با خميرهاي  الماس ۲۵ الي ۱۰۰ ميكرون، برنجي ۸-۲۵ ميكرون  و فرچه هاي موئي با خميرهاي  ۳- ۸ ميكرون مورد استفاده قرار ميگيرند

نوع جدیدی از فرچه های پولیش اخیرا“ پا به عرصه وجود  گذاشته اند. اینها که به  فرچه های الیاف سرامیک موسوم میباشند خود  از الیافی ساخته شده اند که ساینده میباشند و در نتیجه در استفاده از این نوع فرچه ها نیازی به  خمیرهای الماس وجود ندارد.

۵ – ۵ نمدهاي پوليش

نمدهاي  پوليش به همراه خميرهاي الماس نرم جهت مرحله پوليش و پوليش آينه اي سطح قالب مورد استفاده قرار ميگيرند. خميرهاي الماس بر سطح قالب اعمال شده، سپس توسط نمدهاي انگشتي يا شاخه اي  با استفاده از  حركتهاي دوراني يا ارتعاشي عمل پوليش صورت ميگيرد.

۶ – ۵ پارچه پوليش

پارچه هاي پوليش براي مرحله پوليش آينه اي مورد استفاده قرار ميگيرند. پارچه هاي پوليش به همراه خميرهاي الماس ۱ و ۳ ميكرون  آخرين سايه هاي مانده از مرحله پوليش قبلي را برطرف مي نمایند. پارچه هاي پوليش پشت چسب دار قابل نصب بر لاستيك هاي دوراني بوده و بصورت دستي نيز مورد استفاده قرار ميگيرند.

۷ – ۵ چوبهاي پوليش

چوبهاي پوليش نيز در مرحله پوليش آينه اي با خميرهاي ۱-۶ ميكرون مورد استفاده قرار ميگيرند. چوبهاي پوليش را مي توان با دستگاه اولتراسونيك، دست ابزارهاي رفت و برگشتي و دوراني مورد استفاده قرار داد.

 ۸-۵  اسپري پاك كننده

شستشوي قالب در پايان هر مرحله از پرداخت  يا پوليش قابل حائز اهميت بسيار ميباشد. با برجاي ماندن  كريستالهاي دانه درشت سنگ يا خمير الماس از مرحله قبل بر سطح قالب، خش هاي ناخواسته اي در مرحله پوليش ظاهر ميشوند كه حاكي از وجود كريستالهاي دانه درشت مي باشد. اسپري پاك كننده حاوي حلالي است قوي و فرار. حلال با فشار بر سطوح و كنج هاي غيرقابل دسترس قالب پاشيده شده و تمام كريستالهاي برجاي مانده از مرحله پرداخت قبلي را مي شويد.

۹ – ۵ اسپري ضدخورنده Carrosion Inhibitor

اين اسپري، لايه اي نازك برروي سطح قالب تشكيل داده و مانع از اكسيداسيون سطح قالب مي شوند. استفاده از اين مواد را براي نگهداري قالبها مخصوصا“ در مناطق مرطوب توصيه مينمايد. لايه مواد ضدخورنده را با اسپري پاك كننده بايد شست.