Kombinált lamellás tárcsák a gyakorlatban I.

A sarokcsiszolókba való lamellás tárcsák a gyakran használt betétszerszámok közé tartoznak, különösen csiszolásra, munkadarabok felületének kiegyenlítésére, anyageltávolításra és végső felületmegmunkálásra használják őket.

Helyes kiválasztásukkor azonban messze nem csupán a sarokcsiszolóhoz illeszkedő átmérő a lényeges – döntő jelentőségű annak ismerete, hogy milyen anyagot fogunk megmunkálni, milyen típusú megmunkálás a cél, és milyen felületi eredményt várunk el.

A megfelelő lamellás tárcsa kiválasztása után is befolyásolhatjuk a végeredményt és a munka hatékonyságát - például azzal, hogy a megfelelő nyomást gyakoroljuk a munkadarabra munka közben, vagy kiválasztjuk az optimális fordulatszámot. Ha ugyanis fordulatszám-szabályozással ellátott sarokcsiszolóval rendelkezünk, ez további lehetőségeket kínál a munkafolyamatnak az adott körülményekhez és követelményekhez való hozzáigazítására.

Tányéralátét, ragasztó és lamellák – három alapvető elem

A lamellás tárcsa mindössze három alkotóelemből áll: tányéralátétből, ragasztóból és magukból a lamellákból. A tányéralátét megfelelő formájának kiválasztása (1. ábra) a leggyakoribb T27 (lapos) és T29 (kúpos) változatok közül ugyan jelentősen megkönnyítheti a munkát, de az alátét és a ragasztó elsődleges szerepe a működés közbeni munkabiztonság biztosítása.

Nem szabad megfeledkezni arról, hogy ez egy nagy fordulatszámú sarokcsiszolókhoz tervezett betétszerszám.

Ezen gépek üzemi fordulatszámánál a csiszoló- vagy vágótárcsa kerületi sebessége megközelíti a 80m/s értéket – ami akár 288km/h sebességnek felel meg. Ilyen centrifugális erő mellett a lamellák és a tányéralátét közötti jó minőségű kapcsolat különösen a felhasználó biztonsága szempontjából kulcsfontosságú.

1. ábra. T27 és T29 típusú tányéralátét

A teljesítmény és a végtermék tulajdonságainak szempontjából meghatározó tényezők a csiszolószalagokból készült lamellák. Nemcsak a csiszolószemcse megválasztása fontos – legyen az korund, cirkónium vagy kerámia –, hanem az a hordozóanyag típusa is, amelyre a csiszolószemcséket felviszik. Éppen a csiszolóanyag és a hordozó közeg kombinációja befolyásolja jelentősen a teljesítményt, az élettartamot és az adott munkafolyamathoz való alkalmasságot.

Fontos szerepet játszik a lamellák mérete, száma, és bizonyos esetekben még azok formája is. Ezek mind változó tényezők, és éppen ezek kombinációjával tudjuk célzottan befolyásolni a termék végső tulajdonságait. Ha megbízható tányéralátét, jó minőségű ragasztó és megfelelő csiszolószalagok állnak rendelkezésre, következhet az összeszerelés folyamata.

2. ábra. Lamellás tárcsák gyártására szolgáló gép

A hatékony gyártáshoz megbízható gépre van szükség (2. ábra), amely a csiszolószalagokat pontosan a kívánt hosszúságra vágja, a tányéralátéten elrendezi a kívánt darabszámot, és precízen kiszámítja, milyen távolságra kell azokat egymástól elhelyezni.

Gépeink a standard funkciók mellett egy különleges lehetőséget is kínálnak – lehetővé teszik két különböző csiszolószalag egymás melletti elhelyezését egyetlen gyártási ciklus során.

Ezáltal lehetőség nyílik kombinált lamellás tárcsák gyártására.

Lamellák kombinációja azonos típusú szemcséből és hordozóanyagból készült csiszolószalagokból

Az egyszerűbb kombinált lamellás tárcsák közé tartoznak azok, amelyek ugyanabból az abrazív szemcsetípusból és ugyanolyan hordozó (alap)anyagból készült csiszolószalagokat használnak.

3. ábra. Azonos anyagú csiszolószalagok kombinációs lehetőségei

Ebben a konfigurációban három változóval dolgozhatunk: a lamellák alakjával, méretével és szemcseméretével.

Mivel a lamellák alakja csak minimális hatással van a tárcsa végső tulajdonságaira, ezekben az esetekben szabványos – téglalap alakú – formát alkalmazunk. Ezen választás keretében három alapvető változat keletkezik (3. ábra):

• A lamellák azonos alakúak és nagyságúak, de szemcseméretük eltérő
• A lamellák azonos alakúak és szemcseméretűek, de különböző nagyságúak
• A lamellák azonos alakúak, de szemcseméretük és nagyságuk is eltérő

Két azonos alakú és nagyságú, de eltérő szemcseméretű lamella kombinációja

Ennek a kombinációnak az alapja az úgynevezett szemcseméret-eloszlás ismeretére épül – vagyis arra, hogy a csiszolóanyagban hogyan oszlanak meg az egyes szemcseméretek.

Ezt a témát érintőlegesen már említettük a HERMAN GS-60 Fury új csiszolótárcsáról szóló cikkünkben, ahol bemutattunk egy olyan modellt, amelynél a szemcseméret-eloszlás F10-től F220-ig terjed (4. ábra).

De figyelem, fontos tudatosítani, hogy a fent említett szemcseméret-eloszlás a műgyanta (bonded) tárcsákhoz szánt csiszolószemcsékre vonatkozik – tehát olyan vágó- és csiszoló betétszerszámokra, amelyeket a FEPA F szabvány szerint (EN 13236 / FEPA 42-1) gyártanak.

Lamellás tárcsák esetében, ahol olyan csiszolószalagokat alkalmaznak, ahol hordozóközegre van rögzítve a csiszolóanyag (coatedabrasives), egy másik szabvány van érvényben – FEPA P (EN 13743 / FEPA 43-1).

4. ábra. A csiszolóanyag szemcseméretének eloszlása

Ez a két szabvány eltérő csiszolószemcse-eloszlást határoz meg, ami jelentős hatással van a szemcseméretek gyakorlati összehasonlíthatóságára.

Szemcseméret és az eloszlási különbségek a FEPA szabványok szerint

1. grafikon. Normalizált szemcseeloszlás: példa a FEPA P80 és FEPA F80 összehasonlítására

Például a FEPA szabvány szerinti 40-es szemcseméret átlagosan 425µm szemcseméretnek felel meg. Ha kihagynánk az „átlagos” szót, az azt jelentené, hogy minden csiszolószemcsének pontosan ekkora méretűnek kellene lennie. Ez azonban a gyakorlatban nem lehetséges – éppen ezért vezették be a szemcseméret-eloszlás fogalmát, amely meghatározza az egyes részecskeméretek szórását.

Az 1. grafikonból világosan látszik a két szabvány közötti különbség:

• P40-es (sárga görbe), amely a hordozóra rögzített csiszolóanyagokra (coatedabrasives) vonatkozik, szűkebb eloszlással és magasabb görbecsúccsal rendelkezik – tehát a szemcsék többsége a 425µm-es célméret körül koncentrálódik.
• F40-es (piros szaggatott görbe), amelyet szabad csiszolóanyagokhoz (bondedabrasives) használnak, szélesebb eloszlású és alacsonyabb csúcsmagasságú – ami több, a középponttól eltérő szemcsét jelent.

Számszerűen ez azt jelenti, hogy az F40-es szemcsék 95%-a a 315–535µm tartományban van, míg a P40-esek 95%-a szűkebb, 355–495µm-es tartományban helyezkedik el.

Ez határozza meg az eloszlás szélességét – tehát a válogatás pontosságát is.

Ha konkrétan a 415–435µm közötti keskeny intervallumot vizsgáljuk (középérték ±10µm), megállapítható, hogy a P40-es részecskék kb. 22%-a esik ebbe a sávba, míg az F40-esek esetében ez csak kb. 14%.

Ebből egy fontos következtetés adódik:

A hordozóra rögzített csiszolóanyagok (coated) szigorúbb osztályozásnak vannak alávetve, mint a műgyanta (bonded) csiszolóanyagokból készült vágó- és csiszolótárcsák.

A P40, P60, P80 és P120 szemcseméretek eloszlása

Ezek a szemcseméretek használják leggyakrabban a lamellás tárcsák gyártásához, ezért nézzük meg közelebbről ezek eloszlását (2. grafikon).

Látható, hogy az egyes szemcseméretek szűk eloszlással rendelkeznek, és a szomszédos osztályokkal való átfedés minimális – enyhe átfedés csak a P60 és P80 között figyelhető meg.

Más szavakkal, ezek pontosan definiált szemcseméretek szűk szórással, ami jelentős előnyt jelent: kiszámítható viselkedést biztosít a lamellás tárcsának a csiszolás során.

A gyakorlatban ez azt jelenti:

• A P40 rendkívül agresszív csiszolást biztosít
• A P60 még mindig durva, de valamivel kíméletesebb
• A P80 közepesen finom csiszolást nyújt, ideális a befejezés előtti munkafolyamatokhoz
• A P120 finom csiszolásra alkalmas, például lakkozás előtti felületelőkészítéshez

2. grafikon. A lamellás tárcsák gyártásához használt leggyakoribb P40, P60, P80 és P120 szemcseméretek eloszlásának illusztrációja csiszolószalagokon

A 2. grafikonból egy további lényeges megállapítás is következik – hasonlítsuk össze a P40 (sárga görbe) és a P120 (lila szaggatott görbe) szemcseméret-eloszlását, és figyeljük meg az eloszlási görbék alakját. A szemcseméret finomodásával a görbe egyre szűkül – más szóval: minél finomabb a szemcseméret, annál szigorúbbak az osztályozási követelmények. Finomszemcsés csiszolóanyagok esetén ugyanis nem engedhetjük meg, hogy a szemcsék között akár egyetlen durvább darab is megjelenjen – például karosszéria lakkozás előtti csiszolásánál ez komoly felületi sérülést okozhatna.

Természetesen léteznek még finomabb szemcseméretek is (P150, P180 és afelett), amelyek még simább felületet eredményeznek – a választás mindig a megmunkálás minőségi követelményeitől és a végső felület „simaságától” függ. Éppen ezért kulcsfontosságú csiszolószalagok esetén a megfelelő szemcseméret kiválasztása a kívánt eredmény eléréséhez.

Két különböző, de közeli szemcseméretű csiszolószalag kombinációja

Különböző szemcseméretű csiszolószalagok kombinálása főként akkor indokolt, ha azok szomszédos osztályokba tartoznak. Az ilyen kombinációkat képviseli például HERMAN LR-40 lamellás tárcsánk is, amely ennek köszönhetően nagyobb felhasználási univerzalitást biztosít. Ezt cirkónium csiszolószalagokból gyártjuk, de vevői igény szerint bármilyen más csiszolószalagból is el tudjuk készíteni.

A leghatékonyabb kombinációknak az alábbi párosítások számítanak:

• P40 / P60 – gyors anyageltávolításhoz enyhe simítással (durva, agresszív csiszolás)
• P60 / P80 – gyors felület-előkészítéshez (közepesen finom és durva csiszolás)

A P80 / P120 kombináció már nagyobb különbséget jelent a szemcseméretben, ami a csiszolás hatásában kiegyensúlyozatlanságot okozhat. Ennek ellenére hasznos lehet gyors felület-előkészítésnél lakkozás előtt, különösen ha a felület finomságával szemben nem támasztanak extrém elvárásokat.

Zárszó

Az azonos típusú, de eltérő szemcseméretű csiszolószalagokból készült kombinált lamellás tárcsák gyakran szükséges univerzalitást nyújtanak a sarokcsiszolóval végzett munkák során – különösen szomszédos szemcseméretek esetén, ahol a csiszolási hatás kiegyensúlyozott és jól használható.

Ezzel szemben az eltérő méretű vagy formájú lamellák kombinációja nem hoz valódi műszaki előnyt. A gyakorlatban ezek nem váltak be, és inkább marketingkísérletnek tekinthetők, amelyek gyakran csak a felhasználó frusztrációját növelik anélkül, hogy valódi eredményjavulást nyújtanának.

Létezik azonban még egy értelmes kombinálási lehetőség, amely tovább bővíti a lamellás tárcsák felhasználhatóságát. Erről bővebben a Kombinált lamellás tárcsák a gyakorlatban II. következő cikkben olvashat.

Kulcsszavak: csiszolás, lamellás tárcsák, csiszolótárcsák, kombinált lamellás tárcsák, szemcseméret, tányéralátét, lamellák, fémcsiszolás, kombinált tárcsák

Források:
A HERMAN cég belső műszaki és oktató dokumentációi
FEPA - Federation of European Producers of Abrasives
UAMA - Unified Abrasives Manufacturers’ Association

Ing. Herman Nagypál

Katonai iskolát végeztem, repülőgépipari villamosmérnöki tanszéken. Már gyerekkoromban megtanultam szerszámokkal, szerszámgépekkel dolgozni édesapámmal egy családi ház építésénél. Minden új termékünket személyesen is tesztelem - saját kezemmel, jól felszerelt műhelyemben. Szabadidőmben szeretek motorozni a román hágókon. Ezen felül a szakterület trendjeit tanulmányozom, és szívesen kipróbálom a konkurens termékeket is. Némelyiken mosolygok, van amire rácsodálkozom (hogy valaki hagyta magát rászedni és megvette), és van, ami nagyon jó. Majdnem olyan jó, mint a miénk😊.