גלגל החיתוך מורכב מגרגירים או חלקיקים של חומר שוחק שמוחזקים יחד באמצעות חומר מקשר (באנגלית קוראים לחומר המקשר Bond - הסבר על חומר זה נמצא בהמשך המאמר). כל גרגר של חומר שוחק שנמצא בהיקף של הגלגל מתפקד ככלי חיתוך ומסיר שבב זעיר של חומר.
 
כאשר הגרגירים של החומר השוחק מתבלים ונעשים קהים, ההתנגדות הנוספת מביאה לשבירה שלהם או להיחלשות של החומר המקשר. החלקיקים הקהים מתנתקים מהגלגל ובכך חושפים גרגירים חדים שממשיכים את תהליך החיתוך.

אגב, צורתו של גלגל החיתוך לא תמיד תהיה בצורה של גלגל. לגלגלי חיתוך יכולות להיות צורות רבות, בהתאם לעבודה הנדרשת.

על מנת ש-Grinding יהיה מוצלח, על החומר השוחק להיות:

1. חזק יותר מהחומר אותו הוא חותך
2. עמיד בפני זעזועים
3. עמיד בפני חום
4. בעל יכולת שבירה מבוקרת (שנחוצה כאשר קצה הגלגל נעשה קהה). באנגלית התכונה הזו נקראת Friable.

גלגל החיתוך

דוגמאות לסוגים שונים של גלגלי חיתוך

באיור הזה ניתן לראות איך החלקיקים של החומר השוחק שנמצאים

בהיקף של גלגל החיתוך מסירים חומר מפני השטח של המוצר

Grinding

ישנם 3 פקטורים בעלי קשר הדוק ביניהם שקובעים את טיבו של גלגל החיתוך:

Grain Size (גודל הגרגרים של החומר השוחק) - הגרגרים בגלגל יהיו בדרך כלל בעלי גודל אחיד. גרגרים גסים יסירו יותר חומר לכל גרגר ועל כן יתאימו ל-Grinding של משטחים גדולים יותר. גרגרים עדינים יותר יפיקו משטחים עדינים יותר ויעשה בהם שימוש עבור משטחים קטנים בהם יש צורך בפרטים קטנים.








Bond Type (החומר המקשר) - ב-Bond הכוונה היא לחומר שמחזיק את הגרגרים של החומר השוחק. ישנם 8 חומרים שונים מהם מכינים גלגלי חיתוך כאשר כל חומר מסומל באות אחרת. לא נסקור כאן את כל הסוגים אבל נזכיר אחדים מהם:

גומי - בין אם מדובר בגומי טבעי או בגומי סינתטי (מסומל באות R).

שרף - חומר שמבוסס על שרף טבעי או על תזקיקי נפט (מסומל באות B).

מתכות - סגסוגות כאלה ואחרות (מסומל באות M).




רמת החוזק והעמידות של ה-Bond בפני שחיקה קובעים את הסיווג שלו. אם החומר ממנו עשוי הגלגל קשה מדי עבור החומר המעובד, הגלגל יישחק באופן איטי דבר שעשוי להביא לפגמים בחומר. כמו כן, הוא עשוי להתחמם יתר על המידה, דבר שגם כן עשוי לפגוע באיכות של החומר המעובד. אם החומר ממנו עשוי הגלגל הוא רך מדי עבור החומר אותו צריך לעבד אז הגרגרים של החומר השוחק יאבדו מוקדם מדי והגלגל ישחק מהר.





























Pore Space - מונח זה מתייחס לרמת הצפיפות של החומר ממנו עשוי הגלגל (המשמעות של המילה Pore היא נקבובית). הנקבוביות מאפשרות קירור טוב וסילוק של שבבים. גלגלים בעלי רמת צפיפות נמוכה טובים יותר ל-Grinding של חומרים רכים ושל משטחים גדולים ובמקרים שנדרש מהם חימום מינימלי. גלגלים בעלי רמת צפיפות גבוהה טובים יותר עבור חומרים קשים וכאשר נדרשת רמת גימור עדינה יותר.

טיבו של גלגל החיתוך

בתמונה זו ניתן לראות חומר שוחק בשלושה 

גדלים שונים (אבקה ושני גדלים של גרגירים)

בתמונות שלעיל ניתן לראות גלגלי חיתוך שהחומר
המקשר שלהם הוא גומי, שרף ומתכת (בסדר יורד)

בתמונה זו נראה ההרכב של גלגל חיתוך ניתן לראות בו את היחס
שבין החומר המקשר (Bond), 
הגרגירים של החומר השוחק (Grain) והנקבוביות (Pore)
ישנם 5 חומרים שונים המשמשים כחומר שוחק:

אלומינה - זוהי למעשה תחמוצת האלומיניום. מדובר בחומר קשה וחזק וזו הסיבה לכך שנעשה בו שימוש בליטוש והחלקה (על חלק מניירות השיוף מודבק החומר הזה). האלומינה היא החומר הנפוץ ביותר שנעשה בו שימוש כחומר שוחק בגלגלי חיתוך. מסומל באות A.

החומר השוחק

חומר שוחק אלומינה

חומר שוחק צורן קרביד

גלגל חיתוך עם חומר שוחק מקרמיקה

גלגל חיתוך עם חומר שוחק יהלום

תמונה של אבקת חומר שוחק מבורון 
ניטריד קוּבִּי מבעד לעדשת המיקרוסקופ

צורן קרביד - חומר זה הוא תרכובת שעשויה מפחמן וצורן. עמידותו הגבוהה ומחירו הנמוך הופכים אותו למתאים ליישומים של ליטוש והחלקה. בין היתר, נעשה בו שימוש בייצור של ניירות שיוף וניירות חיכוך שמודבקים על הלוח (Board) של סקייטבורדים. באנגלית הוא נקרא Silicon Carbide.

נעשה בו שימוש כאשר יש צורך לעשות Grinding על:

  • מתכות רכות
  • מתכות וסגסוגות שלא מכילות ברזל
  • חומרים בעלי צפיפות גבוהה (כמו: קרמיקה)


מסומל באות S.

חומר קרמי - על פי הגדרה "חומר קרמי הוא חומר שאינו אורגני או מתכתי" (ויקיפדיה). באורגני הכוונה היא לחומר שכולל בתוכו תרכובת פחמן. מדובר במשפחה גדולה של חומרים שבחלקם נעשה שימוש ביישומים של ליטוש והחלקה. מסומל באות C.

יהלום - היהלום עשוי מפחמן נקי. מדובר בחומר בעל רמת הקושי הגבוהה ביותר מבין החומרים בטבע ועל כן הוא אידיאלי ביישומים של חיתוך. מסומל באותיות D, MD או SD.

בורון ניטריד קוּבִּי - בורון ניטריד הוא חומר שמורכב מהיסודות בור וחנקן. מדובר בחומר מאוד קשה, דבר שהופך אותו למתאים ליישומים של חיתוך. קוּבִּי (באנגלית: Cubic - בעל צורה של קוביה) מתייחס לצורה של המולקולה של החומר. בחומר שוחק זה נעשה שימוש בחיתוך חומרים המכילים ברזל. מסומל באותיות CBN.

גלגלי חיתוך עם גרגירים של יהלום או בורון ניטריד קוּבִּי נקראים "סופר שוחקים" (superabrasives) ואילו גלגלים עם אחד משלושת החומרים האחרים נקראים "שוחקים קונבנציונליים".

Grinding הוא תהליך להסרת חומר ולגימור של פריטים העשויים ממתכות או מחומרים שאינם מתכות. כלי העבודה העיקרי בתהליך הזה הוא גלגל החיתוך שמורכב מגרגירים או חלקיקים של חומר שוחק שמוחזקים יחד באמצעות חומר מקשר (Bond) כאשר המטרה היא להסיר חומר במהירות תוך השגת רמת הדיוק וגימור פני השטח שנחוצים.

טיבו של גלגל החיתוך נקבע על ידי 3 פקטורים:

  • Grain Size (גודל הגרגרים של החומר השוחק)
  • Bond Type (החומר המקשר)
  • Pore Space (רמת הצפיפות של החומר ממנו עשוי הגלגל)

כל גרגר של חומר שוחק שנמצא בהיקף של הגלגל מתפקד ככלי חיתוך ומסיר שבב זעיר של חומר כאשר ישנם 5 חומרים שונים שמהם נהוג להכין חומר שוחק:

  • אלומינה
  • צורן קרביד
  • חומר קרמי
  • יהלום
  • בורון ניטריד קוּבִּי

במידה ואתם מעוניינים במידע נוסף, אתם יכולים לצפות בסרטון שלפניכם.

הסרטון הזה מספק הסבר מקיף על Grinding וסוקר היבטים נוספים שקשורים לתהליך כגון:
* בטיחות ואחזקה נכונה של גלגלי החיתוך
* סוגים שונים של Grinding
* מהם הפקטורים שמשפיעים על גימור פני השטח
* ועוד...

במידה ויש לכם שאלות או תגובות, נשמח לקבל אותן.

סיכום

Grinding abrasive cutting - ויקיפדיה בשפה האנגלית
Grinding Wheel - ויקיפדיה בשפה באנגלית
Basics of Grinding - סרטון שהופק על ידי Society of of Manufacturing Engineers

מקורות

מתן ייחוס ליוצרים של התמונות שמופיעות במאמר

גלגל חיתוך  עבודה של Johan. מידע לגבי התמונה באתר ויקיפדיהמידע לגבי תנאי השימוש בתמונה.
סוגים שונים של גלגלי חיתוך עבודה של Solaris2006. מידע לגבי התמונה באתר ויקיפדיהמידע לגבי תנאי השימוש בתמונה.
חיתוך בעזרת חומר שוחק – עבודה של Jahobrמידע לגבי התמונה באתר ויקיפדיהמידע לגבי תנאי השימוש בתמונה.
גדלים שונים של חומר שוחק – כל הזכויות שמורות לחברת Reade Advanced Materials
גלגל חיתוך מגומי – כל הזכויות שמורות לחברת M/s JPT Grinding Wheel Ltd
גלגל חיתוך משרף כל הזכויות שמורות ל-IndiaMart
גלגל חיתוך עשוי מתכת – כל הזכויות שמורות ל-Continental Diamond Tool Corporation
הרכב של גלגל חיתוך  כל הזכויות שמורות ל-Keihin Kogyosho Co.,Ltd
חומר שוחק אלומינה – כל הזכויות שמורות ל-Abrasives Inc
חומר שוחק צורן קרביד – כל הזכויות שמורות ל-IndiaMart
גלגל חיתוך עם חומר שוחק מקרמיקה – כל הזכויות שמורות לחברת Abtec
גלגל חיתוך עם חומר שוחק יהלום – כל הזכויות שמורות לחברת Abtec
אבקת חומר שוחק מבורון ניטריד קוּבִּי – כל הזכויות שמורות ל-Kumthai Abrasives Co., Ltd

המאמר הזה יעסוק בתהליך שנקרא Grinding.

זהו תהליך להסרת חומר ולגימור של פריטים העשויים ממתכות או מחומרים שאינם מתכות. הסרת החומר מתבצעת באמצעות מוצר המכיל חומר שוחק, בדרך כלל גלגל מסתובב (במאמר זה נתייחס אליו כ"גלגל חיתוך"), שבא במגע עם פני השטח של המוצר שצריך לעבור עיבוד. המטרה היא להסיר חומר במהירות תוך השגת רמת הדיוק וגימור פני השטח שנחוצים.

 

ב-Grinding יש בדרך כלל שני שלבים. בשלב הראשון מתבצעת הסרה של רוב החומר באופן גס. בשלב השני (שלב הגימור) מתקנים עיוותים ומשפרים את הגימור של פני השטח.

 

באמצעות Grinding, ניתן להפיק פריטים בעלי רמת דיוק גבוהה ורמת גימור יוצאת דופן (עד פי 10 מזו שמתקבלת באמצעות חריטה או כרסום) וניתן להפיק מגוון רחב של פריטים בצורות וגדלים שונים.

 

אגב, משמעות המילה Grinding בעברית היא טחינה או שחיקה.

הבהרה: חברת היי-טק מכניקה לא מספקת שירותי Grinding. מאמר זה הוא אינפורמטיבי בלבד.

 
ניתן לשלוח שרטוטי עיבוד שבבי לתמחור ישירות לדוא"ל: amit@hitechm.com

היי-טק מכניקה, מפעל עיבוד שבבי. רחוב האומן 15, ירושלים. טל': 02-5455909 או 052-7507776 דוא"ל: amit@hitechm.com
© 2020. כל הזכויות שמורות להיי-טק מכניקה בע"מ - מפעל עיבוד שבבי.