اصول سنگ زنی نوعی براده بردای محسوب می شود که عموما توسط سنگ سمباده گردان انجام می شود. در سنگ زنی دانه ها از روی قطعات براده های بسیار ریز و ظریفی جدا می شود و از آنجا که سرعت محیطی سنگ سمباده بالاست، اصطکاک صورت می گیرد و به تبع آن براده ها سرخ می شوند.
سنگ های سمباده متشکل از ذرات سخت گوشه‌دار و تیز (وسیله تیز کردن) که با چسب مخصوصی بهم متصل و ساخته شده اند.
- مصنوعی : برای سنگ های سمباده اغلب مواد سمباده کاری مصنوعی استفاده می شود.
- طبیعی : مواد سمباده کاری طبیعی شامل خاک سمباده و کروند طبیعی که نوعی مواد سمباده زنی طبیعی سنگ چخماق به شمار می روند.
- الکتروکروند (اکسید آلومینیوم): از خاک رس در کوره های الکتریکی استخراج می شود. دو نوع کروند وجود دارد؛ کروند خالص (EN) نرمال کروند (NK)
- .سیلیسیوم کاربید: یا کاربوروند که از شن سنگ چخماق و پودر زغال استخراج می شود، دارای رنگی نزدیک به خاکستری یا سبز بوده و عبارت از ذرات براق از نوع الماس است.
- انتخاب وسیله یا مواد سمباده زنی:
کروند طبیعی برای فلزات سمج از قبیل سیلیسیوم کاربید و فولاد برای فلزات شکننده مانند چدن قابل استفاده می باشند.
چسب های معدنی به سه دسته تقسیم می شوند که عبارتند از:
- چسب ماگنزیت: این نوع چسب در هوا سخت می شود و در برابر رطوبت حساسیت زیادی داشته و تنها به منظور سمباده کاری خشک مناسب می باشد.
- چسب سیلیکات: که ماده اصلی آن سیلیکات دو سدیم و در مقابل آب دوام دارد و به منظور سمباده کاری مورد استفاده قرار می گیرد.
- چسب گیاهی: این نوع چسب از لاستیک و لاک (صمغ درخت) یا با کلیت بدست می آید و به دلیل دوام بالا و خاصیت ارتجاعی، برای ساختن سنگ سمباده های نازک که پروفیل تیز دارند، کاربرد دارد. چسب با کلیت برای حرارت های بسیار زیاد استفاده می شود. لاستیک و لاک در مقابل حرارت، حالت چسبندگی به خود می گیرند.
برای انتخاب چسب باید نوع سمباده کاری توجه نمود. برای مثال کف‌سایی، گردسایی و ابزارسایی و همچنین به جنس سائیدنی و بزرگی سطح اصطکاک حاصل بین سنگ سمباده و قطعه کار نیز مربوط است.
در صورتی که در زمان سنگ زدن یکی از دانه های سنگ کند گردد، موجب افزایش فشار برش و در نتیجه جدا شدن آن دانه از چسب بدنه می شود. سخت بودن و یا نرم بودن سنگ ها هیچ ارتباطی با میزان سختی ذرات سمباده کاری ندارد و با نوع چسب یا اتصال آن ارتباط مستقیم دارد. سنگ های سخت نسبت به سنگ های نرم اتصال محکم تری دارند. برای نشان دادن میزان و درجه سختی سنگ های سمباده از حروف استفاده می کنند.
- دانه بندی مواد سمباده‌زنی
مواد سمباده کاری ابتدا توسط دستگاه های آسیاب ریز شده و سپس دانه هایی که ریز نشده اند و آن‌ها را دانه بندی و برای ساختن سنگ سمباده درشت و ریز (زبر و نرم) ذرات آسیاب شده، آن ها را توسط الک از یکدیگر جدا می کنند. با توجه به شماره الک، دانه ها را شماره گذاره می نمایند. در واقع هر یک از دانه ها را بر حسب نوع و شماره الکی که دانه ها از آن گذشته اند، با اعداد عربی شماره گذاری می کنند.
دانه‌بندی سنگ سمباده از نظر پرداخت در نوع سطح قطعه کار و قدرت سمباده‌کاری بطور مستقیم تاثیرگذار است. سنگ های سمباده ای که دانه بندی درشت داشته باشند، قدرت زیادی دارند اما سطح قطعه کار زبر می باشد که به آن دانه‌بندی خشن گفته می شوند. قدرت سمباده کاری این گونه سنگ های ظریف کم بوده اما سطح کار را کاملاً صاف پرداخت می کنند.
- اتصال یا چسب مواد سمباده‌کاری
دانه ها یا ذرات بیشمار تیز کننده با چسبی مخلوط می شود و سپس در قالب ها شکل سنگ سمباده را به خود می گیرد. چسب سرامیکی یا چسب سفال از گل و سنگ چخماق و (فلدشپات) حاصل می شود که سنگ ها را پس از درآوردن از قالب در کوره های مخصوصی حرارت داده و سپس آن ها را می پزند. از آنجا که بیش از ۷۵ درصد تمامی سنگ های سمباده با چسب سرامیک مخلوط و چسبانده شده اند، از این رو سنگ ها در برابر ضربه حساس می باشند اما در برابر حرارت از استحکام بالایی برخوردار هستند.
ذرات کند و سائیده شده سنگ باید از چسب جدا و جای خود را به دانه های تیز بدهند. به همین دلیل سنگ های نرم برای فلزات سخت و سنگ های سخت را برای فلزات نرم مورد استفاده قرار می گیرند.
در صورتی که سطح اصطکاک میان سنگ و قطعه کار زیاد باشد، دانه های سنگ سائیده شده که در این صورت باید سنگ های نرم استعمال گردد. در رابطه با سختی سنگ سمباده، باید سختی سنگ را از سختی کار تشخیص داد. سختی خود سنگ، به معنای سختی آن در حال سکون می باشد. سختی کار با سرعت محیطی آن ارتباط دارد و به هر میزان که سرعت محیط کاهش پیدا کند، به همان نسبت اثر سنگ نرم‌تر می شود.
- شکاف های ذره بینی سنگ های سمباده
شکاف های ذره بینی به معنای تقسیمات فضایی دانه ها، وسیله اتصال و سایر سوراخ ها و خلل و فرجی است که در سنگ ایجاد می شود. شکاف های ذره بینی سنگ سمباده ها ممکن است خیلی باز و یا متراکم گردد. برای نشان دادن نوع این شکاف ها از اعداد عربی استفاده می نمایند.
سنگ های فرم دار جهت انجام کار‌های مختلف سنگ‌زنی مورد استفاده قرار می گیرند که برای نگهداری از آن ها برخی موارد ضروری می باشد از جمله:
- مواظبت سنگ های سمباده
سنگ ها را باید در مکانی نگهداری کرد که از صدمه و ضربه محافظت شوند و رطوبت به آن ها نرسد.
۲.صاف کردن سنگ های سمباده
در اصول سنگ زنی برای صاف کردن سنگ های سمباده، به منظور از بین بردن چربی و آلودگی روی سنگ و یا پریدگی و شکستگی های جزئی دور آن انجام می شود. این فرآیند بدون لنگی گردش کند وسایل صاف‌کاری سنگ های سمباده مختلف صورت می گیرد که اغلب از سنگ های خشن کاری چرخ های فولادی پره‌دار استفاده می شود. اما به منظور کار‌های ظریف و صاف‌گیری کاملاً دقیق، الماس های مخصوص قابلیت استفاده هستند.
۳٫سرعت محیطی سنگ های سمباده
سرعت برش به عنوان سرعت محیطی سنگ سمباده شناخته شده که بر حسب متر در هر ثانیه معین می شود. با زیاد شدن سرعت محیطی، خطر شکستن و از جا در رفتن سنگ به علت نیروی گریز از مرکز افزایش پیدا می کند که در نتیجه این امر، احتمال پرتاب قطعات سنگ به اطراف امکان تولید خطرات جانی وجود دارد. به منظور جلوگیری از وقوع این اتفاق و یا سایر خطرات می توان از چسب های مختلفی استفاده نمود. برای کار های مختلف سنگ زنی حداکثر دور لازم تعیین شده و برای سنگ هایی که با چسب سرامیکی یا چسب گیاهی چسبانده شده اند، این سرعت متفاوت تر است.
۴٫بستن سنگ های سمباده
قبل از اینکه سنگ به روی میل خود بسته شود، باید از نظر ترک خوردگی آزمایش شوند. به منظور انجام این کار، ابتدا باید سنگ را به حال آزاد روی میل ها قرار داده و با یک چکش چوبی بر روی آن کوبید. نتیجه کار باید صدای زیر باشد. اگر سنگ هایی با چسب گیاهی به یکدیگر چسبیده شده باشند، صدایی از آن ها تولید نمی شود. جهت حرکت آرام چرخ سنگ سمباده و صاف شدن سطح سنگ خورده، باید لنگی سنگ از هر جهت گرفته شود.
جهت از بین بردن لنگی سنگ، وزنه های تعادلی می توانند به عنوان ابزاری که در فلانش سنگ روی راهنمای دم چلچله در حرکت هستند و آن ها را تا جایی که امکان پذیر است، روی راهنما تغییر مکان دهند تا چرخ به حد تعادل برسند. سنگ سمباده بین فلانش های تراشکاری شده توخالی طبق و روی میل مربوط خود محکم بسته می شود.
فلانش های تراشکاری دارای یک سوراخ به حد کافی بزرگ است که به راحتی روی میل سنگ داخل شود و برای آنکه سنگ بوسیله دو فلانش کاملاً محکم نگاه داری شود از دو طرف زیر فلانش ها پولک های مقوایی یا نمدی و یا چرمی می گذارند.
۵٫تیز کردن ابزار ها
ابزار هایی از قبیل تیغه فرز، بر اساس دستورالعمل سازندگان، نیازمند تیز شدن مکرر می باشند. ابزارهای کند موجب کاهش سرعت کار می شود و سطوح تراشیده شده ناصاف و غیر تمیز خواهند بود. همچنین استفاده از ابزارهای کند مقدار زیادی از وسیله سنگ سمباده را از بین می برد که موجب ضرر مادی نیز می شود. خطراتی نیز در نتیجه استفاده از وسایل کند پیش روست، که موجب می شود تا تیز کردن ابزارهای ضروری شود از دیگر ضرورت های تیز کردن ابزار‌ها می باشد. برای تیز کردن وسایلی که کند شده اند، وسایل مختلفی وجود دارد که در زیر به آن ها می پردازیم:
در اصول سنگ زنی، سنگ سمباده‌‌های رومیزی و پایه‌دار برای تیز کردن ابزارهای یک لبه به وسیله دست می باشند که عبارتند از: قلم های دستی، صفحه‌تراشی، رانده های تراشکاری و ... و نظائر آن ها. این ابزار بدین شکل است که روی پایه ماشین میل های افقی یاطاقان شده و در یک یا هر دو طرف این میله، سنگ سمباده سوار می شود و میز یا تکیه‌گاه ابزار اغلب اوقات به درجات زاویه تقسیم‌بندی شده است.
- ماشین های ابزار تیزکنی اونیورسال
ماشین های ابزار تیزکنی اونیورسال جهت تیز کردن ابزارهای چند لبه از قبیل برقو ها، تیغه فرز ها، قلاویز ها و ... مورد استفاده قرار می گیرند که در هنگام تیز کردن به دستگاهی بسته و با یک حرکت جبری از مقابل سنگ عبور داده می شوند.
- نکاتی در انتخاب سنگ سمباده
به منظور تیز نمودن ابزار ها، سنگ هایی از جنس کروند که دانه‌بندی و سختی متوسطی داشته باشند، مورد استفاده قرار می گیرند. برای استفاده از آن ها، ابتدا ابزار‌هایی همچون رنده های تراشکاری و صفحه تراشی را با سنگ زبرتری تیز کرده و بعد با سنگ های نرم تر آن ها را تیز تر می نمایند. ابزار‌هایی که از جنس فلزات سخت باشند با سنگ های سیلیسیوم کاربید تیز می شوند. برای تیز کردن باید برخی نکات رعایت شود که عبارتند از:
- ابزار باید در جهت مخالف لبه برنده سنگ زده شود. در غیر اینصورت برش و پلیسه ایجاد می شود که برای کاربر مشکل ایجاد می کند.
- مقدار فشار باید به گونه ای باشد که از گرم شدن زیاده از حد جلوگیری نماید.
- در سنگ زدن مرطوب مایع خنک کاری باید به اندازه کافی استفاده شود و در صورتی که به تدریج وارد شود، در قطعه کار ترک هایی در اثر تنش داخلی ایجاد می گردد. برای مشاهده وضع سنگ زدن، بهتر است کار بصورت خشک باشد و ابزار‌ها که زیاد از حد گرم شده اند نباید در آب فرو برده شوند. این کار باعث ترک می شود.
جرقه هایی که موقع سنگ زدن به اطراف می پرند (براده های ریز فلزی سرخ شده) بیانگر حرارت بالا در اثر اصطکاک سنگ با کار است که حرارت در سنگ و قطعه کار پخش می شود. سنگ در اثر حرارت زیاد ممکن است که از هم جدا شده و به اطراف پراکنده شود. از طرف دیگر خود کار هم ممکن است که تغییر فرم داده و یا در صورتیکه آب داده باشد سختی خود را از دست بدهد. رنگ های مختلفی که موقع سنگ زدن روی کار تولید می شوند خود علامت بارزی از ایجاد حرارت زیاد است.
به منظور هدایت و از بین بردن گرمای زیاد باید سنگ و کار خنک شود. بر این کار، مایع خنک کاری وظیفه دور کردن براده های حاصله را دارد و در عین حال فشار زیادی را نیز ایجاد می کند. به منظور خنک نمودن از آب استفاده می شود که می تواند با پنج درصد سود و یا روغن مخصوص به نام امولزیون مخلوط شود. در بیشتر مواقع، فولاد مرطوب و چدن خشک می شود که پس از انجام کار، باید جریان مایع خنک کاری را قطع و سنگ را برای مدت کوتاهی در حال گردش به حال خود ر ها نمود. این کار موجب می شود تا مایع مکیده شده در خلل و فرج آن به خارج پاشیده شود.
سنگ زدن خشک باید زمانی صورت بگیرد که روی سنگ مخصوصاً جمله (برای خشک سنگ زدن) ذکر شده باشد. در این سنگ ها به منظور جلوگیری از ایجاد ترک تنشی نباید به هیچ عنوان کار را در حالت خشک، سنگ زد و سپس مایع خنک کاری را به شکل ناگهانی به جریان انداخت.
- سنگ زدن ناهمواری های کار ها
بوسیله سنگ های دستی می توان لبه و درز‌های قطعات ریختگی و پرس شده و سایر ناهمواری ها را از بین برد و بوسیله با دستگاه سنگ میزی یا زمینی کوچک، قطعات کوچک و دستگیر را درست کرد. در صورتی که وضع کار‌ها به گونه ای باشد که به سهولت غیرقابل حمل و نقل باشند، برای مثال کار‌های بزرگ و سنگین و یا کار‌های ریختگی که اغلب شکل پیچیدهای دارند و همچنین ریل های تراموا و خط آهن و قطعات ساختمان های فولادی و ... را در این مورد با دستگاه سنگ قابل حمل و نقل از قبیل دستگاه سنگ خرطومی کار می کنند.
دستگاه سنگ خرطومی ، سنگ توسط موتوری که به یک میله منعطف متصل شده، حرکت داده می شود. این میله همچون یک لوله پلاستیکی می تواند قابل خم شدن باشد و بوسیله سنگی که به سر آن بسته شده است، می توان نقاط مختلف کار را مطابق دلخواه سنگ زد. سنگ هایی که در این روش استفاده می شوند، خشن هستند که در نتیجه نقاط سنگ خورده کاملاً صاف و پرداخت نخواهند بود. دستگاه های سنگ خرطومی را جهت ایجاد قالب ها و شابلون ها و نظائر این ها قابل استفاده می باشند.
- جلوگیری از خطرات سنگ کاری
- نباید سنگ ترک خوردگی داشته باشد. قبل از سنگ کاری باید به دقت بررسی شود.
- سنگ باید در موقع گردش بدون لنگی باشد.
- قبل از استفاده از سنگ، باید از نظر گردش اجرا، بررسی شود.
- نباید سرعت محیطی سنگ از حد مجاز تجاوز کند.
- برای محافظت از چشم باید از عینک مخصوص استفاده شود.
- زمانی که از سنگ های رومیزی یا پایه‌دار کوچک استفاده می شود، نباید تکیه گاه کار بیش از ۲ میلیمتر با سنگ فاصله داشته باشد چرا که قطعه کار ما بین سنگ و تکیه‌گاه کشیده شده و موجب شکستن و به اطراف پریدن سنگ می شود.
- در سنگ کاری خشک براده های حاصله باید خارج شوند.
- نباید پوشش روی سنگ برداشته شود.
- نباید سنگی که در حال گردش است با دست لمس شود.
یکی از اصول سنگ زنی طولی، استفاده از سنگ های تخت است. اصولا سنگ های نرم نسبت به سنگ های سخت زودتر سائیده شده، عمر کوتاه تری دارند. با این وجود از نظر اقتصادی مقرون به صرفه می باشند چرا که تیزی خود را حفظ کرده و قدرت براده گیری قابل ملاحظه ای دارند.
با سنگ زدن می توان قطعات کار را به اندازه دقیق ایجاد و سطح خارجی آن ها را صاف نمود. سنگ زدن قطعات به دو دسته تقسیم بندی می شوند که عبارتند از: سنگ زدن سطوح خارجی و سطوح داخلی.
ایجاد اندازه صحیح برای قطعات کار بوسیله سنگ زدن، از تراشکاری آسانتر می باشد چرا که در سنگ زدن، عمق براده بسیار کم است. برای مثال ۰٫۰۰۲۵ میلیمتر تا ۰٫۰۳ میلیمتر توجه به حفظ تلرانس های خیلی کوچک در ساختمان قطعات یدکی و قابل تعویض و همچنین ابزار ها از اهمیت زیادی برخوردار است. با داشتن سطح خارجی بسیار صاف و پرداخت شده در قطعاتی که روی هم در حال لغزش هستند، نه تنها از مقدار اصطکاک کاسته بلکه به میزان خواص گردش و حرکت نیز اضافه می گردد و با کم شدن خطوط روی کار، استحکام قطعات نیز بیشتر می شود.
قطعات دوار استوانه ای و مخروطی در ردیف این دسته از کار های سنگ زدنی قرار می گیرند. در زمان سنگ زدن باید سنگ و قطعه کار حرکت های معینی را بر عهده بگیرند.
- ماشین های سنگ برای کار های گرد
حرکت لازم برای سنگ زدن توسط ماشین های سنگ مخصوص کار‌های گرد انجام می شود. معمول ترین این ماشین ها از نوع ساختمانی نرتن می باشند.
حامل میز و میل سنگ که روی آن میل کار نصب شده و همچنین دارای دستگاه مرغک است.
میل سنگ حرکت اصلی دورانی و بار را به سنگ می دهد و روی پایه پهلویی میز بطور متحرک تنظیم شده است. روی این میل، سنگ قرار گرفته که حرکت خود را از موتوری می گیرد. قطعه کار حرکت دورانی خود را از دستگاه میل کار می گیرد و برای حرکت آن از موتوری استفاده می شود. جعبه دنده ای که در این دستگاه قرار گرفته، وسیله تنظیم دور حرکت می باشد. مرغک گردش دورانی ندارد. برای به گردش درآوردن کار صفحه مرغکی که روی میله کار در گردش است، بکار برده می شود. به منظور گردش سنگ و قطعه کار، هر دو در جهت مخالف هم، حرکت می کنند.
تکیه‌گاهی جهت ایجاد قطعه کار است. استوانه توخالی دستگاه مرغک با مرغک بوسیله فنری مخالف کار فشرده می گردد به طوری که در اثر گرم شدن آزادنه، قطعه کار منبسط می شود.
دقیق کردن و صاف کردن سنگ های سمباده بوسیله قطعه الماسی در دستگاهی انجام می شود. این دستگاه را در زمان صاف نمودن، می توان بر روی مرغک یا میز و یا روی میل سنگ محکم بست. با استفاده از لینت هایی که روی میز بسته می شوند می توان از خمیده شدن قطعات نازک و بلند جلوگیری کرد.
میز ماشین، بار جنبی را بر عهده دارد. حرکت آن بصورت طولی و شامل قسمت زیر و رو است. قسمت رویی یا بالایی میز، شامل دستگاه میل کار و مرغک است و هر دوی آن ها روی راهنمایی قرار گرفته اند که قابل تنظیم هستند. کار بین دو مرغک دستگاه میل کار و دستگاه مرغک بسته می شود.
میز بوسیله دستگاه چرخنده یا هیدرولیکی به طرف راست و چپ حرکت می کند. این حرکت طولی بوده و قابل تنظیم می باشد. به حرکت رفت و برگشت میز «کورس مضاعف» و به یک حرکت رفت یا برگشت «کورس» گفته می شود. بار جنبی باید با نوع سطح کار تقاضا شده، متناسب باشد تا بتوان آن را تنظیم نمود. در دستگاه چرخنده بار‌های مختلف بطور محدود قابل تنظیم است و در دستگاه هیدرولیکی تنظیم سرعت میز، بطور غیر پل های در حدود معینی انجام پذیر می شود.
- اصول سنگ زنی سطوح خارجی گرد روی ماشین تراش
روش برای موارد خاص قابل استفاده است و در زمان استفاده از آن باید بتوان آن را روی قلم گیر ماشین تراش نصب نمود. همچنین باید راهنما‌ها با دقت تمام، این ماشین را در مقابل براده های سنگ و آب خنک‌کاری محافظت نمود.
روش و نوع سنگ زدن با نوع و‌اندازه قطعات مرتبط است. برای مثال قطعات بلند، همچون انواع میله ها و میل پیچ ها و ... را طولی سنگ می زنند و در این حال کار را ما بین مرغک ها می بندند. زیرا از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است. در این روش باید سرعت برش سنگ و سرعت محیطی قطعه کار و بار جنبی و عمق آن و خنک کاری بطور صحیح انجام شوند.