ساختار سنگ ساینده (Grinding Wheel Structure) به چیدمان، دانه‌های ساینده (Abrasive Grains)، چسب (Bond) و فضای خالی بین آنها (Porosity) اشاره دارد.
تخلخل (Porosity) H2
نقاط خالی و منافذ یکی از کلیدی‌ترین ویژگی‌های سنگهای ساینده است. این منافذ دو عملکرد مهم دارند و در زمان کار از اهمت بالایی برخوردار هستند.
اولین تاثیر اینکه این نقاط به خنک شدن صفحه سنگ در زمان کار کمک می کنند و دومین کارکرد ایجاد محلی برای قرارگیری براده های ریز جدا شده فراهم میکند.
با تغییر میزان دانه های ساینده و مواد رزینی و تخلخل بین آنها ساختار سنگ ها تغییر میکند که این تغییر با یک عدد بنام عدد ساختار یا عدد تخلخل ساینده مشخص می شود. عدد مربوط به ساختاربه نوعی نشان دهنده فاصله بین دانه ها در ساینده می باشد
شکل زیر مفهوم ساختار را بیشتر مشخص می کند
سیستم‌های درجه‌بندی ساختار(Structure Number) H2 ساختار یا تخلخل سنگهای ساینده در استانداردهای مختلف با اعداد مشخص می‌شود که نشان‌دهنده‌ی تراکم دانه‌ها و چسب است. ساختار در واقع نسبت حجمی دانه ها را به حجم کلی یک صفحه سنگ را مشخص می نماید. هر چه این عدد کمتر باشد نشانگر صفحه سنگ با ساختار متراکم تر و فشرده تر و هر بیشتر شود به معنی ساختار غیر متراکم وبازتر میباشد. در پایین چند سیستم مختلف برای عدد تخلخل معرفی شده:
- سیستم اروپایی: اعداد ۱-۹ (۱ متراکم‌ترین، ۹ بازترین) H3
این عدد از ۱ تا ۹ بعنوان ساختار طبیعی تعیین میگردد. تخلخل طبیعی یک سنگ سایشی می تواند با اضافه شدن مواد دیگری افزایش یابد و فضاهای تخلخلی بیشتری ایجاد کند. این تغییر در ساختار که بصورت مصنوعی ایجاد شده با اعداد ۱۲-۱۱ نشان داده می شود که در اینحالت میزان تخلخل بیشتر است.
- سیستم ژاپنی: اعداد ۰-۱۴ (۰ متراکم‌ترین، ۱۴ بازترین) H3
در ژاپن از ۰ تا ۱۴ گرید بندی میگردد که هرچه عدد بیشتر باشذد نسبت دانه در کل سنگ کمتر بوده و فضای بیشتری بین دانه ها وجود دارد که این فضا در بازده سنگ و تبادل دما تاثیر دارد.
جدول زیر ارتباط عدد ساختار با درصد دانه در کل صفحه سنگ را نشان میدهد.
۱تا۴ …… بسیار متراکم
۴تا۶………متراکم
۷تا۹……….باز
۱۰ با بالا……..ساختار یاز با تخلخل بشتر از سایر موراد
- سیستم تخلخل ویژه: با پیشوند P1) P کمترین تخلخل تا P12 بیشترین تخلخل( H3
ساینده ها در این دسته بندی با حرف P و عدد نشاندهنده میزان تخلخل قرار میگیرند که درجه بندی آن به شکل زیر میباشد:
متخلخل P1
تخلخل متوسط P2 و P3
تخلخل زیاد P5 و P8
تخلخل خیلی زیاد P12
برای مثال سنگ با ساختار یا تخلخل۵ متعادل و برای کاربردهای عمومی مناسب است. سنگ با ساختار ۱۲ (تخلخل بالا) برای مواد نرم با باربرداری زیاد مناسب است.
در برش آلومینیوم با سنگ بزرگ، یک ساختار باز )۱۲–۱۴ ( با چسب اپوکسی بهترین عملکرد را دارد، در حالی که برای سنگ‌زنی فولاد سخت با سنگ کوچک، ساختار متراکم )۳–۵ (مناسب‌تر است.
رابطه ساختار با عملکرد: H2
| عدد ساختار | درصد دانه | ویژگی‌ها | کاربرد |
| ۱-۴ | ۶۰-۷۵% | ساختار متراکم | مواد سخت، باربرداری کم |
| ۵-۸ | ۴۵-۶۰% | ساختار متعادل | کاربردهای عمومی |
| ۹-۱۴ | ۳۰-۴۵% | ساختار باز | مواد نرم، باربرداری زیاد |
عوامل مؤثر در انتخاب ساختار در سنگهای ساینده H2
- جنس قطعه کار:
- مواد سخت (فولادهای سخت‌کاری شده): ساختار متراکم (اعداد پایین)
- مواد نرم (آلومینیوم، مس): ساختار باز (اعداد بالا)
- نوع عملیات:
- سنگ‌زنی دقیق: ساختار متراکم
- برش و سنگ‌زنی خشن و باربرداری زیاد: ساختار باز
- شرایط خنک‌کاری:
- عملیات خشک: ساختار بازتر تخلخل بیشتر برای خنک‌کاری بهتر
- با روانکار: ساختار متراکم‌تر امکان‌پذیر است
تأثیر قطر سنگ و چسب ( رزین) بر انتخاب ساختار H2
قطر سنگ: با افزایش قطر، به دلیل سرعت محیطی بالاتر و نیروهای گریز از مرکز، نیاز به تخلخل کمتر (ساختار متراکم‌تر) است تا با حفظ استحکام سنگ از متلاشی شدن سنگ در سرعت‌های بالاجلوگیری شود. همچنین با افزایش قطر، به چسب قوی‌تر (مثلاً Vitrified Bond به جای (Resin Bond برای مقابله با نیروهای گریز از مرکز نیاز است. در مورد عدد مربوط به ساختار دربحث انتخاب ساینده ها جای نگرانی زیادی نیست چراکه به تجربه مشخص شده برای هر سایز دانه و گرید رزین ، یک عدد ساختار مشخص بهینه و استاندارد وجود دارد. بنابراین در مشخصه فنی ساینده ها این عدد بعضا حذف شده مگر در مواردی که نیاز به ساختار باز یا بسته نسبت به نیاز داشته باشیم.