Каталог
Меню
Робота з абразивним інструментом — це не просто техніка, це стратегія. Зараз на ринку багато різновидів абразивних матеріалів, від звичайних корундових до суперабразивів до яких відноситься алмаз та кубічний нітрид бору, який має назву CBN (cubic boron nitride) або ельбор чи кубаніт. За роки практики ми переконались: навіть дрібні помилки можуть перетворити дорогий набір інструментів на купу непотрібного заліза. Далі — про те, який саме абразив обрати, щоб зробити роботу продуктивною та чого треба уникати, щоб обраний вами інструмент не став викинутими грошима, а процес роботи — безпечним і результативним.
Абразив: види та використання
Доки людство не винайшло спосіб виготовляти синтетичний алмаз в промислових масштабах, основним абразивним матеріалом для шліфування твердого сплаву та різних сталей були електрокорунд білий, карбід кремнію зелений, карбід бору та деякі інші різновиди абразиву.
З часом інструментальне виробництво потребувало більшої стійкості до зносу, до довговічності гостроти різальної поверхні інструменту. Для цього необхідно було винаходити більш тверді марки сталі які стало важче обробляти звичайними абразивами.
Надійним помічником для операцій шліфування в машинобудуванні та інструментальній промисловості став алмазний інструмент.
Алмаз — це найтвердіший матеріал, який існує в природі, тому він значно полегшив, та прискорив обробку таких матеріалів як твердий сплав, кераміка, скло, камінь.
Але він не зміг впоратись зі шліфуванням сталі. Синтез алмазу відбувається із в’юрцитоподібного графіту під високим тиском і температурою. В якості каталізатора для переходу графіту в алмаз використовується залізо.
Тому під час обробки матеріалів на великих швидкостях в зоні шліфування виникають високі температури, які в контакті з залізом призводять до зворотних процесів та перетворюють алмаз знову в графіт.
Для цих цілей був синтезований інший суперабразив — кубічний нітрид бору (CBN), який трохи поступається по твердості алмазу, але може витримувати більші температури та є інертним до заліза.
На ньому ми зупинимось більш детально.
Переваги CBN перед звичайними абразивами
Самим поширеним матеріалом для обробки сталей є абразив. Він чудово справляється з цим завданням, але якщо це стосується нелегованих, підшипникових та термооброблених, жаростійких, сталей, титанових сплавів твердістю більш ніж 55HRC. І на цьому етапі для виробників починаються проблеми. Деталь потрібно виготовити швидко щоб шляхом масового серійного виробництва зменшити вартість своєї продукції та бути конкурентним. Але абразив, навіть найтвердіший на таких сталях дозволяє знімати матеріалу лише 0.5 мікрона або мікрон, як в тому ж випадку CBN може знімати за один прохід від 0.01 мм до 0.1 мм, при цьому не порушуючи структуру сталі.
Шліфувальні круги з CBN мають стійкість в сотні разів вищу ніж найміцніший абразив. І ще одною перевагою CBN інструменту, яку позначили наші клієнти — це відсутність пилу під час сухого шліфування.
Уявіть собі, абразивний круг, діаметром 200 мм чи 400 мм та шириною 10 мм чи 40 мм, який стирається в пил, який розвіюється по цеху і ним дихають працівники.
А під час шліфування з охолоджувальною рідиною, цей пил перетворюється на шлам, який забруднює верстат, охолоджувальну рідину, фільтри для рідини що призводить до пришвидшення заміни супутніх матеріалів.
Ще CBN є унікальним тим, що на відміну від звичайних абразивів може працювати без охолодження не підпалюючи поверхні деталі, що обробляється. Але для цього дуже важливо правильно підібрати параметри шліфувального круга з CBN, його розміри та режими.
CBN по сталях не працює
На жаль, дуже часто ми стикаємось з проблемою недовіри клієнтів до шліфування CBN кругами. Багато вже хто пробував замінити абразиви з метою прискорення процесу шліфування. Вони зіткнулись з проблемою неефективної роботи суперабразиву — засалка кругу, підпалювання поверхні що обробляється, або зношується значно швидше ніж звичайний абразив. І клієнт приходить до висновку що CBN по сталі не працює. Так, така проблема існує, якщо виробник CBN інструменту не знає всіх секретів виготовлення зв’язки для шліфування сталі. Зв’язка — це багатокомпонентний склад на основі смоли, в якому знаходиться порошок суперабразиву. Кожен з цих компонентів впливає на твердість шліфувального круга та здатність відновлення робочих зерен, що своєю чергою впливає на результат процесу обробки деталі.
Поради для правильного підбору CBN кругів
Під час переходу від звичайних абразивів на шліфувальні круги з CBN важливо звернути увагу на деякі фактори нижче.
Міцність двигуна
Як правило на невеличких верстатах для шліфування меблевих ножів стоять малопотужні двигуни. Оскільки абразив має значно меншу твердість і продуктивність, то верстат справляється зі своїм завданням. Основна помилка під час переходу на CBN круги, клієнти просять зробити такі самі параметри робочої поверхні як у звичайного абразива. Як результат — станок гуде, поверхня деталі підгоряє, станок не може забезпечити необхідні оберти шпинделя, на якому закріплений шліфувальний круг.
CBN працює більш агресивно і заглиблюється в поверхню сталі глибше ніж абразив і при цьому зерно суперабразиву не кришиться як звичайний абразив, тому щоб забезпечити нормальну роботу, площу контакту необхідно зменшити шляхом звуження ширини інструменту з CBN в 1.5-2 рази.
Швидкість обертів
CBN потребує достатньої швидкості обертів. Оптимальне значення коливаються в районі 2500-3500 об/хв залежно від діаметра шліфувального круга. Як правило, вони працюють на мінімальних обертах, тому верстати під них виготовляють зі швидкістю 1500 об/хв. Особливо це стосується кругів для плоского шліфування діаметрами від 250 мм до 350 мм або 400 мм і вище. Компанія KDTU змогла підібрати необхідні параметри зв’язки, які забезпечують роботу CBN кругів на мінімальних обертах 1500 об/хв. Але треба розуміти, що при таких показниках ельборові круги інших виробників вже можуть не працювати.
Для підбору CBN кругів на плоске шліфування, де як правило працюють круги діаметром 350-500 мм і шириною 40-60 мм або 80 мм необхідно підбирати CBN круг з шириною у 2,5-3 рази менше.
Також треба розуміти, що абразивний круг з діаметром, наприклад 500 мм може стиратись до діаметра 250 мм, і тому круг з CBN можна виготовляти в середньому діапазоні, тобто в районі 350 мм.
Абразивні зерна
Як правило абразивні круги для шліфування виготовляють з чималими абразивними зернами порядку F40 або F46 що відповідає середньому розміру в мікронах 438 мкн та 370 мкн. Тут треба враховувати, що абразивний круг із заданими параметрами на зняття матеріалу з деталі на 1 мікрон, фактично буде знімати 0.5 мікрона через те що абразивне зерно під час роботи кришиться до розміру приблизно вдвічі меншого, до 220 мкн та 180 мкн відповідно. Тому розмір абразиву з CBN має підбиратись з урахуванням цього ефекту, і повинен складатись в межах від 250 мкн до 200 мкн.
Абразив та його твердість
І останній момент, всі звичайні абразиви поділяються по твердості: дуже м’які (F, G), м’які (H, I, J), середні (M, N), тверді (R, S) та інші. Все це залежить з якого абразиву вони виготовлені, чи то оксид алюмінію, чи електрокорунду, чи карбіду кремнію або титанистий. Для CBN порошків такого різномаїття твердості не існує. Тому основним критерієм для підбору шліфувального круга із суперабразиву замість звичайного абразиву є розмір зерна і підбор характеристик зв’язки, яка підбирається згідно умов експлуатації (глибина зняття матеріалу, площа обробки деталі, оберти вала та використання охолоджувальної рідини). Іноді для підбору оптимальних характеристик круга з CBN по максимальній продуктивності та максимальної стійкості необхідно зробити дві-три спроби. Як правило, ми пропонуємо спершу доволі м’які параметри зв’язки, яка буде працювати не залежно від умов роботи круга. Далі, за бажанням клієнта, щільність зв’язки або зерно може збільшуватись або зменшуватись поки не буде досягнуто бажаного результату.
Абразив: правильна експлуатація
Головною умовою якісної та довговічної роботи шліфувальних кругів є дотримання режимів роботи. Іноді в погоні за швидким результатом оператор свідомо завищує або глибину зняття матеріалу за один прохід або швидкість подачі, рідше величину обертів шпинделя. Це призводить до підвищених навантажень на круг і як наслідок швидкого стирання круга в кращому випадку, або його руйнації. Під час великих навантажень підвищується не лише навантаження на абразивні зерна, але і росте температура в зоні шліфування. Через це хімічний склад зв’язки або клею, який утримує зв’язку на алюмінієвому або сталевому корпусі, втрачає свої властивості. Як наслідок, робочий шар абразиву відриває від корпусу.
Не бажано постійно знімати та переставляти шліфувальний круг з одного станка на інший. Особливо, коли це круги великих розмірів. Це призводить до того, що круг починає “бити” на станкові та йому знову потрібен час, щоб приробитись після установки.
Не рекомендуємо самостійно доробляти шліфувальні круги різними підточками корпусу, або посдкового отвору, бо це може привести до дисбалансу круга і погіршення якості його роботи або руйнації.
Також головне пам’ятати, підвищені режими можуть підвищити продуктивність, але зменшити стійкість круга. Тому оператор повинен чітко розуміти що для нього важливіше — або довговічна робота інструменту, або висока продуктивність на шкоду стійкості.
Кінцева думка
Робота з абразивними інструментами — це математика: точність + дисципліна = результат. Не вірите? Якщо різати порцеляну алмазним диском для заточки — ви витратите годину замість хвилин, отримавши криві краї. Якщо зекономите на окулярах — відвідаєте лікаря, який нагадає вам про те, що «дешево» іноді коштує надто дорого.
Ваш набір інструментів — це інвестиція. Доглядайте за ним, експлуатуйте з розумом — і він служитиме вам довго. І пам’ятайте: найкращий інструмент без знань — це металолом. Навчайтесь, аналізуйте помилки — і тоді навіть алмазні круги стануть для вас не просто «дисками», а продовженням вашої професійної інтуїції.
Щоб замовити абразивні інструменти звертайтесь до нас за номером +38 050 889 82 89, або на пошту kdtu-1@ukr.net. Наші спеціалісти допоможуть вам з вибором та нададуть відповіді на усі запитання.
Ми продаємо не круги шліфувальні. Ми продаємо вам економічну вигоду, яку ви зможете отримати під час роботи нашим інструментом. Іноді кажуть круги дорогі. В порівнянні з чим? Так, є дешевший сегмент, це вірно. Але як довго він може працювати? Чи яку продуктивність він дає? Порівнюючи пропозицію конкурентів і нашу, ми завжди прораховуємо яку вигоду матиме наш клієнт? Або він виграє на ціні закупівлі. Або він отримує інструмент, який працює, як приклад, в 4 рази довше, а коштує у два рази менше. Дорожчий інструмент з кращою якістю роботи, яка в решті решт дає економічну вигоду шляхом значно тривалішої роботи, зменшення простою обладнання коштом економії часу на перевстановлення і приробітку інструменту, та більшу продуктивність за одну годину роботи.
Дорожчим інструментом ви за годину роботи зможете виготовити більше виробів, цим перекриваючи свої витрати на купований інструмент, збільшуючи випуск своєї готової продукції, одна одиниця якої може коштувати дорожче ніж шліфувальний круг.