Каталог
Меню
Работа с абразивным инструментом — это не просто техника, это стратегия. Сейчас на рынке много разновидностей абразивных материалов, от обычных корундовых до супер абразивов, к которым относится алмаз и кубический нитрид бора, который имеет название CBN (cubic boron nitride) или эльбор, или кубонит. За годы практики мы убедились: даже мелкие ошибки могут превратить дорогой набор инструментов в кучу ненужного железа. Далее — о том, какой именно абразив выбрать, чтобы сделать работу продуктивной, и чего нужно избегать, чтобы выбранный вами инструмент не стал выброшенными деньгами, а процесс работы — безопасным и результативным.
Абразив: виды и использование
До того как человечество изобрело способ изготавливать синтетический алмаз в промышленных масштабах, основным абразивным материалом для шлифования твердого сплава и различных сталей были электрокорунд белый, карбид кремния зеленый, карбид бора и некоторые другие разновидности абразива.
Со временем инструментальное производство требовало большей стойкости к износу, к долговечности остроты режущей поверхности инструмента. Для этого необходимо было изобретать более твердые марки стали, которые стало тяжелее обрабатывать обычными абразивами.
Надежным помощником для операций шлифования в машиностроении и инструментальной промышленности стал алмазный инструмент.
Алмаз — это самый твердый материал, который существует в природе, поэтому он значительно облегчил и ускорил обработку таких материалов, как твердый сплав, керамика, стекло, камень.
Но он не смог справиться со шлифованием стали. Синтез алмаза происходит из вюрцитоподобного графита под высоким давлением и температурой. В качестве катализатора для перехода графита в алмаз используется железо.
Поэтому во время обработки материалов на больших скоростях в зоне шлифования возникают высокие температуры, которые в контакте с железом приводят к обратным процессам и превращают алмаз снова в графит.
Для этих целей был синтезирован другой супер абразив — кубический нитрид бора (CBN), который немного уступает по твердости алмазу, но может выдерживать большие температуры и является инертным к железу.
На нем мы остановимся более подробно.
Преимущества CBN перед обычными абразивами
Самым распространенным материалом для обработки сталей является абразив. Он прекрасно справляется с этой задачей, но если это касается нелегированных, подшипниковых и термо обработанных, жаропрочных, сталей, титановых сплавов твердостью более 55HRC. И на этом этапе для производителей начинаются проблемы. Деталь нужно изготовить быстро, чтобы путем массового серийного производства уменьшить стоимость своей продукции и быть конкурентоспособным. Но абразив, даже самый твердый на таких сталях, позволяет снимать материала лишь 0.5 микрона или микрон, как в том же случае CBN может снимать за один проход от 0.01 мм до 0.1 мм, при этом не нарушая структуру стали.
Шлифовальные круги с CBN имеют стойкость в сотни раз выше, чем самый прочный абразив. И еще одним преимуществом CBN инструмента, которое отметили наши клиенты, — это отсутствие пыли во время сухого шлифования.
Представьте себе, абразивный круг диаметром 200 мм или 400 мм и шириной 10 мм или 40 мм, который стирается в пыль, которая развеивается по цеху, и им дышат работники.
А во время шлифования с охлаждающей жидкостью, эта пыль превращается в шлам, который загрязняет станок, охлаждающую жидкость, фильтры для жидкости, что приводит к ускорению замены сопутствующих материалов.
Еще CBN уникален тем, что в отличие от обычных абразивов может работать без охлаждения, не поджигая поверхности детали, которая обрабатывается. Но для этого очень важно правильно подобрать параметры шлифовального круга с CBN, его размеры и режимы.
CBN по сталям не работает
К сожалению, очень часто мы сталкиваемся с проблемой недоверия клиентов к шлифованию CBN кругами. Многие уже пробовали заменить абразивы с целью ускорения процесса шлифования. Они столкнулись с проблемой неэффективной работы супер абразива — засаливание круга, поджигание поверхности, которая обрабатывается, или изнашивается значительно быстрее, чем обычный абразив. И клиент приходит к выводу, что CBN по стали не работает. Да, такая проблема существует, если производитель CBN инструмента не знает всех секретов изготовления связки для шлифования стали. Связка — это многокомпонентный состав на основе смолы, в котором находится порошок супер абразива. Каждый из этих компонентов влияет на твердость шлифовального круга и способность восстановления рабочих зерен, что в свою очередь влияет на результат процесса обработки детали.
Советы для правильного подбора CBN кругов
Во время перехода от обычных абразивов на шлифовальные круги с CBN важно обратить внимание на некоторые факторы ниже.
Мощность двигателя
Как правило, на небольших станках для шлифования мебельных ножей стоят маломощные двигатели. Поскольку абразив имеет значительно меньшую твердость и производительность, то станок справляется со своей задачей. Основная ошибка во время перехода на CBN круги: клиенты просят сделать такие же параметры рабочей поверхности, как у обычного абразива. Как результат — станок гудит, поверхность детали подгорает, станок не может обеспечить необходимые обороты шпинделя, на котором закреплен шлифовальный круг.
CBN работает более агрессивно и углубляется в поверхность стали глубже, чем абразив, и при этом зерно супер абразива не крошится, как обычный абразив. Поэтому, чтобы обеспечить нормальную работу, площадь контакта необходимо уменьшить путем сужения ширины инструмента с CBN в 1.5-2 раза.
Скорость оборотов
CBN требует достаточной скорости оборотов. Оптимальное значение колеблется в районе 2500-3500 об/мин в зависимости от диаметра шлифовального круга. Как правило, они работают на минимальных оборотах, поэтому станки под них изготавливают со скоростью 1500 об/мин. Особенно это касается кругов для плоского шлифования диаметрами от 250 мм до 350 мм или 400 мм и выше. Компания KDTU смогла подобрать необходимые параметры связки, которые обеспечивают работу CBN кругов на минимальных оборотах 1500 об/мин. Но надо понимать, что при таких показателях эльборовые круги других производителей уже могут не работать.
Для подбора CBN кругов на плоское шлифование, где как правило работают круги диаметром 350-500 мм и шириной 40-60 мм или 80 мм, необходимо подбирать CBN круг с шириной в 2.5-3 раза меньше.
Также надо понимать, что абразивный круг с диаметром, например 500 мм, может стираться до диаметра 250 мм, и поэтому круг с CBN нужно изготавливать в среднем диапазоне, то есть в районе 350 мм.
Абразивные зерна
Как правило, абразивные круги для шлифования изготавливают с немалыми абразивными зернами порядка F40 или F46, что соответствует среднему размеру в микронах 438 мкм и 370 мкм. Здесь надо учитывать, что абразивный круг с заданными параметрами на снятие материала с детали на 1 микрон фактически будет снимать 0.5 микрона из-за того, что абразивное зерно во время работы крошится до размера примерно вдвое меньшего, до 220 мкм и 180 мкм соответственно. Поэтому размер абразива с CBN должен подбираться с учетом этого эффекта и должен составляться в пределах от 250 мкм до 200 мкм.
Абразив и его твердость
И последний момент: все обычные абразивы разделяются по твердости: очень мягкие (F, G), мягкие (H, I, J), средние (M, N), твердые (R, S) и другие. Все это зависит из какого абразива они изготовлены, будь то оксид алюминия, электрокорунд, карбид кремния или титанистый. Для CBN порошков такого разнообразия твердости не существует. Поэтому основным критерием для подбора шлифовального круга из супер абразива вместо обычного абразива является размер зерна и подбор характеристик связки, которая подбирается согласно условиям эксплуатации (глубина снятия материала, площадь обработки детали, обороты вала и использование охлаждающей жидкости). Иногда для подбора оптимальных характеристик круга с CBN по максимальной производительности и максимальной стойкости необходимо сделать две-три попытки. Как правило, мы предлагаем сначала довольно мягкие параметры связки, которая будет работать независимо от условий работы круга. Далее, по желанию клиента, плотность связки или зерно может увеличиваться или уменьшаться, пока не будет достигнут желаемый результат.
Абразив: правильная эксплуатация
Главным условием качественной и долговечной работы шлифовальных кругов является соблюдение режимов работы. Иногда в погоне за быстрым результатом оператор сознательно завышает или глубину снятия материала за один проход, или скорость подачи, реже величину оборотов шпинделя. Это приводит к повышенным нагрузкам на круг и как следствие быстрому стиранию круга в лучшем случае, или его разрушению. Во время больших нагрузок повышается не только нагрузка на абразивные зерна, но и растет температура в зоне шлифования. Из-за этого химический состав связки или клея, который удерживает связку на алюминиевом или стальном корпусе, теряет свои свойства. Как следствие, рабочий слой абразива отрывает от корпуса.
Нежелательно постоянно снимать и переставлять шлифовальный круг с одного станка на другой. Особенно, когда это круги больших размеров. Это приводит к тому, что круг начинает «бить» на станке, и ему снова нужно время, чтобы приработаться после установки.
Не рекомендуем самостоятельно дорабатывать шлифовальные круги различными подточками корпуса или посадочного отверстия, так как это может привести к дисбалансу круга и ухудшению качества его работы или разрушению.
Также главное помнить: повышенные режимы могут улучшить производительность, но уменьшить стойкость круга. Поэтому оператор должен четко понимать, что для него важнее — либо долговечная работа инструмента, либо высокая производительность в ущерб стойкости.
Конечная мысль
Работа с абразивными инструментами — это математика: точность + дисциплина = результат. Не верите? Если резать фарфор алмазным диском для заточки — вы потратите час вместо минут, получив кривые края. Если сэкономите на очках — посетите врача, который напомнит вам, что «дешево» иногда стоит слишком дорого.
Ваш набор инструментов — это инвестиция. Ухаживайте за ним, эксплуатируйте с умом — и он будет служить вам долго. И помните: лучший инструмент без знаний — это металлолом. Учитесь, анализируйте ошибки — и тогда даже алмазные круги станут для вас не просто «дисками», а продолжением вашей профессиональной интуиции.
Чтобы заказать абразивные инструменты, обращайтесь к нам по номеру +38 050 889 82 89 или на почту kdtu-1@ukr.net. Наши специалисты помогут вам с выбором и предоставят ответы на все вопросы.
Мы продаем не шлифовальные круги. Мы продаем вам экономическую выгоду, которую вы сможете получить во время работы нашим инструментом. Иногда говорят: круги дорогие. По сравнению с чем? Да, есть более дешевый сегмент, это верно. Но как долго он может работать? Какую производительность он дает? Сравнивая предложение конкурентов и наше, мы всегда просчитываем, какую выгоду получит наш клиент? Либо он выиграет на цене закупки. Либо он получает инструмент, который работает, например, в 4 раза дольше, а стоит в два раза дешевле. Дорогой инструмент с лучшим качеством работы, которое в конечном итоге дает экономическую выгоду путем значительно более длительной работы, уменьшения простоя оборудования за счет экономии времени на переустановку и приработку инструмента, и большую производительность за один час работы.
Дорогим инструментом вы за час работы сможете изготовить больше изделий, тем самым перекрывая свои затраты на покупаемый инструмент, увеличивая выпуск своей готовой продукции, одна единица которой может стоить дороже, чем шлифовальный круг.
