Повышение рентабельности производства за счет оптимизированного обслуживания режущего инструмента

В любой производственной операции подбор правильного режущего инструмента так же важен, как и мастерство оператора. Острый, хорошо обслуживаемый инструмент не только обеспечивает точность, но и повышает производительность, напрямую влияя на рентабельность.

Заточка шлифованием остается наиболее эффективным методом восстановления изношенных инструментов. Конвенциональные круга — из оксида алюминия или карбида кремния — быстро тупятся, подвержены засмазыванию и могут повредить поверхность инструмента теплом и металлургическими изменениями. Круга из суперабразива нитрида бора (CBN) обеспечивают превосходную производительность, особенно для высокоскоростных и жаропрочных сталей.

• Зерна CBN обладают в 55 раз более высокой теплопроводностью, чем оксид алюминия, в 4 раза более высокой абразивной стойкостью и в 2 раза большей твердостью.
• Долгий ресурс круга даже при высоких скоростях снятия материала.
• Минимальные тепловые повреждения благодаря «холодному» шлифованию.
• Стабильные, без заусенцев режущие кромки, сохраняющие твердость.
• Более высокая производительность шлифования — меньше простоев на наладку круга и меньше регулировок измерительных приборов.

Круга CBN также сохраняют прочность выше 10 000 °C и не вступают в химическую реакцию со сталью, повышая усталостную стойкость и продлевая срок службы инструмента.

Перед переходом с круга из оксида алюминия убедитесь, что ваша шлифовальная система может использовать преимущества CBN. Ключевые соображения:

• Жесткость станка — плотные подшипники шпинделя, тесно прилегающие направляющие и стабильная частота вращения шпинделя.
• Мощность — твердые материалы требуют больше мощности для достижения того же снятия материала.
• Подача СОЖ — непосредственно в зону контакта заготовка- круг для оптимального охлаждения.

Выбор круга

Правильный выбор круга CBN зависит от нескольких факторов:

Тип связующего: Круга на смольной основе подходят для большинства задач заточки резец, электролитические — идеальны для формовочного шлифования.

Зерновина: При замене круга из оксида алюминия на CBN используйте таблицу ниже для подбора соответствующих диапазонов зерновины.

Концентрация: Уровни 75–100 обеспечивают оптимальные скорости снятия материала и стоимостную эффективность.

Параметры шлифования также влияют на производительность. И влажное, и сухое шлифование применимы, но у каждого есть нюансы:

• Сухое шлифование смольными кругами CBN эффективно при низких подачах, чтобы избежать перегрева инструмента.
• Влажное шлифование — с чистыми или тяжелыми водорастворимыми маслами — обеспечивает превосходное охлаждение и смазку.

Для станков с достаточной мощностью и жесткостью рекомендуется глубокое, однопроходное шлифование, обеспечивающее наивысшую производительность, наибольший ресурс круга и лучшее качество поверхности. Конвенциональное многопроходное шлифование остается надежным выбором для многих операций.

Рекомендуемые периферийные скорости круга:

• Сухое шлифование: 3000–4500 фут/мин (15–23 м/с).
• Влажное шлифование: 5000–6500 фут/мин (25–33 м/с).

Поддерживайте постоянную скорость поперечной подачи. Для черновых проходов глубина ~0,002 дюйма (0,05 мм); для чистовых — 0,001–0,005 дюйма (0,01–0,02 мм). Проходы без искр при CBN не требуются, если станок настроен правильно.

Устанавливайте круга CBN на качественный переходник, храните их собранными как единый узел и доводите бег до 0,001 дюйма (0,02 мм). Используйте соответствующее приспособление для обработки торца и наладку круга на рабочем станке.

Современные шлифовальные станки интегрируют автоматизацию и гибкость, предлагая повышенную точность и производительность. Использование кругов CBN для концевых фрез, фрезеров, заубчиков и других закаленных инструментов может снизить затраты на шлифование на 20–50 % при одновременном улучшении качества режущей кромки и срока службы инструмента.

Об авторе

Д-р Анил Сривастава, менеджер по технологиям производства в TechSolve (Синциннати), обладает более чем 30-летним опытом исследований, преподавания и промышленной работы в области обработки и шлифования. Кандидат технических наук ИИТ Канпур, руководил многочисленными проектами по оптимизации обработки, стоимостно-эффективному снятию материала, производительности режущего инструмента и охлаждающим жидкостям. В настоящее время управляет проектом NIST-ATP на 6 млн долларов на مدى три года, посвященным интеллектуальной оптимизации шлифовального процесса.