Unavíte se z poškození obrobku? Upravte tyto 3 parametry CBN kotoučů

Poškození tepelnou deformací je jedním z nejméně žádoucích defektů při broušení přesných obrobků. Tepelné poškození (černé nebo černé pruhy / modrá povrchová vrstva) ohrožuje celistvost součástí a může poškodit cenné díly. Při použití CBN (kubický boronitrid) , které nejenže mají supertvrdé vlastnosti, ale také pracují vysokou rychlostí a vytvářejí vysokou teplotu, se problém zhoršuje. Naštěstí se to neděje obvykle, protože změnou několika parametrů pro zbytek ozubení lze tento jev úplně předejít.

Proč dochází k popálení obrobku

Tepelné poškození vzniká, pokud je teplo ze šlifování vyšší, než může systém odvést. Kvůli velmi vysokým teplotám při broušení je překročen bod fázové přeměny materiálu obrobku a dochází ke změně metalurgie na povrchu obrobku. U ocelových obrobků je to patrné tak, že povrch obrobku má martenzitickou strukturu a podpovrchová vrstva je přežíhaná, což znamená, že součást je méně tvrdá a má kratší životnost.

Kola z kubického boronitridu (CBN) vyžadují nižší množství specifické brusné energie ve srovnání s konvenčními brusnými koly a vysoká tepelná vodivost CBN skutečně odvádí teplo z obrobku. Přesto mohou popáleniny vzniknout i při použití nevhodných procesů. Řečeno bez obalu: obvykle balíček obsahující zaměřenou změnu nebo opravu problém vyřeší.

Parametr 1: Otáčky kola

Častým zdrojem popálenin jsou defekty popálenin v obrobku způsobené otáčkami kola. Příliš vysoké otáčky způsobují, že struktura kola začíná opotřebovávat, a teplo a tření zrn jsou nadměrné. Může se to stát vážným problémem, pokud je kolo z elektronově ozařovaného CBN typu „sklovité vazby“ určené pro provoz při vyšších otáčkách; vibrace vyvolané provozem při vysokých otáčkách mohou problém zhoršit.

Jak upravit: Pokud dochází k popáleninám, snižte rychlost otáčení kotouče a současně i rychlost odstraňování materiálu. Kritická rychlost odstraňování materiálu způsobující popáleniny u kotouče s CBN se zvyšuje s rostoucím tepelným tokem vedeným do zrn. Zdá se, že existuje možnost odvést teplo během prodlevy mezi začátkem zpomalení a jeho dokončením. Pokud zpomalení nezlepší produktivitu, vyzkoušejte další parametr.

Parametr 2: Posuv a hloubka řezu

Faktory posuvu a hloubky řezu jsou úzce propojené a ovlivňují brusné napětí působící na materiál stejně jako teplo v materiálu vznikající. Pokud je hloubka řezu příliš velká nebo posuv příliš rychlý, kotouč nestihne odstranit třísky ani zajistit chlazení. Mechanicky vzato může příliš velká hloubka řezu způsobit problém: Popáleniny se mohou objevit na hotovém dílu po hrubém broušení, pokud zůstane příliš malá rezerva pro dokončovací broušení, aby byla spálená vrstva odstraněna.

Jak upravit: Postupně snižujte množství materiálu, který je přiváděn do řezu, aby nedocházelo k opálení. Při malé hloubce řezu je tepelná zátěž v broušecí oblasti nižší. V některých aplikacích lze snížit posuv na obrobek, zatímco se zachová stejná hloubka řezu; tím lze dále optimalizovat broušení a zabránit přehřátí. Výsledky předchozí studie ukázaly, že otáčky kotouče a hloubka řezu mají významný vliv na reakci broušecí síly.

Parametr 3: Specifikace kotouče

Pokud kotouč není specifikován pro dané použití, může být problém právě v kotouči CBN. Druh vazby, rozměr a tvrdost kotouče a velikost částic všechny ovlivňují schopnost kotouče pracovat v horké oblasti. Pokud je příliš tvrdý nebo má příliš jemnou zrnitost, opotřebuje se pomalu, ale vyvíjí více tepla. Nízká pórovitost snižuje průtok chladiva do brusného prostoru. Kromě toho nesmí být opomíjen stav kotouče – pokud je kotouč špatně upraven nebo má na povrchu zbytky materiálu, které ucpávají póry, neprobíhá řezání, ale pouze tření povrchu, což vede ke vzniku třecí síly a tepla.

Jak upravit: Zkuste použít brusný kotouč s hrubší zrnitostí nebo vyšší pórovitostí – měl by lépe propouštět chladicí kapalinu skrz materiál. U mělkých drážek se prokázalo, že šroubovicové drážky výrazně zlepšují průtok chladicí kapaliny a snižují vznik popálenin. Pravidelně brousící kotouč upravujte (dressujte) a zajistěte vhodné parametry dressování. Někteří výrobci dosáhli úspěchu také při použití inovativních materiálů, například CBN kotoučů impregnovaných uhlíkovými nanotrubičkami (CNT), čímž se snížil výskyt popálenin materiálu a současně výrazně zvýšil objem odstraněného materiálu.

Kdy vyhledat odbornou pomoc

Pokud i po změně otáček, posuvu, hloubky broušení a typu kotouče stále dochází k popáleninám, může být příčinou problém, který není na povrchu obrobku. Zkontrolujte tlak a průtok chladicí kapaliny, tuhost stroje a uchycení obrobků – všechny tyto faktory mohou způsobit tepelné poškození.

REZZ nabízí šuplerové kotouče na míru, které úspěšně předcházejí vzniku popálenin v různých aplikacích. Naše kotouče jsou navrhovány s ohledem na nejvyšší možné požadavky, aby byly vhodné pro váš obrobek, podmínky broušení a aby minimalizovaly teplo generované při broušení a zároveň prodloužily životnost šuplerového kotouče. Pokud vás broušení obtěžuje, kontaktujte nás – najdeme pro vás řešení, které bude fungovat.