EN
Spalenie jest jednym z najmniej pożądanych wad w procesie szlifowania precyzyjnych elementów. Uszkodzenia termiczne (czarne lub ciemnoniebieskie plamy/pasy na powierzchni) szkodzą integralności komponentu i niszczą wartościowe części. Gdy stosuje się Koła diamentowe i CBN (azotek boru w postaci sześciennego kryształu) , które nie tylko charakteryzują się nadzwyczajną twardością, ale także pracują z dużą prędkością, generując wysoką temperaturę, problem ten nasila się. Na szczęście nie jest to sytuacja typowa, ponieważ poprzez zmianę kilku parametrów można całkowicie uniknąć spalenia pozostałych zębów kół zębatych.
Dlaczego występuje spalenie elementu obrabianego
Uszkodzenia termiczne powstają, gdy ciepło wytworzone w strefie szlifowania przekracza zdolność systemu do jego odprowadzania. Z powodu bardzo wysokiej temperatury szlifowania przekroczony zostaje punkt przejścia fazowego materiału elementu obrabianego, co prowadzi do zmiany struktury metalurgicznej na jego powierzchni. W przypadku elementów stalowych objawia się to powstaniem warstwy martensytu na powierzchni i nadmiernie odpuszczonej warstwy podpowierzchniowej, co oznacza, że część jest mniej twarda i ma krótszą żywotność.
Koła szlifujące z CBN zużywają mniej energii szlifowania na jednostkę objętości materiału w porównaniu do tradycyjnych kół ściernych; ponadto wysoka przewodność cieplna CBN skutecznie odprowadza ciepło od przedmiotu obrabianego. Mimo to oparzenia mogą nadal wystąpić przy zastosowaniu nieodpowiednich parametrów procesu. Bez owijania się w słowa: zwykle pakiet zawierający zaplanowaną zmianę lub poprawkę rozwiązuje ten problem.
Parametr 1: Prędkość obrotowa koła
Typowym źródłem oparzeń są wady spowodowane oparzeniami na przedmiocie obrabianym, wynikające z nadmiernej prędkości obrotowej koła. Zbyt szybkie wirowanie powoduje, że struktura koła zaczyna się zużywać, a ciepło i tarcie generowane przez ziarna stają się nadmierne. Może to stać się poważnym problemem, jeśli koło CBN poddane bombardowaniu elektronowemu jest typu „z wiązaniem szklistym”, przeznaczone do pracy przy wyższych prędkościach; drgania powstające w trakcie pracy z dużą prędkością mogą pogłębić ten problem.
Jak dostosować: Jeśli występują oparzenia, zmniejsz prędkość obrotową koła oraz tempo usuwania materiału. Krytyczne tempo usuwania materiału powodujące oparzenia dla koła CBN rośnie wraz ze wzrostem przepływu ciepła przewodzonego do ziaren. Wydaje się istnieć możliwość odprowadzania ciepła w czasie opóźnienia między rozpoczęciem zwalniania a jego zakończeniem. Jeśli zwalnianie nie poprawia wydajności, przetestuj następny parametr.
Parametr 2: Prędkość posuwu i głębokość skrawania
Prędkość posuwu oraz głębokość skrawania są ze sobą ściśle powiązane i wpływają zarówno na naprężenia szlifowe działające na materiał, jak i na ilość ciepła generowanego w materiale. Jeśli skrawanie odbywa się zbyt głęboko lub posuw jest zbyt szybki, koło nie będzie w stanie skutecznie usuwać wiórków ani chłodzić obszaru obróbki. Z mechanicznego punktu widzenia zbyt duża głębokość skrawania może powodować problemy: Opalenizna może pojawić się w gotowym elemencie po szlifowaniu śródprodukcyjnym, gdy pozostaje zbyt mała warstwa do szlifowania wykończeniowego, niezbędna do usunięcia warstwy opalonej.
Jak dostosować: Stopniowo zmniejszaj ilość materiału podawanego i ciętego, aby uniknąć spalenia. Przy małej głębokości cięcia obciążenie cieplne w strefie szlifowania jest mniejsze. W niektórych zastosowaniach prędkość posuwu może zostać zmniejszona względem przedmiotu obrabianego przy zachowaniu tej samej głębokości cięcia; może to dodatkowo zoptymalizować proces cięcia i zapobiec przegrzewaniu. Wyniki wcześniejszego badania wykazały, że prędkość obrotowa tarczy szlifierskiej oraz głębokość cięcia odgrywają istotną rolę w odpowiedzi sił szlifowania.
Parametr 3: Specyfikacja tarczy szlifierskiej
Jeśli tarcza szlifierska nie została dobrana odpowiednio do jej zastosowania, problem może leżeć w samej tarczy CBN. Rodzaj spoiwa, średnica i twardość tarczy oraz wielkość ziaren wpływają na jej zdolność do pracy w warunkach wysokiej temperatury. Jeśli tarcza jest zbyt twarda lub ma zbyt drobne ziarno, zużywa się wolno, ale generuje więcej ciepła. Niską porowatość tarczy ogranicza przepływ chłodziwa do strefy szlifowania. Ponadto nie należy zapominać o stanie tarczy – jeśli tarcza nie została prawidłowo wyprofilowana lub jej powierzchnia jest pokryta pozostałościami materiału, to porowatość jej struktury ulega zablokowaniu; wówczas tarcza nie szlifuje, lecz tarcie powierzchni, co prowadzi do powstawania tarcia i ciepła.
Jak dostosować: Spróbuj użyć ściernicy o większej ziarnistości lub większej porowatości – powinna ona lepiej przepuszczać chłodziwo przez materiał. W przypadku płytkich rowków wykazano, że rowki śrubowe znacznie poprawiają przepływ chłodziwa i zmniejszają ryzyko spalania. Upewnij się, że szlifierka jest regularnie przetaczana oraz że parametry przetaczania są odpowiednie. Niektórzy producenci odnotowali również sukces przy użyciu innowacyjnych materiałów, takich jak koła CBN wzbogacone nanorurkami węglowymi (CNT), co pozwala na ograniczenie spalania materiału oraz znaczne zwiększenie ilości usuwanego materiału.
Kiedy warto poprosić o pomoc
Jeśli po zmianie prędkości, posuwu, głębokości szlifowania oraz typu koła nadal występuje spalanie, problem może leżeć nie tam, gdzie się tego spodziewasz. Sprawdzenie ciśnienia i przepływu chłodziwa, sztywności maszyny oraz sposobu zamocowania przedmiotów obrabianych może pomóc zidentyfikować przyczynę uszkodzeń termicznych.
REZZ oferuje specjalnie zaprojektowane produkty w postaci tarcz szlifierskich, które skutecznie zapobiegają przypaleniu w różnych zastosowaniach. Nasze tarcze są projektowane zgodnie z najwyższą możliwą specyfikacją, dostosowaną do Twojego przedmiotu obrabianego, warunków szlifowania oraz mając na celu minimalizację generowanego ciepła i maksymalizację trwałości tarczy szlifierskiej. Jeśli szlifowanie stanowi dla Ciebie problem, zadzwoń do nas – znajdziemy rozwiązanie dopasowane do Twoich potrzeb.