EN
Обгорание — один из самых нежелательных дефектов при шлифовании прецизионных заготовок. Тепловое повреждение (чёрные участки или чёрные полосы / синяя поверхность) нарушает целостность детали и приводит к порче ценных компонентов. Когда CBN-кругов (кубического нитрида бора) , которые обладают сверхабразивными свойствами и одновременно работают на высоких скоростях, создавая высокую температуру, проблема усугубляется. К счастью, это не типичный случай, поскольку изменение нескольких параметров остальной части оборудования позволяет полностью избежать обгорания.
Почему возникает обгорание заготовок
Тепловое повреждение возникает, когда тепло в зоне шлифования превышает ту величину, которую система способна отвести. Из-за чрезвычайно высоких температур при шлифовании достигается точка фазового перехода материала заготовки, и металлургическая структура поверхности заготовки изменяется. У стальных заготовок это проявляется в том, что поверхность приобретает мартенситную структуру, а подповерхностный слой — пережёженную, что означает снижение твёрдости детали и сокращение её срока службы.
Круги из кубического нитрида бора (CBN) потребляют меньшую удельную энергию шлифования по сравнению с традиционными абразивными кругами; кроме того, высокая теплопроводность CBN фактически отводит тепло от заготовки. Тем не менее перегрев может возникнуть и при использовании неподходящих технологических режимов. Говоря прямо: как правило, комплекс мер, направленных на конкретное изменение или устранение дефекта, позволяет решить проблему.
Параметр 1: Скорость вращения круга
Распространённой причиной появления ожогов являются дефекты, возникающие на заготовке из-за скорости вращения круга. Слишком высокая скорость вращения приводит к началу разрушения структуры, а тепло и трение от абразивных зёрен становятся чрезмерными. Проблема может стать серьёзной, если электронно-лучевой CBN-круг относится к типу «стекловидная связка», предназначенному для работы на более высоких скоростях: вибрация, возникающая при высокоскоростной работе, может усугубить проблему.
Как настроить: если наблюдаются ожоги, снизьте скорость вращения круга и темпы удаления материала. Критическая скорость удаления материала, при которой возникают ожоги, для CBN-круга возрастает с увеличением теплопроводного потока в абразивные зёрна. Похоже, существует возможность отвода тепла в период задержки между началом замедления и его завершением. Если снижение скорости не улучшает производительность, проведите эксперименты со следующим параметром.
Параметр 2: подача и глубина резания
Факторы подачи и глубины резания тесно связаны между собой и влияют как на шлифовальные напряжения, действующие на материал, так и на количество тепла, выделяемого в нём. При чрезмерной глубине резания или слишком высокой скорости подачи шлифовальный круг не успевает удалять стружку и охлаждать обрабатываемую поверхность. С механической точки зрения чрезмерная глубина резания может вызвать проблему: после чернового шлифования на готовой детали может появиться «ожог», особенно если на финишное шлифование остаётся недостаточный припуск для удаления повреждённого слоя.
Как регулировать: постепенно уменьшайте объём материала, подаваемого и снимаемого за один проход, пока следы «ожога» полностью не исчезнут. При малой глубине резания тепловая нагрузка в зоне шлифования снижается. В некоторых случаях допустимо уменьшить подачу к заготовке, сохранив прежнюю глубину резания; это может дополнительно оптимизировать процесс резания и предотвратить перегрев. Результаты предыдущего исследования показали, что скорость вращения круга и глубина резания существенно влияют на величину шлифовальных сил.
Параметр 3: Характеристики круга
Если круг не указан для предполагаемого применения, проблема может заключаться в самом круге CBN. Тип связки, размер и твёрдость круга, а также размер зерна влияют на способность круга работать в условиях высокой температуры. Если зернистость слишком высокая или слишком мелкая, износ происходит медленно, но при этом выделяется больше тепла. Низкая пористость снижает подачу охлаждающей жидкости в зону шлифования. Кроме того, состояние круга нельзя игнорировать: если круг плохо прошлифован или на его поверхности остался материал, поры забиваются, и вместо резания происходит трение по поверхности, что приводит к образованию тепла.
Как настроить: попробуйте использовать абразив с более грубой зернистостью или повышенной пористостью — это повысит способность охлаждающей жидкости проникать сквозь материал. При неглубоких канавках спиральные канавки доказали свою эффективность в значительном улучшении потока охлаждающей жидкости и снижении перегрева. Регулярно проводите правку круга и убедитесь, что параметры правки соответствуют требованиям. Некоторые производители добились успеха при использовании инновационных материалов, например, CBN-кругов с добавлением углеродных нанотрубок (CNT), что позволило полностью исключить перегрев обрабатываемого материала и значительно увеличить объём снимаемого материала.
Когда следует обратиться за помощью
Если после изменения скорости, подачи, глубины резания и типа круга перегрев сохраняется, проблема может заключаться не в выбранных режимах обработки. Проверьте давление и расход охлаждающей жидкости, жёсткость станка, а также надёжность крепления заготовок — все эти факторы могут вызывать термическое повреждение.
REZZ предлагает индивидуальные абразивные круги, которые успешно предотвращают обжиг при различных применениях. Наши круги разработаны с учётом максимально возможных технических требований — с учётом ваших заготовок, условий шлифования, а также для минимизации выделяемого тепла и увеличения срока службы круга. Если шлифование создаёт для вас трудности, свяжитесь с нами — мы подберём решение, которое подойдёт именно вам.