Лучшие друзья обработчиков − это бриллианты
Как известно, качество поверхности изделий из дерева напрямую зависит от качества инструмента, при помощи которого она обрабатывалась. Наивысшее качество и стойкость дают инструменты, выполненные из твердых сплавов и высоколегированных сталей. Однако очень важно при этом, чтобы они были хорошо заточены. Для заточки таких инструментов применяются абразивные шлифовальные круги. Именно о них и пойдет речь в этой статье.
Компания «Тул Лэнд» представляет абразивные круги немецкой фирмы Winter. Winter − это, пожалуй, самая известная в мире фирма, которая производит абразивные круги для заточки дереворежущего и металлорежущего инструмента, а также для обработки других материалов. Практически все сервисные центры, занимающиеся обслуживанием дереворежущего инструмента, используют абразивные круги именно этой компании. Как правило, применяются два вида абразивных кругов: шлифовальные круги с абразивным слоем из алмаза (рис. 1) и шлифовальные круги с абразивным слоем из кубического нитрида бора − CBN (рис. 2). Алмазные круги используют для заточки твердосплавных инструментов, CBN-круги − для заточки инструментов из высоколегированных инструментальных и быстрорежущих сталей.
Давайте теперь рассмотрим свойства шлифовальных кругов фирмы Winter и проясним, почему именно эти два вида шлифовальных кругов используются в централизованных сервисных центрах. Алмазные абразивы отличаются непревзойденной твердостью и сопротивляемостью износу. Надо сказать, что алмаз − совершенно уникальный материал. При перечислении его свойств практически каждый раз употребляется слово «самый»: самый твердый, самый износостойкий, самый теплопроводный (теплопроводность алмаза в 4 раза выше теплопроводности меди!) и т. д. Алмазные круги позволяют добиваться абсолютной точности обработки на таких трудношлифуемых материалах, как твердый сплав. Сопоставление затрат между традиционными абразивами и алмазами показывает, что алмаз, используемый на соответствующих шлифовальных станках, оказывается более экономичным для шлифования твердых сплавов и подобных трудношлифуемых материалов. Там, где это возможно, должно использоваться резание с промывкой для достижения высоких скоростей удаления материала при низком износе алмазного круга.
CBN, подобно синтетическим алмазам, изготавливается высокотемпературным синтезом под высоким давлением. Он является вторым по твердости абразивом, уступающим только алмазу, и при этом имеет некоторые экономические преимущества при шлифовании различных сталей. Также он значительно превосходит традиционные абразивы, особенно при шлифовании труднообрабатываемых сталей с большим содержанием легирующих элементов и твердостью от 55 HRC и выше, то есть быстрорежущих и хромированных сталей. Круги из CBN характеризуются значительно меньшим износом, что позволяет им легче получать требуемую форму и размерную точность. Особым преимуществом при шлифовании труднообрабатываемых материалов является то, что круги из CBN вызывают меньшее повреждение однородности шлифуемой поверхности. Таким образом, инструменты из быстрорежущей стали, обработанные кругами из CBN, имеют значительно более продолжительный срок службы, чем инструменты, обработанные традиционными абразивами.
Нелишним будет напомнить, что создание специализированных центров заточки и ремонта режущих инструментов, оснащенных специальными станками, приспособлениями и средствами контроля, позволяет повысить качество режущего инструмента, увеличить его ресурс и сократить расходы на инструмент. Обслуживание режущего инструмента в специализированном сервисном центре − одно из основных условий его рациональной эксплуатации. Поскольку многие деревообрабатывающие предприятия имеют собственные заточные участки, им необходимо приобрести собственные шлифовальные круги. Давайте теперь рассмотрим, какие данные необходимы для оформления заказа.
Для примера возьмем чашечный цилиндрический круг (рис. 3). Чашечные цилиндрические круги используются для заточки по задней поверхности. 6А2 − форма круга. Необходимая форма выбирается из каталога. Буква, А обозначает, что корпус абразивного круга изготовлен из алюминия. Корпус в большинстве случаев играет решающую роль в возникающих в круге статических и динамических нагрузках. В зависимости от типа абразива и желаемых характеристик шлифования он может быть изготовлен из алюминия, алюминия и композитных смол, синтетических смол, стали или керамики. Правильный выбор материала корпуса позволяет изготавливать круги с более высокими скоростями резания.
Диаметр рассматриваемого нами круга составляет 125 мм.
Число 15 обозначает ширину ободка, а 2 − глубину слоя суперабразива. Большие глубины слоя более экономичны, поскольку оказывают сравнительно небольшое влияние на производственные затраты. На практике это означает, что круги с «двойной глубиной слоя» стоят дешевле, чем «удвоенная цена».
Обозначение зерна отличается буквами − D для алмаза и B для CBN, − помещенными перед цифровым индексом. Цифровой индекс обозначает размер зерен основной фракции согласно стандарту фирмы Winter. Чем больше зернистость, тем большая глубина шлифования возможна при работе. Но лучшее качество поверхности и большую точность обеспечивает меньшая зернистость.
Удерживающие силы связки оказывают влияние на шлифующие характеристики круга. Важно, чтобы частицы алмаза или CBN были погружены в связку таким образом, чтобы они удерживались при усилиях и температурах, возникающих в ходе шлифования. С другой стороны, связка должна также обеспечивать пространство для удаления стружки. Для решения задач разных условий шлифования требуется огромное количество различных связок. В нашем случае для алмазного круга использована связка K-888Y − универсальная связка для высокопроизводительного сухого и влажного шлифования; для CBN-круга использована связка KSS 10 − универсальная связка для сухого шлифования инструмента чашечными кругами.
В «Тул Лэнде» в качестве смазывающе-охлаждающих технологических сред (СОТС) используются специальные масла. Такая технология является экологически чистой, поскольку отсутствует сброс грязной воды с весьма вредными веществами в окружающую среду. К слову сказать, все станки в компании «Тул Лэнд» оснащены автономной системой рекуперации, что обеспечивает отсутствие выбросов загрязненного воздуха в атмосферу.
Буквы J и N обозначают твердость шлифовального круга. При большой мощности станка можно применять более интенсивные и производительные режимы шлифования и во избежание большого износа использовать более твердые абразивные инструменты. Одним из самых важных параметров кругов из алмаза и CBN является концентрация. Она определяет скорость удаления материала и срок службы круга, а также форму и размерную точность обрабатываемой поверхности. Однако это не означает, что для более эффективного решения конкретной задачи по шлифованию требуется более высокая концентрация. Концентрация должна соответствовать другим параметрам круга, шлифовальной технике и условиям работы.
Базовая величина C50 для алмаза означает, что для каждого кубического сантиметра объема абразивного слоя было использовано 2,2 карата (1 карат = 0,2 г); базовая величина V120 для CBN означает, что для каждого кубического сантиметра объема абразивного слоя было использовано 2,09 карата. Поскольку концентрация определяет содержание алмаза или CBN в абразивном слое, то именно этот параметр существенно влияет на стоимость абразивного круга.
При выборе шлифовального круга нужно учитывать тип, мощность и состояние станка, на котором производится операция шлифования. Нередко одна и та же операция может быть выполнена на станках различной жесткости и мощности. Шлифовальный станок с жесткими подшипниками, смонтированный на жестком фундаменте, обеспечивает спокойную работу без вибраций, а следовательно, и равномерную нагрузку на режущие зерна круга. Для работы на таком станке можно применять более твердые круги, чем при работе на станках с пониженной жесткостью. Автоматическая подача обеспечивает более равномерную нагрузку на шлифовальный круг, чем ручная. Это позволяет при использовании одинаковых кругов добиться значительно более высокого качества обработки деревянных изделий. При использовании СОТС применяются круги более твердые, чем при шлифовании всухую. Применение охлаждения существенно облегчает процесс шлифования, способствует снижению нагрева обрабатываемой поверхности, препятствует спеканию стружки, что сохраняет рабочую поверхность круга в чистоте.
Хорошие эксплуатационные результаты инструментов из алмаза и CBN достигаются при их применении на станках высокой жесткости и виброустойчивости. Если данные показатели недостаточны, это приводит к повышенному износу покрытия абразивных кругов, снижению качества заточки и, как следствие, к уменьшению стойкости затачиваемого инструмента. Для надежной заточки требуются шлифовальные станки повышенной, высокой и особо высокой точности. Они должны обеспечивать возможность осуществления автоматической продольной и поперечной подачи при шлифовании с применением СОТС. В компании «Тул Лэнд» для обслуживания режущих инструментов используются автоматические высокоточные станки с числовым программным управлением итальянской фирмы UTMA.
Немаловажное значение для выбора абразивного инструмента имеет режим работы станка. С повышением окружной скорости круга увеличивается число абразивных зерен, участвующих в процессе шлифования в единицу времени, и, следовательно, уменьшаются сечение стружки и величина нагрузки, приходящейся на одно зерно. Таким образом, абразивные зерна изнашиваются меньше. Наоборот, с уменьшением скорости круга в процессе шлифования участвует меньшее количество зерен в единицу времени, нагрузка на них возрастает и круг изнашивается быстрее. В этом случае применяют более твердые круги. Высокая стойкость шлифовальных кругов крайне важна при обслуживании гидрозажимных инструментов, поскольку к этим инструментам предъявляются крайне высокие требования по точности. Быстроизнашивающийся круг не может обеспечить высокие параметры точности затачиваемого инструмента. При обслуживании гидрозажимных инструментов большое значение также имеет класс точности посадочного отверстия шлифовального круга. Все посадочные отверстия шлифовальных кругов фирмы Winter выполнены по шестому классу точности, то есть соблюдается максимально высокий уровень соответствия размерам.
Работа на максимальной скорости резания, допустимой условиями прочности круга и типом станка, позволяет повысить производительность шлифования. По мере износа круга уменьшается его окружная скорость и он начинает работать в других режимах. Для поддержания постоянной скорости резания используются шлифовальные станки с регулируемой частотой вращения круга. По мере изнашивания круга частота его вращения увеличивается, что обеспечивает стабильный режим работы.
Из всего вышесказанного можно сделать следующий вывод: использование при обслуживании инструмента высококачественных абразивных кругов фирмы Winter на соответствующем оборудовании − гарантия стабильной работы сервисного центра или заточного участка на деревообрабатывающем предприятии. Кроме того, качественные шлифовальные круги обеспечивают высокую производительность заточки, низкую затратность на абразивный инструмент и высокие эксплуатационные характеристики затачиваемого дереворежущего инструмента. Именно поэтому централизованные центры по обслуживанию дереворежущего инструмента используют абразивные круги фирмы Winter.
Компания «Тул Лэнд» не только сама использует абразивные круги немецкой фирмы Winter, но и поставляет этот абразивный инструмент как деревообрабатывающим производствам, так и сервисным центрам на территории РФ. Правильный выбор шлифовального круга − задача непростая, однако её легко решить, обратившись к специалистам компании «Тул Лэнд». Ждем ваших звонков и письменных заявок, чтобы мы вместе могли решить задачи, связанные с обслуживанием вашего инструмента, и продлить срок его службы.
Антон СМИРНОВ,
технический директор компании «Тул Лэнд»
