Сверхскоростное шлифование

Высокоскоростным шлифованием называют процесс обработки деталей шлифовальным инструментом, осуществляемый на скорости вращения около 50 м/с и выше. Это позволяет предотвратить быстрый износ шлифовального круга и повысить производительность труда. Долгое время в отечественной промышленности господствовало мнение, что скорости 25-35 м/с достаточно для комфортной и эффективной работы. Но при современных условиях, с учетом использования абразивного зерна высокой прочности допускается повышение скорости шлифования в 1,5-2 раза. Это подтверждено теоретическими и практическими исследованиями. Высокоскоростное шлифование позволяет снимать меньшее количество материала, соответственно, образуется меньшее количество стружки и обработка становится более точной. Переход на высокие скорости работы целесообразен не всегда, поэтому важно знать преимущества и недостатки этого подхода, понимать какие абразивные материалы, связки и шлифовальные жидкости использовать.

Высокоскоростное шлифование

Скоростное шлифование стало использоваться на предприятиях массового производства с целью повышения производительности труда и снижения материальных затрат в работе. Принцип метода состоит в увеличении окружной скорости, то есть за один промежуток времени шлифовальный круг совершает большее количество оборотов. Этот процесс сопряжен с повышенной нагрузкой, которая приходится на рабочий станок. Кроме того, абразивный материал изнашивается значительно быстрее. Для предотвращения этой ситуации используются специальные шлифовальные масла, а также шлифовальные круги с содержанием кубического нитрида бора. Таким образом, удается снизить трение между обрабатываемой поверхностью и кругом, устранить повышенное теплообразование, которое имеет место при работе на высоких скоростях. В связи с повышенным нагреванием применение скоростного шлифования для обработки титановых сплавов, твердосплавных металлов и других быстронакаляющихся материалов нецелесообразно.

Преимущества сверхскоростного шлифования

При работе на высокой скорости шлифовального круга удается достичь улучшения ряда объективных показателей, среди которых следующие:

  • объем снимаемого металла на единицу времени может быть повышен при условии сильного прижимания шлифовального круга к обрабатываемой поверхности, за счет чего происходит глубинное внедрение абразивных зерен;
  • шероховатость получаемого в итоге изделия значительно уменьшается, так как шлифовка на высокой скорости способствует более детальной обработке поверхности;
  • увеличивается мощность работы шлифовального оборудования (примерно на 20%), но эта ситуация нивелируется описанным выше увеличением съема металла (примерно на 40%);
  • уменьшается время изнашивания одного шлифовального круга, так как на высокой скорости абразивные зерна затупляются медленнее (при работе с изделиями из углеродистой конструкционной стали удается уменьшить расход шлифовального оборудования практически на 50 %);
  • снижение погрешности итогового изделия, что позволяет максимально точно повторить форму и структуру поверхности, которую хотели получить вы лично либо ваш заказчик.

С другой стороны, при скоростном глубинном шлифовании образуется воздушный поток, который препятствует попаданию смазочно-охлаждающей жидкости в зону шлифования. Выход из этой ситуации находят посредством увеличения количества используемого смазочного материала.

Круги для скоростного шлифования

Круги для скоростного шлифования изготавливают из электрокорунда белого или электрокорунда обычного. В основном в качестве связки используют шлифовальные круги на вулканитовой, керамической или бакелитовой связках. Для увеличения стандартной прочности связок в их структуру включают дополнительные компоненты, такие как стальные армирующие кольца, тканевые прокладки. Также при необходимости высокоскоростного шлифования изделий из стали, чугуна, других черных металлов используют оборудование из кубического нитрида бора, который отличается высокой прочностью. Использование кубического нитрида бора позволяет достичь скорости вращения до 250 м/с. Кроме того, такое оборудование имеет повышенный срок службы в сравнении с обычным электрокорундовым инструментом.

Широкое применение имеют скоростные круги с повышенным уровнем пористости, за счет чего они имеют меньший удельный вес. Это позволяет снизить развивающуюся при работе центробежную силу. Высокопористые круги также в меньшей мере склонны к засаливанию.

Отдельное внимание следует обратить на используемую при обработке поверхностей шлифовальную жидкость. Применение жидкости для шлифования позволяет уменьшить трение между обрабатываемой поверхностью и абразивными зернами круга. Кроме того, правильный выбор смазочно-охлаждающей жидкости позволяет избежать чрезмерного повреждения абразивных зерен, вызванного повышенным нагреванием оборудования во время работы. Качество и вязкость используемого масла являются решающими свойствами.  При подборе оптимальной смазочной жидкости необходимо учитывать материал обрабатываемой поверхности, тип абразивного круга, выбранный способ шлифования и параметры резания.

Для шлифования коротких деталей начали использовать скоростное охватывающее шлифование, которое заключается в использовании нескольких сегментов, которые устанавливаются на бандаже и скрепляются кольцевым диском и винтами.

Помните, что перед началом работы следует в обязательном порядке протестировать оборудование, оценить целесообразность применения того или иного вида шлифовки. Старайтесь применять шлифовальные круги и станки от проверенных производителей, так как использование некачественного оборудования может не привести к его износу, стать причиной получения травм. Не испытывайте судьбу.