Применение специального шлифовального инструмента из СТМ на станках с ЧПУ

СТАТЬЯ ИЗ РУБРИКИ: «АБРАЗИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ»

Пащенко Е. А., д-р техн. наук, проф.;
Рябченко С. В.
, канд. техн. наук, ст. науч. сотр.,
ИСМ им. В. Н. Бакуля НАН Украины

Для исследования работоспособности кругов были изготовлены алмазные и КНБ шлифовальные круги различных форм на специальных связках. В качестве абразива использовался алмазный порошок и КНБ зернистостью 63/50 и 125/100 с покрытием зерен никелем. Результаты испытаний показали, что разработанные Институтом сверхтвердых материалов НАН Украины специальные алмазные круги обеспечивают хорошую работоспособность при шлифовании инструмента из твердого сплава на специальном шлифовально-заточном станке-автомате с ЧПУ

Шлифование труднообрабатываемых материалов остается актуальной проблемой машиностроения. По совокупности рабочих характеристик — стойкости, производительности обработки, возможности обеспечить заданные параметры макро- и микрогеометрии поверхностей — наилучшим типом шлифовальных композитов, наполненных порошками синтетических алмазов или кубического нитрида бора (КНБ), можно считать композиты, сочетающие свойства материалов на различных связках, так называемые гибридные связки.

Изменяя условия спекания композита: давление и температуру термообработки в пресс-форме, а также температуру последующей термообработки вне пресс-формы, можно получать шлифовальные круги из сверхтвердых материалов (СТМ), обладающие широким диапазоном свойств. Для исследования работоспособности кругов были изготовлены алмазные и КНБ шлифовальные круги различных форм на специальных связках. В качестве абразива использовался алмазный порошок и КНБ зернистостью 63/50 и 125/100 с покрытием зерен никелем.

Приведем несколько примеров использования специальных шлифовальных кругов из СТМ при обработке специального инструмента на предприятиях Украины.

В частности, применение алмазных шлифовальных кругов формы 1А1 и 1V1 при обработке специальных фрез из твердого сплава. Испытания на работоспособность алмазных кругов проводились при шлифовании рабочей части фрезы в сравнении со шлифовальными кругами фирмы Gabus (Швейцария). Алмазные круги устанавливали на шлифовально-заточной станок-автомат с ЧПУ фирмы JUNGNER модели US 600 CNC. Обрабатываемая деталь — концевые фрезы диаметром 16 мм. Материал фрез — твердый сплав H10F. Длина стружечной канавки — 70 мм. Глубина стружечной канавки — 6,2 мм. Охлаждение — концентрат СОТС фирмы BLASER (Grindex SC 892–01).

При шлифовании задних и передних поверхностей, а также спинок фрезы испы­тывались алмазные шлифовальные круги формы 1А1 размером 125 × 12 × 5 × 32 зерном АС6 63/50 на связке ПКН 100% концентрации. Они сравнивались с кругом фирмы Gabus 1А1 125 × 12 × 5 × 32 SDN91R100 B6–3.

Режимы обработки:

  • число оборотов шлифовального круга — 4200 об./мин.;
  • глубина шлифования — 0,5 мм;
  • подача — 50–60 мм/мин;
  • количество проходов — 3;
  • правка алмазного круга не производилась.

При шлифовании стружечных канавок фрез испытывались алмазные шлифовальные круги формы 1V1 (рис. 1) размером 150 х 12 х 3 х  32 зерном АС6 63/50 на связке ПКН 100% концентрации и сравнивались с кругом фирмы Gabus 1V1 150 Ч 12 Ч 3 Ч 32 SDN91R100 B6–3.

Рис. 1. Алмазные шлифовальные круги на специальных связках

Режимы обработки:

  • число оборотов шлифовального круга — 3900 об./мин.;
  • глубина шлифования — 0,775 мм;
  • подача — 50–60 мм/мин.;
  • количество проходов — 8;
  • правка алмазного круга не производилась.

Результаты всех испытаний приведены в табл. 1:

Шлифовальные круги
Режимы обработки
Результаты испытаний
Примечание
1
1А1 125×12×5×32
АС6 80/63 ПКН-100
Об. круга — 3500 об./мин.
Глубина — 0,3 мм
Подача — 100 мм/мин.
Количество проходов — 1
Износ круга —
0,02 мм
Шероховатость
Ra = 0,8 мкм
Обраб. деталь —
фреза Ø 8 мм
Твердый сплав — H10SNG18
2
1А1 125×20×5×32
АС6 80/63 ПКН-100
Об. круга — 3500 об./мин.
Глубина — 0,3 мм
Подача — 100 мм/мин.
Количество проходов — 1
Износ круга —
0,02 мм
Шероховатость
Ra = 0,8 мкм
Обраб. деталь —
фреза Ø 16 мм
Твердый сплав — H10SNG18
3
1V1 150×12×3×32×45°
АС6 80/63 ПКН-100
Об. круга — 3500 об./мин.
Глубина — 0,64 мм
Подача — 100 мм/мин.
Количество проходов — 5
Износ круга —
0,02 мм
Шероховатость
Ra = 0,4 мкм
Обраб. деталь —
фреза Ø 8 мм
Твердый сплав — H10SNG18
4
1А1 125×12×5×32
АС6 63/50 ПКН-100
Об. круга — 4200 об./мин.
Глубина — 0,5 мм
Подача — 50 мм/мин.
Количество проходов — 3
Износ круга —
0,02 мм
Шероховатость
Ra = 0,2 мкм
Обраб. деталь —
фреза Ø 16 мм
Твердый сплав — H10F
5
1V1 150×12×3×32×45°
АС6 63/50 ПКН-100
Об. круга — 3900 об./мин.
Глубина — 0,775 мм
Подача — 50 мм/мин.
Количество проходов — 8
Износ круга —
0,02 мм
Шероховатость
Ra = 0,2 мкм
Обраб. деталь —
фреза Ø 16 мм
Твердый сплав — H10F


Результаты испытаний показали, что разработанные Институтом сверхтвердых материалов НАН Украины специальные алмазные круги позволили обеспечить хорошую работоспособность при шлифовании инструмента из твердого сплава на специальном шлифовально-заточном станке-автомате с ЧПУ фирмы JUNGNER. При обработке фрез из твердого сплава происходит износ наружного диаметра круга на величину около 0,02 мм, что по стойкости соответствовало уровню износа швейцарских кругов. Шероховатость обработанной поверхности Ra 0,2 мкм.

Другим примером является использование высокоточных специальных алмазных кругов формы 14F1 200 × 6 × 20 × 3 × R1,5 АС15 125/100 на специальной связке BК3. Связка была разработана для работы в закрытой зоне при шлифовании канавок специального инструмента на обрабатывающих шлифовальных центрах с ЧПУ фирмы Gemini (Швейцария) и характеризуется свойствами как металлической, так и полимерной связок. Шлифуются канавки шириной 3 мм с радиусом R 1,5 мм в твердом сплаве марки H10SNG18. Шлифование производится с охлаждением — концентрат СОТС фирмы BLASER (Grindex SC 892–01).

На этих же обрабатывающих центрах фирмы Gemini шлифовались специальные изделия из титанового сплава ВТ6 и канавка шириной 3 мм с углом профиля 18°, для чего применялись шлифовальные круги формы 14Е1 200 × 6 × 20 × 3 × 18° на специальной связке BК3 (рис. 2). Абразивный материал состоял из смеси янтарного кубического нитрида бора КВ 125/100 50% и золь-гелевого корунда SG92 50%. Шлифование производилось с охлаждением концентратом СОТС фирмы BLASER (Grindex SC 892–01).

Рис. 2. Шлифовальные круги формы 14 Е1 на специальных связках

Результаты испытаний алмазных кругов формы 14F1 и кругов формы 14Е1 из смеси абразивов при шлифовании канавок на шлифовальных центрах с ЧПУ фирмы Gemini доказали высокую эффективность обработки деталей из стали и титанового сплава. Разработанная серия шлифовальных алмазных кругов формы 14F1 и кругов формы 14Е1 из смеси абразивов рекомендована для использования на шлифовальных центрах с ЧПУ фирмы Gemini.

В результате проведенных работ удалось разработать специальные алмазные и КНБ шлифовальные инструменты различных типов на гибридных связках для обработки деталей на станках с числовым программным управлением.

Похожие статьи


Рекламодатели

Партнёры

Новостная рассылка

Будьте в курсе наших последних новостей. Оформите бесплатно персональную новостную рассылку.