Что делает суперабразивы супер?

Суперабразивные круги Norton CBN шлифуют сложные стальные детали (HRC 50 и выше) и изнашивают покрытия.

Стоимость суперабразивных шлифовальных кругов высока — очень высока по сравнению с обычными абразивами — и может показаться трудной для оправдания, пока не будут рассчитаны такие цифры, как рентабельность инвестиций и стоимость детали. Нередко можно увидеть, как переход на суперабразивные круги для больших партий, например, тех, которые проходят через автомобильные или аэрокосмические предприятия, сокращает время цикла шлифования на 20 процентов и снижает общую стоимость детали на 30 процентов и более. Это те изменения, которые улучшают бережливую деятельность компании и улучшают ее конкурентоспособность на мировом рынке.

Дэвид Гетц, инженер по корпоративным приложениям Norton|Saint-Gobain Abrasives, ответил на вопросы Canadian Metalworking о различиях между обычными и суперабразивными кругами и о том, как они влияют на производство.

СМ:Каковы основные различия между обычными и суперабразивными кругами?

Дэвид Гетц: Обычные абразивы обычно представляют собой натуральные зерна, которые сплавлены или смешаны с другими абразивными зернами, чтобы обеспечить требуемую производительность шлифовального круга. В суперабразивах используются природные или синтетические алмазы или кубический нитрид бора (CBN), который представляет собой синтетическое зерно.

Алмаз — самое твердое из известных веществ, его твердость по Кнупу составляет около 7000. CBN занимает второе место по твердости со значением Кнупа 4700. Обычные зерна находятся в диапазоне от 2100 до 2500. Они могут работать со скоростью от 8 500 до 16 000 SFPM в зависимости от колеса и применения. Обычные абразивы обычно имеют максимальную скорость около 6500 футов поверхности в минуту (SFPM), если они не имеют специальных показателей скорости или безопасности.

Помимо способности работать на более высоких скоростях, суперабразивы обычно имеют гораздо более высокие коэффициенты G, которые измеряют эффективность шлифования [Эффективность = Объем измельчаемого материала/Объем износа круга]. Обычные абразивы обычно шлифуют в диапазоне от 1 до 20, керамика — в диапазоне от 10 до 200, а суперабразивы — в диапазоне от 500 до 10 000 или выше. Более высокие коэффициенты G обычно соответствуют более коротким циклам шлифования, большему количеству операций в час и более длительному сроку службы круга.

Термическая стабильность суперабразивов выше, чем у их традиционных аналогов, что также увеличивает их срок службы, особенно в сложных условиях.

СМ:Как суперабразивные свойства влияют на производство?

Гетц: Благодаря более высокому коэффициенту G и скорости съема материала суперабразивов цеха, использующие их, обычно сокращают время цикла и увеличивают срок службы круга. Срок службы многих суперабразивов составляет 12 месяцев и более, в зависимости от применения, что можно сравнить с одним месяцем использования обычного абразива.

Суперабразивные круги требуют меньше правки, поскольку зерно более прочное — оно дольше остается острым, поэтому вы можете получить больше деталей между правками, а это означает больше деталей на круг, меньше замен круга и больше времени безотказной работы. Например, у одного производителя на одну шлифу приходилось от 30 до 40 деталей с обычным абразивом. При аналогичном применении с абразивом CBN он получил 1200 деталей на платье. Это делает их идеальными для сред с большими объемами данных.

Данные шлифования для производства коленчатого вала компрессора собирались в течение одного года и использовались для сравнения затрат на использование обычного круга по сравнению с суперабразивным кругом. См. сводную таблицу затрат.

Они часто могут обеспечить достаточный съем припуска, поэтому в некоторых случаях они начали заменять операции механической обработки.

СМ:Что следует учитывать при выборе суперабразива?

Гетц: Выбор суперабразивной продукции зависит от процесса. Выбор зависит от нескольких факторов, таких как указанная отделка и геометрия детали. Требуемая обработка и измельчаемый материал определяют размер зерна. Меньшая зернистость обеспечит более тонкую отделку. Алмаз обычно используется для обработки неметаллических и цветных металлов. CBN обычно используется для шлифования металлов. Существуют некоторые перекрестные материалы, в которых можно использовать как алмаз, так и CBN.