Ściernica borazonowa CBN typ 12A2 i 4A2 do ostrzenia frezów i narzędzi HSS

informacje podstawowe

Ściernice borazonowe CBN typu 12A2 / 4A2 — wprowadzenie

Ściernice CBN (borazonowe) są drugą pod względem twardości grupą ścierną (zaraz po diamencie) i są preferowanym wyborem do szlifowania wszystkich typów stali narzędziowych ( NC11LV/D2/PM ) i stali szybko tnących HSS / HSS-Co, ponieważ ziarno CBN nie reaguje chemicznie z żelazem i zachowuje swoją ostrość i wytrzymałość nawet w wysokich temperaturach ( diament w takich temperaturach traci swoją twardość). Ściernica talerzowa typ 12A2/20 to kształt przeznaczonych głównie do ostrzenia frezów, noży listwowych, zębów pił tarczowych, ostrzy narzędzi skrawających jak również i innych operacji szlifierskich.

Standardowe wymiary dla ściernic borazonowych CBN typ 12A2/20 dostępne są na naszej stronie Diamos

Budowa i warianty ściernicy borazonowej 12A2 oraz 4A2

Ziarno: CBN posiada różne klasy granulacji ( np wg standardu FEPA lub mesh).

Typowe wielkości ziarna do ostrzenia HSS są stosowane z zakresu CBN (46 – 181) i dobierane w zależności od wymaganej dokładności oraz szybkości szlifowania.
Spoiwo:

- spoiwo żywiczne ( najczęściej stosowane ) przeznaczone do ostrzenia narzędzi skrawających (dobry kompromis między agresywnością skrawania a gładkością powierzchni i niższa temperaturą ),

- spoiwo ceramiczne (specjalne zastosowanie) tam, gdzie wymagane są wyższa trwałość lub konieczność utrzymania ostrości, dobre własności samo-ostrzenie warstwy ściernej CBN
- spoiwo galwaniczne chłodne ostrzenie, stosowane wszędzie tam gdzie jest wymagana konieczność utrzymania profilu ściernicy, ogólnie niższa trwałość ściernicy w porównaniu do pozostałych
- spoiwo metalowe niestandardowe aplikacje przy obróbce profilowej
Głębokość warstwy ściernej i wymiary: typowe warianty 100 – 250 mm średnicy, grubości warstwy (np. 1 – 6 mm) oraz otwory mocujące zgodne ze standardami maszyn, najczęściej w toleranacji H7 lub nawet H6.

Dlaczego CBN do HSS i stali narzędziowych?

Odporność chemiczna: sześcienny azotek boru CBN nie reaguje z żelazem, więc nawet przy wysokich temperaturach skrawania nie dochodzi do szybkiego tępienia lub degradacji ziarna ( porównanie - problem stosowania diamantu przy obróbce stali narzędziowych ).
Stabilność termiczna: lepsze zachowanie krawędzi przy wyższych prędkościach i obciążeniach termicznych.
Trwałość: przy odpowiednim spoiwie ziarno CBN utrzymuje profil dłużej niż tradycyjne ściernice konwencjonalne z elektrokorundu.

Ogólne parametry pracy — prędkość obwodowa ściernicy 12A2 CBN oraz 4A2 CBN

Prędkość obwodowa (V): typowe zakresy robocze dla tarcz typu 12A2 są w zakresie Prędkość obwodowa Vc = (15 - 25 ) m/s przy obróbce na sucho ( bez chłodzenia ) oraz Vc = ( 20 – 45 ) m/s przy obróbce w wykorzystaniem chłodzenia.

Nigdy nie należy przekraczać dozwolonej prędkości obrotowej ściernicy Vcmax ( m/s ) lub Vmax ( RPM - 1/min ) podanej przez producenta ( norma EN 13236 ).
Przykład praktyczny (obliczenie):

dla tarczy o średnicy Ø125 [mm] i prędkości obwodowej Vc = 30 m/s odpowiada to prędkości obrotowej Vobr ~4585 obr/min

Dobór spoiwa i granulacji w zależności od rodzaju materiału

HSS/HSS-Co (stale szybkotnące): zalecane spoiwo żywiczne o umiarkowanej twardości; granulacja średnia np. FEPA ( CBN91 - CBN126 ) w zależności od wymaganego wykończenia. Spoiwo żywiczne zapewnia dobrą jakość krawędzi i minimalizuje gromadzenie wiórów.
Stale narzędziowe utwardzone (>54–62 HRC): ziarno CBN z wyższą koncentracją (np. V120 – V240) i twardszym spoiwem żywicznym jeśli priorytetem jest trwałość ziarna i stabilność profilu.

Firma Diamos oferuje bardzo szeroki wachlarz spoiw żywicznych oraz rodzajów ziarna CBN do w/w aplikacji od spoiw bardzo miękkich do spoiw twardych utrzymujących profil ściernicy.

Parametry skrawania: posuwy, głębokości skrawania, Q'w

Głębokość skrawania (ap): dla ostrzenia krawędzi ostrzy stosowane są zwykle małe wartości ( np. 0,005–0,05 mm) w zależności od wyjściowego stanu krawędzi i rodzaju szlifowania ( wstępne, standardowe, dokładne, wykańczające).
Posuw Vf i Q'w (specyficzna wydajność skrawania): dla ściernic CBN ogólne wartości Q'w mieszczą się w zakresie 3 – 8 mm³/mm·s przy określonych warunkach, co przekłada się na konkretne posuwy w zależności od geometrii i głębokości. To pomocna metoda do wyznaczenia posuwu przy formowaniu i szlifowaniu profilowym.
Praktyka: zacznij od niskich parametrów szlifowania, zwiększaj posuw stopniowo aż do stabilnej charakterystyki skrawania bez przegrzewania i bez przypaleń.

Dressing (obciąganie) i utrzymanie tarczy

Czyszczenie / ostrzenie ( Dressing regularny ) jest kluczowy dla wszystkich ściernic super-twardych, szczególnie dla ściernic CBN ze spoiwem żywicznym Proces dressingu konieczny jest aby jak najdłużej utrzymać ostrość ściernicy a zatem i skuteczność / wydajność usuwania wiórów bez przegrzewania lub bez przypalania. Metody: ogólnie zalecane są specjalne osełki do ostrzenia powierzchni ściernic CBN, maszynowe czyszczenie lub re-profilowanie warst wy CBN lub specjalne obciągacze diamentowe.
Kontrola temperatury: zalecane częste czyszczenie / ostrzenie powierzchni tarczy CBN, aby nie doprowadzić do przegrzewania warstwy oraz spoiwa żywicznego.

Chłodzenie — praca na mokro vs na sucho

Praca na mokro (z chłodziwem)

Zalety:

Lepsze odprowadzanie ciepła → mniejsze ryzyko odpuszczenia i przypaleń na stali HSS.
Poprawa jakości powierzchni i dłuższa trwałość tarczy ściernej CBN.

Wady
Konieczność systemu i segregacji chłodziwa, koszty i utrzymanie; możliwe problemy z korozją wrzecion/uchwytów, jeśli nie stosowane odpowiednie środki.

W praktyce dla utwardzonych stali narzędziowych oraz HSS jest zalecana praca z chłodzeniem ponieważ daje większą przewagę bezpieczeństwa procesu i jakości, zwłaszcza przy produkcji seryjnej.

Praca na sucho