Новые достижения в области абразивных технологий позволяют операторам обрабатывающих центров одновременно выполнять финишную обработку поверхности и другие операции механической обработки, сокращая время цикла, повышая качество и экономя время и деньги на автономную финишную обработку. Абразивные инструменты для финишной обработки легко интегрируются в поворотный стол или систему держателей инструмента станка с ЧПУ.
Хотя контрактные механические мастерские всё чаще выбирают эти инструменты, существуют опасения по поводу использования абразивов в дорогостоящих обрабатывающих центрах с ЧПУ. Эта проблема часто возникает из-за распространённого мнения, что «абразивные материалы» (например, наждачная бумага) выделяют большое количество абразивных частиц и стружки, которые могут засорить охлаждающие линии или повредить направляющие скольжения или подшипники. Эти опасения во многом необоснованны.
«Эти станки очень дорогие и очень точные», — сказал Янош Хараци, президент компании Delta Machine Company, LLC. Компания специализируется на производстве сложных деталей с жёсткими допусками из титана, никелевых сплавов, нержавеющей стали, алюминия, пластика и других редких сплавов. «Я не буду делать ничего, что могло бы поставить под угрозу точность или долговечность оборудования».
Люди часто ошибочно полагают, что «абразивный материал» и «шлифовальный материал» — это одно и то же. Однако следует различать абразивные материалы и абразивные инструменты для финишной обработки, используемые для агрессивного удаления материала. Инструменты для финишной обработки практически не производят абразивных частиц в процессе работы, а их количество эквивалентно количеству металлической стружки, шлифовальной пыли и износу инструмента, образующимся в процессе обработки.
Даже при образовании очень небольшого количества мелких частиц требования к фильтрации абразивных инструментов аналогичны требованиям к фильтрации при механической обработке. Джефф Брукс из Filtra Systems утверждает, что любые частицы можно легко удалить с помощью недорогой системы фильтрации с рукавными или картриджными фильтрами. Filtra Systems — компания, специализирующаяся на промышленных системах фильтрации, включая фильтрацию СОЖ для станков с ЧПУ.
Тим Урано, менеджер по качеству компании Wolfram Manufacturing, заявил, что любые дополнительные расходы на фильтрацию, связанные с использованием абразивных инструментов, настолько незначительны, что их «действительно не стоит принимать во внимание, поскольку сама система фильтрации должна удалять твердые частицы из охлаждающей жидкости, образующейся в процессе обработки».
В течение последних восьми лет компания Wolfram Manufacturing интегрировала Flex-Hone во все свои станки с ЧПУ для удаления заусенцев в отверстиях и финишной обработки поверхностей. Flex-Hone от Brush Research Manufacturing (BRM) из Лос-Анджелеса представляет собой инструмент с мелкими абразивными частицами, постоянно закреплёнными на гибких нитях, что делает его гибким и недорогим инструментом для сложной подготовки поверхностей, удаления заусенцев и сглаживания кромок.
Удаление заусенцев и острых кромок из поперечных отверстий и других труднодоступных мест, таких как поднутрения, пазы, углубления и внутренние отверстия, крайне важно. Неполное удаление заусенцев может привести к закупориванию или турбулентности в критически важных каналах для жидкости, смазки и газа.
«Для одной детали мы можем использовать два или три разных размера Flex-Hones в зависимости от количества пересечений портов и размеров отверстий», — объясняет Урано.
Flex-Hones был добавлен к поворотному столу инструмента и используется ежедневно, часто по нескольку раз в час, на некоторых наиболее часто используемых в цехе деталях.
«Количество абразива, отделяемого от Flex-Hone, ничтожно мало по сравнению с другими частицами, попадающими в охлаждающую жидкость», — объясняет Урано.
«Даже режущие инструменты, такие как твердосплавные сверла и концевые фрезы, генерируют стружку, которую необходимо отфильтровывать из охлаждающей жидкости», — говорит Эрик Сан, основатель Orange Vise в округе Ориндж, штат Калифорния.
«В некоторых мастерских могут сказать: „Я не использую абразивы в процессе обработки, поэтому мои станки полностью защищены от частиц“. Но это неправда. Даже режущие инструменты изнашиваются, и твердый сплав может отколоться и попасть в охлаждающую жидкость», — сказал г-н Сунь.
Хотя Orange Vise является контрактным производителем, компания в основном производит тиски и быстросменные детали для станков с ЧПУ, в том числе из алюминия, стали и чугуна. Компания использует четыре высокоскоростных горизонтальных обрабатывающих центра Mori Seiki NHX4000 и два вертикальных обрабатывающих центра.
По словам г-на Саня, многие тиски изготовлены из чугуна с селективно закаленной поверхностью. Чтобы добиться того же результата, что и при закалке, Orange Vise использовала абразивную дисковую щётку NamPower от Brush Research.
Абразивные дисковые щётки NamPower изготовлены из гибких нейлоновых абразивных волокон, связанных с армированной волокнами термопластиковой основой, и представляют собой уникальное сочетание керамических и карбидкремниевых абразивов. Абразивные волокна действуют как гибкие напильники, повторяя контуры детали, очищая и шлифуя кромки и поверхности, обеспечивая максимальное удаление заусенцев и гладкую поверхность. Другие распространённые области применения включают сглаживание кромок, очистку деталей и удаление ржавчины.
Для выполнения операций по финишной обработке поверхности система загрузки инструмента каждого станка с ЧПУ оснащена абразивными нейлоновыми щётками. Хотя в ней также используется абразивное зерно, профессор Сунь отметил, что щётка NamPower — это «другой тип абразива», поскольку она, по сути, «самозатачивается». Её линейная структура обеспечивает постоянный контакт острых новых абразивных частиц с обрабатываемой поверхностью и постепенно изнашивается, обнажая новые режущие частицы.
«Мы ежедневно используем абразивные нейлоновые щётки NamPower уже шесть лет. За это время у нас ни разу не возникало проблем с попаданием частиц или песка на критически важные поверхности», — добавил г-н Сан. «По нашему опыту, даже небольшое количество песка не вызывает никаких проблем».
Материалы, используемые для шлифования, хонингования, притирки, суперфиниширования и полирования. Примеры: гранат, карборунд, корунд, карбид кремния, кубический нитрид бора и алмаз с различными размерами частиц.
Вещество, обладающее металлическими свойствами и состоящее из двух или более химических элементов, по крайней мере один из которых является металлом.
Нитевидный участок материала, образующийся на кромке заготовки во время обработки. Обычно острый. Его можно удалить ручными напильниками, шлифовальными кругами или лентами, проволочными дисками, абразивными щётками, гидроструйной очисткой или другими методами.
Конические штифты используются для поддержки одного или обоих концов заготовки во время обработки. Центр вставляется в просверленное отверстие на торце заготовки. Центр, вращающийся вместе с заготовкой, называется «живым центром», а центр, не вращающийся вместе с заготовкой, называется «мертвым центром».
Микропроцессорный контроллер, специально разработанный для использования со станками для создания или модификации деталей. Программируемая система ЧПУ активирует сервосистему и привод шпинделя станка, а также управляет различными операциями обработки. См. DNC (Прямое числовое программное управление); ЧПУ (Компьютерное числовое программное управление).
Жидкость, снижающая повышение температуры на границе раздела инструмента и заготовки во время обработки. Обычно в жидкой форме, например, в виде растворимых веществ или химических смесей (полусинтетических, синтетических), но также может представлять собой сжатый воздух или другие газы. Благодаря способности воды поглощать большое количество тепла, она широко используется в качестве носителя для охлаждающих жидкостей и различных смазочно-охлаждающих жидкостей. Соотношение воды и смазочно-охлаждающей жидкости варьируется в зависимости от задачи обработки. См. смазочно-охлаждающая жидкость; полусинтетическая смазочно-охлаждающая жидкость; маслорастворимая смазочно-охлаждающая жидкость; синтетическая смазочно-охлаждающая жидкость.
Ручное использование инструмента с множеством мелких зубцов для скругления острых углов и выступов, а также удаления заусенцев и сколов. Хотя опиливание обычно выполняется вручную, его можно использовать в качестве промежуточного этапа при обработке небольших партий или уникальных деталей с помощью электропилы или контурной ленточной пилы со специальной насадкой.
Операции механической обработки, при которых материал удаляется с заготовки с помощью шлифовальных кругов, брусков, абразивных лент, абразивных паст, абразивных дисков, абразивов, суспензий и т. д. Механическая обработка имеет множество форм: плоское шлифование (создание плоских и/или квадратных поверхностей); круглое шлифование (наружных цилиндров и конусов, галтелей, углублений и т. д.); бесцентровое шлифование; снятие фасок; шлифование резьбы и формы; заточка инструмента; выборочное шлифование; притирка и полирование (шлифование очень мелким зерном для создания сверхгладкой поверхности); хонингование и шлифование диском.
Станки с ЧПУ, которые могут выполнять сверление, развертывание, нарезание резьбы, фрезерование и растачивание. Обычно оснащены устройством автоматической смены инструмента. См. устройство автоматической смены инструмента.
Размеры заготовки могут иметь минимальные и максимальные отклонения от установленных стандартов, оставаясь при этом приемлемыми.
Заготовка зажимается в патроне, который устанавливается на планшайбе или фиксируется между центрами. При вращении заготовки инструмент (обычно однолезвийный) подается вдоль периферии, торца или поверхности заготовки. Виды механической обработки включают: прямолинейное точение (обработка по периметру заготовки); коническое точение (формование конуса); ступенчатое точение (обработка деталей разного диаметра на одной заготовке); снятие фасок (снятие фаски с кромки или уступа); подрезку торца (обрезку торца); нарезание резьбы (обычно наружной, но может быть и внутренней); черновую обработку (значительный съем металла); и чистовую обработку (тонкую чистовую обработку). Обработка может выполняться на токарных станках, токарных многоцелевых станках, токарных патронных станках, токарных автоматах и аналогичных станках.
Время публикации: 26 мая 2025 г.