Нові досягнення в абразивній технології дозволяють операторам обробних центрів одночасно виконувати обробку поверхні та інші операції механічної обробки, тим самим скорочуючи тривалість циклу, покращуючи якість та заощаджуючи час і гроші на офлайн-обробку. Абразивні інструменти для оброблення легко інтегруються в поворотний стіл або систему інструментотримачів верстата з ЧПК.
Хоча майстерні з обробки підрядних механізмів все частіше обирають ці інструменти, існують побоювання щодо використання абразивів у дорогих обробних центрах з ЧПК. Ця проблема часто виникає через поширену думку, що «абразиви» (такі як наждачний папір) виділяють велику кількість піску та сміття, які можуть засмітити лінії охолодження або пошкодити відкриті напрямні чи підшипники. Ці побоювання здебільшого безпідставні.
«Ці машини дуже дорогі та дуже точні», – сказав Янош Хараці, президент компанії Delta Machine Company, LLC. Компанія – це механічний цех, що спеціалізується на виробництві складних деталей з високими допусками з титанових, нікелевих сплавів, нержавіючої сталі, алюмінію, пластику та інших екзотичних сплавів. «Я не робитиму нічого, що могло б поставити під загрозу точність чи довговічність обладнання».
Люди часто помилково вважають, що «абразив» та «шліфувальний матеріал» – це одне й те саме. Однак слід розрізняти абразиви та абразивні інструменти для фінішної обробки, які використовуються для агресивного видалення матеріалу. Фінішні інструменти практично не утворюють абразивних частинок під час використання, а кількість утворених абразивних частинок еквівалентна кількості металевої стружки, шліфувального пилу та зносу інструменту, що утворюється під час процесу обробки.
Навіть коли утворюється дуже невелика кількість дрібних твердих частинок, вимоги до фільтрації абразивних інструментів аналогічні вимогам для обробки. Джефф Брукс з Filtra Systems каже, що будь-які тверді частинки можна легко видалити за допомогою недорогої мішкової або картриджної системи фільтрації. Filtra Systems – це компанія, яка спеціалізується на промислових системах фільтрації, включаючи фільтрацію охолоджувальної рідини для верстатів з ЧПК.
Тім Урано, менеджер з якості компанії Wolfram Manufacturing, сказав, що будь-які додаткові витрати на фільтрацію, пов'язані з використанням абразивних інструментів, настільки мінімальні, що їх «дійсно не варто розглядати, оскільки сама система фільтрації повинна видаляти тверді частинки з охолоджувальної рідини, що утворюється під час процесу обробки».
Протягом останніх восьми років компанія Wolfram Manufacturing інтегрувала Flex-Hone у всі свої верстати з ЧПК для видалення задирок з поперечних отворів та обробки поверхні. Flex-Hone від Brush Research Manufacturing (BRM) у Лос-Анджелесі використовує крихітні абразивні кульки, постійно прикріплені до гнучких ниток, що робить його гнучким та недорогим інструментом для складної підготовки поверхонь, видалення задирок та згладжування країв.
Видалення задирок та гострих країв з перехресно просвердлених отворів та інших важкодоступних місць, таких як піднутрення, щілини, заглиблення або внутрішні отвори, є надзвичайно важливим. Неповне видалення задирок може призвести до засмічення або турбулентності в критично важливих каналах для рідин, мастил та газів.
«Для однієї деталі ми можемо використовувати два або три різні розміри хомутів Flex-Hone залежно від кількості перетинів портів та розмірів отворів», – пояснює Урано.
До поворотного столу для інструментів було додано Flex-Hones, який використовується щодня, часто кілька разів на годину, на деяких найпоширеніших деталях у цеху.
«Кількість абразиву, що випадає з Flex-Hone, незначна порівняно з іншими частинками, які потрапляють в охолоджувальну рідину», – пояснює Урано.
Навіть ріжучі інструменти, такі як твердосплавні свердла та кінцеві фрези, утворюють стружку, яку потрібно фільтрувати з охолоджувальної рідини, каже Ерік Сан, засновник Orange Vise в окрузі Оріндж, Каліфорнія.
«Деякі механічні майстерні можуть сказати: «Я не використовую абразиви у своєму процесі, тому мої машини повністю без частинок». Але це неправда. Навіть ріжучі інструменти зношуються, а карбід може відколюватися та потрапляти в охолоджувальну рідину», – сказав пан Сунь.
Хоча Orange Vise є контрактним виробником, компанія переважно виготовляє лещата та швидкозмінні деталі для верстатів з ЧПК, зокрема з алюмінію, сталі та чавуну. Компанія експлуатує чотири високошвидкісні горизонтальні обробні центри Mori Seiki NHX4000 та два вертикальні обробні центри.
За словами пана Суна, багато лещат виготовлені з чавуну з вибірково загартованою поверхнею. Щоб досягти такого ж результату, як і із загартованою поверхнею, Orange Vise використала абразивну щітку-щітку NamPower від Brush Research.
Абразивні дискові щітки NamPower виготовлені з гнучких нейлонових абразивних волокон, з'єднаних з термопластичною основою, посиленою волокнами, та являють собою унікальне поєднання керамічних та карбідокремнієвих абразивів. Абразивні волокна діють як гнучкі напилки, повторюючи контури деталі, очищаючи та запилюючи краї та поверхні, забезпечуючи максимальне видалення задирок та гладку поверхню. Інші поширені способи застосування включають згладжування країв, очищення деталей та видалення іржі.
Для виконання операцій обробки поверхні система завантаження інструменту кожного верстата з ЧПК оснащена абразивними нейлоновими щітками. Хоча вона також використовує абразивне зерно, професор Сунь сказав, що щітка NamPower — це «інший тип абразиву», оскільки вона по суті «самозаточується». Її лінійна структура постійно утримує гострі нові абразивні частинки в контакті з робочою поверхнею та поступово стирається, відкриваючи нові ріжучі частинки.
«Ми щодня використовуємо абразивні нейлонові щітки NamPower вже шість років. За цей час у нас ніколи не виникало проблем із потраплянням частинок або піску на критичні поверхні», – додав пан Сан. «З нашого досвіду, навіть невелика кількість піску не викликає жодних проблем».
Речовини, що використовуються для шліфування, хонінгування, притирання, суперфінішування та полірування. Приклади включають гранат, карборунд, корунд, карбід кремнію, кубічний нітрид бору та алмаз з різними розмірами частинок.
Речовина, що має металеві властивості та складається з двох або більше хімічних елементів, принаймні один з яких є металом.
Ниткоподібна частина матеріалу, що утворюється на краю заготовки під час механічної обробки. Зазвичай вона гостра. Її можна видалити ручними напилками, шліфувальними кругами або ременями, дротяними кругами, абразивними щітками, струменевим очищенням водою або іншими методами.
Конічні штифти використовуються для підтримки одного або обох кінців заготовки під час обробки. Центр вставляється в просвердлений отвір на кінці заготовки. Центр, який обертається разом із заготовкою, називається «рухомим центром», а центр, який не обертається разом із заготовкою, називається «мертвою точкою».
Контролер на базі мікропроцесора, спеціально розроблений для використання з верстатами для створення або модифікації деталей. Запрограмована система ЧПК активує сервосистему верстата та привід шпинделя, а також керує різними операціями обробки. Див. ЧПУ (пряме числове керування); ЧПК (комп'ютерне числове керування).
Рідина, що зменшує підвищення температури на межі розділу інструмент/заготовка під час обробки. Зазвичай у рідкій формі, такій як розчинні або хімічні суміші (напівсинтетичні, синтетичні), але також може бути стисненим повітрям або іншими газами. Оскільки вода має здатність поглинати велику кількість тепла, її широко використовують як носій для охолоджувальних рідин та різних рідин для обробки металу. Співвідношення води та рідини для обробки металу змінюється залежно від завдання обробки. Див. рідина для різання; напівсинтетична рідина для різання; маслорозчинна рідина для різання; синтетична рідина для різання.
Ручне використання інструменту з багатьма дрібними зубцями для заокруглення гострих кутів та виступів, а також для видалення задирок та подряпин. Хоча підпилювання зазвичай виконується вручну, його можна використовувати як проміжний крок під час обробки невеликих партій або унікальних деталей за допомогою напилка або контурної стрічкової пилки зі спеціальною насадкою для напилка.
Механічна обробка, під час якої матеріал видаляється з заготовки за допомогою шліфувальних кругів, каменів, абразивних стрічок, абразивних паст, абразивних дисків, абразивів, шламів тощо. Механічна обробка має багато форм: плоске шліфування (створення плоских та/або квадратних поверхонь); циліндричне шліфування (зовнішніх циліндрів та конусів, галтелів, заглиблень тощо); безцентрове шліфування; зняття фасок; різьбо- та фасонне шліфування; заточування інструменту; довільне шліфування; притирання та полірування (шліфування дуже дрібним зерном для створення надгладкої поверхні); хонінгування; та дискове шліфування.
Верстати з ЧПК, які можуть виконувати свердління, розгортання, нарізання різьби, фрезерування та розточування. Зазвичай оснащені автоматичним пристроєм зміни інструменту. Див. автоматичний пристрій зміни інструменту.
Розміри заготовки можуть мати мінімальні та максимальні відхилення від встановлених стандартів, залишаючись при цьому допустимими.
Заготовка затискається в патроні, який встановлений на планшайбі або закріплений між центрами. Під час обертання заготовки інструмент (зазвичай одноточечний) подається вздовж периферії, кінця або поверхні заготовки. Види обробки заготовок включають: прямолінійне точіння (різання по периметру заготовки); конічне точіння (надання форми конусу); ступінчасте точіння (точіння деталей різного діаметра на одній заготовці); зняття фаски (зняття фаски з кромки або бурта); нарізання торця (підрізання на кінці); нарізання різьби (зазвичай зовнішньої, але може бути і внутрішньої); чорнова обробка (значне видалення металу); та чистова обробка (остаточне легке різання). Її можна виконувати на токарних верстатах, токарних центрах, токарних патронах, автоматичних токарних верстатах та подібних верстатах.
Час публікації: 26 травня 2025 р.