Новые достижения в абразивных технологиях позволяют операторам обрабатывающих центров одновременно выполнять чистовую обработку поверхности и другие операции механической обработки, тем самым сокращая время цикла, повышая качество и экономя время и деньги на финишной обработке вне обрабатываемого участка. Абразивные чистовые инструменты легко интегрируются в поворотный стол или систему держателя инструмента станка с ЧПУ.
Хотя контрактные машиностроительные предприятия все чаще выбирают эти инструменты, существуют опасения по поводу использования абразивов в дорогостоящих обрабатывающих центрах с ЧПУ. Эта проблема часто возникает из-за распространенного мнения, что «абразивы» (такие как наждачная бумага) выделяют большое количество абразивных частиц и мусора, которые могут засорить линии охлаждения или повредить открытые направляющие или подшипники. Эти опасения в значительной степени необоснованны.
«Эти станки очень дорогие и очень точные», — сказал Янош Хараци, президент компании Delta Machine Company, LLC. Компания специализируется на производстве сложных деталей с жесткими допусками из титана, никелевых сплавов, нержавеющей стали, алюминия, пластика и других экзотических сплавов. «Я не буду делать ничего, что могло бы поставить под угрозу точность или долговечность оборудования».
Часто ошибочно считают, что «абразив» и «шлифовальный материал» — это одно и то же. Однако необходимо различать абразивы и абразивные чистовые инструменты, используемые для агрессивного удаления материала. Чистовые инструменты практически не образуют абразивных частиц во время работы, а количество образующихся абразивных частиц эквивалентно количеству металлической стружки, шлифовальной пыли и износа инструмента, возникающего в процессе обработки.
Даже при образовании очень малых количеств мелкодисперсных частиц требования к фильтрации абразивных инструментов аналогичны требованиям к фильтрации при механической обработке. Джефф Брукс из компании Filtra Systems утверждает, что любые твердые частицы можно легко удалить с помощью недорогой мешочной или картриджной фильтрационной системы. Filtra Systems специализируется на промышленных фильтрационных системах, включая фильтрацию охлаждающей жидкости для станков с ЧПУ.
Тим Урано, менеджер по качеству в компании Wolfram Manufacturing, заявил, что любые дополнительные затраты на фильтрацию, связанные с использованием абразивных инструментов, настолько незначительны, что их «действительно не стоит рассматривать, поскольку сама система фильтрации предназначена для удаления твердых частиц из охлаждающей жидкости, образующейся в процессе обработки».
В течение последних восьми лет компания Wolfram Manufacturing использует Flex-Hone во всех своих станках с ЧПУ для удаления заусенцев с поперечных отверстий и финишной обработки поверхности. Flex-Hone от компании Brush Research Manufacturing (BRM) из Лос-Анджелеса представляет собой набор крошечных абразивных шариков, постоянно прикрепленных к гибким нитям, что делает его гибким и недорогим инструментом для сложной подготовки поверхности, удаления заусенцев и сглаживания кромок.
Удаление заусенцев и острых кромок из поперечно просверленных отверстий и других труднодоступных мест, таких как подрезы, пазы, углубления или внутренние отверстия, имеет важное значение. Неполное удаление заусенцев может привести к засорению или турбулентности в важных каналах для жидкостей, смазочных материалов и газов.
«Для одной детали мы можем использовать два или три разных размера гибких хонинговальных инструментов в зависимости от количества пересечений портов и размеров отверстий», — объясняет Урано.
На поворотный стол для инструментов установлен инструмент Flex-Hone, который используется ежедневно, зачастую несколько раз в час, для обработки наиболее часто встречающихся деталей в цехе.
«Количество абразивных частиц, отделяющихся от Flex-Hone, ничтожно мало по сравнению с другими частицами, попадающими в охлаждающую жидкость», — объясняет Урано.
Даже такие режущие инструменты, как твердосплавные сверла и концевые фрезы, образуют стружку, которую необходимо отфильтровывать из охлаждающей жидкости, говорит Эрик Сан, основатель компании Orange Vise в округе Ориндж, штат Калифорния.
«Некоторые механические цеха могут сказать: „Я не использую абразивы в своем процессе, поэтому мои станки полностью свободны от частиц“. Но это неправда. Даже режущие инструменты изнашиваются, и карбид может отслаиваться и попадать в охлаждающую жидкость», — сказал г-н Сан.
Хотя компания Orange Vise является контрактным производителем, она в основном производит тиски и быстросменные детали для станков с ЧПУ, включая алюминий, сталь и чугун. Компания эксплуатирует четыре высокоскоростных горизонтальных обрабатывающих центра Mori Seiki NHX4000 и два вертикальных обрабатывающих центра.
По словам г-на Сана, многие тиски изготавливаются из чугуна с выборочно закаленной поверхностью. Для достижения того же результата, что и при использовании закаленной поверхности, компания Orange Vise применила абразивную дисковую щетку NamPower от Brush Research.
Абразивные дисковые щетки NamPower изготовлены из гибких нейлоновых абразивных волокон, соединенных с армированной волокнами термопластичной основой, и представляют собой уникальное сочетание керамических и карбидных абразивов. Абразивные волокна действуют как гибкие напильники, повторяя контуры детали, очищая и обрабатывая кромки и поверхности, обеспечивая максимальное удаление заусенцев и гладкую поверхность. Другие распространенные области применения включают сглаживание кромок, очистку деталей и удаление ржавчины.
Для выполнения операций чистовой обработки поверхности система загрузки инструмента каждого станка с ЧПУ оснащена абразивными нейлоновыми щетками. Хотя в них также используются абразивные зерна, профессор Сунь отметил, что щетка NamPower представляет собой «другой тип абразива», поскольку она, по сути, «самозатачивается». Ее линейная структура обеспечивает постоянный контакт новых острых абразивных частиц с обрабатываемой поверхностью, которые постепенно изнашиваются, обнажая новые режущие частицы.
«Мы используем абразивные нейлоновые щетки NamPower ежедневно уже шесть лет. За это время у нас ни разу не возникало проблем с попаданием частиц или песка на важные поверхности», — добавил г-н Сун. «По нашему опыту, даже небольшое количество песка не вызывает никаких проблем».
Вещества, используемые для шлифовки, хонингования, притирки, финишной обработки и полировки. Примеры включают 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 налет, образующийся на кромке заготовки во время механической обработки. Обычно он острый. Его можно удалить ручными напильниками, шлифовальными кругами или лентами, проволочными щетками, абразивными щетками, гидроабразивной обработкой или другими методами.
Конические штифты используются для поддержки одного или обоих концов заготовки во время обработки. Центр вставляется в просверленное отверстие на конце заготовки. Центр, вращающийся вместе с заготовкой, называется «вращающимся центром», а центр, не вращающийся вместе с заготовкой, называется «неподвижным центром».
Микропроцессорный контроллер, специально разработанный для использования со станками для изготовления или модификации деталей. Запрограммированная система ЧПУ активирует сервосистему и привод шпинделя станка и управляет различными операциями обработки. См. DNC (прямое числовое управление); CNC (числовое управление).
Жидкость, снижающая повышение температуры на границе раздела инструмент/заготовка во время обработки. Обычно находится в жидком состоянии, например, в виде растворимых веществ или химических смесей (полусинтетические, синтетические), но может также представлять собой сжатый воздух или другие газы. Поскольку вода способна поглощать большое количество тепла, она широко используется в качестве носителя для охлаждающих жидкостей и различных металлообрабатывающих жидкостей. Соотношение воды и металлообрабатывающей жидкости варьируется в зависимости от выполняемой обработки. См. также: смазочно-охлаждающая жидкость; полусинтетическая смазочно-охлаждающая жидкость; маслорастворимая смазочно-охлаждающая жидкость; синтетическая смазочно-охлаждающая жидкость.
Ручное использование инструмента с множеством мелких зубьев для скругления острых углов и выступов, а также для удаления заусенцев и царапин. Хотя опиливание обычно выполняется вручную, его можно использовать в качестве промежуточного этапа при обработке небольших партий или уникальных деталей с помощью электрического напильника или контурной ленточной пилы со специальным напильником.
Механическая обработка — это операции, при которых материал удаляется с заготовки с помощью шлифовальных кругов, камней, абразивных лент, абразивных паст, абразивных дисков, абразивов, суспензий и т. д. Механическая обработка может принимать различные формы: шлифование поверхности (создание плоских и/или квадратных поверхностей); цилиндрическое шлифование (наружных цилиндров и конусов, скруглений, углублений и т. д.); бесцентровое шлифование; снятие фаски; шлифование резьбы и профилей; заточка инструмента; произвольное шлифование; притирка и полировка (шлифовка очень мелким абразивом для создания сверхгладкой поверхности); хонингование; и шлифование дисков.
Станки с ЧПУ, способные выполнять сверление, развертывание, нарезание резьбы, фрезерование и расточку. Обычно оснащены автоматической системой смены инструмента. См. автоматическая система смены инструмента.
Размеры заготовки могут иметь минимальные и максимальные отклонения от установленных стандартов, оставаясь при этом допустимыми.
Заготовка зажимается в патроне, который установлен на планшайбе или закреплен между центрами. При вращении заготовки инструмент (обычно одноточечный) подается вдоль периферии, торца или поверхности заготовки. Виды обработки заготовок включают: прямолинейное точение (обрезка по периметру заготовки); коническое точение (формование конуса); ступенчатое точение (обработка деталей разного диаметра на одной и той же заготовке); снятие фаски (снятие фаски с кромки или уступа); торцевая обработка (обрезка на конце); нарезание резьбы (обычно наружной, но может быть и внутренней); черновая обработка (значительное удаление металла); и чистовая обработка (окончательная легкая резка). Она может выполняться на токарных станках, токарных центрах, токарных станках с патронным зажимом, автоматических токарных станках и аналогичных станках.
Дата публикации: 26 мая 2025 г.