Poradnik doboru ściernic diamentowych i borazonowych o spoiwie galwanicznym

Diament cechuje się najwyższą twardością wśród wszystkich materiałów ściernych znanych człowiekowi. Jego twardość i odporność na zużycie oraz wysoka wytrzymałość termiczna szczególnie predestynują go do użycia przy szlifowaniu trudno obrabialnych materiałów.

Diamentowe narzędzia ścierne idealnie nadają się do obróbki następujących materiałów:
– węgliki spiekane
– szkło i ceramika
– ferryt, krzem, grafit
– tworzywa utwardzalne i wzmocnione włóknem szklanym
– kamienie naturalne
– materiały żaroodporne

Regularny azotek boru (CBN) wytwarzany jest podobnie jak syntetyczny diament. Borazon jest drugim pod względem twardości sztucznie wytworzonym materiałem ściernym. W odróżnieniu od diamentu nie ulega on niekorzystnym przemianom pod wpływem działania żelaza, dzięki czemu doskonale nadaje się do obróbki wszelkiego rodzaju stali stopowych.

Borazonowe narzędzia ścierne przeznaczone są do obróbki:
– stali szybkotnących (HSS)
– stali narzędziowych
– stali do nawęglania
– stali łożyskowych
– stali nierdzewnych i wysokostopowych o twardości >55HRC

Średnica
Podstawowym kryterium doboru średnicy jest typ używanej szlifierki. Jeśli istnieje możliwość wyboru należy stosować ściernice o dużych średnicach. Zaletą takiego rozwiązania jest lepsza jakość obrabianej powierzchni oraz wyższa ekonomiczność ich pracy dzięki wyższej wydajności obróbki.

Podczas szlifowania otworów należy pamiętać, aby średnica ściernicy stanowiła od 60 do 80% średnicy szlifowanego otworu. Ściernice o mniejszych średnicach uniemożliwiają osiągnięcie wysokiej jakości obrabianej powierzchni, natomiast większe ściernice utrudniają odprowadzanie urobku.

Wielkość ziarna
Rozmiar ziarna w decydujący sposób wpływa na proces obróbki szlifierskiej, zatem jego właściwy dobór ma decydujący wpływ na osiągane rezultaty.

Dobierając wielkość ziarna należy brać pod uwagę następujące kryteria:
– rodzaj obróbki (zgrubna, wykańczająca)
– pożądana gładkość obrabianej powierzchni
– oczekiwana wydajność obróbki szlifierskiej

Jako wartość koncentracji ziarna w ściernicach diamentowych o spoiwie galwanicznym przyjęto K50 co odpowiada ilości 2,2 kr ziarna ściernego na 1cm² warstwy ściernej, natomiast w ściernicach borazonowych przyjęto V120 co odpowiada ilości 2,09 kr ziarna ściernego na 1cm² warstwy roboczej ściernicy.

Spoiwo galwaniczne oznaczone jest za pomocą symbolu “G“.

Chłodzenie podczas obróbki
Proces szlifowania na mokro (z chłodzeniem) góruje nad procesem szlifowania na sucho (bez chłodzenia) zarówno pod względem żywotności ściernicy jak i wydajności skrawania. Chłodzenie przyczynia się do poprawy warunków szlifowania poprzez lepsze usuwanie urobku oraz obniżenie temperatury w strefie szlifowania. W związku z tym wszędzie tam gdzie to możliwe należy stosować szlifowanie na mokro.

Jako chłodziwa podczas obróbki ściernicami diamentowymi zaleca się używanie kilkuprocentowych emulsji olejowo – wodnych natomiast przy obróbce ściernicami borazonowymi oleje mineralne z dodatkami zwiększającymi skuteczność chłodzenia.

Dobór parametrów obróbki
Nie należy stosować zbyt dużych naddatków podczas szlifowania ściernicami o drobnym ziarnie, ponieważ powoduje to wzrost zużycia warstwy ściernej oraz pogorszenie jakości obrabianych powierzchni. W przypadku obróbki zgrubnej należy zawsze dobierać jak najgrubsze ziarno w celu uzyskania jak największej efektywności szlifowania.

Zaleca się stosowanie głębokości szlifowania nie większej niż 20% nominalnej wielkości ziarna na podwójny skok ściernicy. Przykładowo dla ziarna D126 (B126) wielkość naddatku szlifierskiego nie powinna przekraczać 0,025 mm.

Podczas obróbki otworów ściernicami trzpieniowymi o spoiwie galwanicznym zaleca się stosowanie podanych poniżej parametrów obróbki.

Prędkość obrotowa oznaczana jako _n określa jako ilość obrotów/minutę to znaczy ile obrotów wykonuje narzędzie ścierne w czasie jednej minuty.

Prędkość obwodowa (prędkość skrawania) oznaczona jako V_c jest prędkością z jaką pojedyncze ziarno ścierne skrawa obrabiany materiał. Prędkość obwodowa pojedynczego ziarna ściernego wyraża się wzorem:

π- ~3.14
d[mm]- średnica tarczy
n[obr. ⁄ min] – obroty wrzeciona maszyny z narzędziem ściernym

Dla diamentu lub borazonu prędkość obwodowa V_c powinna być w zakresie: 20/30 [m/s]

Przykład – obliczenia prędkości obrotowej [obr./min]
dla średnicy narzędzia ściernego d = 22mm, przy założeniu, że tarcza szlifuje obwodem

Wybór ściernicy
W celu doboru ściernicy należy określić jej następujące parametry:
– typ ściernicy, wymiary warstwy ściernej oraz średnicę otworu lub trzpienia
– w zależności od obrabianego materiału oraz obróbki należy dobrać rodzaj i wielkość ziarna

Ściernice o spoiwie galwanicznym oznaczane są według podanego poniżej schematu:

Chcąc zamówić ściernicę cechującą się następującymi parametrami:
– typ ściernicy 6A1
– średnica 150 mm
– szerokość warstwy roboczej ściernicy 40 mm
– średnica otworu 25 mm
– ziarno diamentowe o wielkości D107
– koncentracja K50

W zamówieniu należy podać następujące oznaczenie:
6A1 150x40x25 D107 K50 G

Chcąc zamówić ściernicę cechującą się następującymi parametrami:
– typ ściernicy 1A1W
– średnica 3,5 mm
– szerokość warstwy roboczej ściernicy 5 mm
– średnica trzpienia 3 mm
– długość całkowita 50 mm
– ziarno borazonowe o wielkości B151
– koncentracja V120

W zamówieniu należy podać następujące oznaczenie:
1A1W 3,5x5x3/50 B151 V120 G

Jeśli to możliwe prosimy podać w zamówieniu rodzaj obrabianego materiału oraz obróbki (zgrubna, wykańczająca), jej warunki oraz typ maszyny, do której dobierane są ściernice, a także rysunek.  Pozwoli to w maksymalnym stopniu dostosować ściernicę do Państwa potrzeb.