Zorgen voor winstgevendheid door middel van goed onderhouden snijgereedschap

Zoals bij alle werkzaamheden is er voor iedere klus een passend gereedschap. In de productie hangt een succesvolle bewerking af van scherpe, goed onderhouden snijgereedschappen die niet alleen precisie, maar ook snelheid garanderen. Het succesvol slijpen van snijgereedschappen hangt af van het gebruik van de juiste slijpschijf, gereedschapsconfiguratie en slijpmethode voor elk type gereedschap. Dit artikel geeft enige basis maar waardevolle informatie over het slijpen van snijgereedschappen. Het proces is ontworpen om de productiestroom zo efficiënt mogelijk te houden, wat zorgt voor een beter nationaal en zelfs wereldwijd concurrentievermogen.

De meest gebruikelijke methode om een ​​versleten gereedschap te slijpen, is door middel van "slijpen". Hiervoor worden zowel conventionele (aluminiumoxide en siliciumcarbide) als super abrasieve (kubisch boornitride, CBN) wielen gebruikt. Conventionele schijven botsen echter sneller, worden geglazuurd en gepolijst, waardoor de slijpproductiviteit wordt verminderd en thermische/metallurgische schade aan het te slijpen gereedschap wordt veroorzaakt. Als we kijken naar het kiezen van een slijpschijf en kijken naar de kosten van verbetering versus het effect op de bottom line, zijn hier enkele belangrijke factoren die CBN-wielen een betere keuze maken dan conventionele wielen voor het slijpen van snijgereedschappen:

CBN-korrels hebben 55 keer meer thermische geleidbaarheid, vier keer meer slijtvastheid en twee keer de hardheid van aluminiumoxide-schuurmiddelen. Deze combinatie maakt CBN-wielen bijzonder geschikt voor het slijpen van hogesnelheids- en supergelegeerde stalen gereedschappen, en biedt:

• lange levensduur van de wielen bij hoge materiaalafname;
• weinig of geen thermische schade aan de snijkant door de koele snijwerking;
• consistent scherpe, braamvrije snijkanten zonder verlies van hardheid;
• gemakkelijke en effectievere controle over gereedschapsmaten, vormen en afwerkingen; en,
• verhoogde productiviteit bij het slijpen van gereedschap vanwege minder uitvaltijd als gevolg van defecte wielen en conditionering, en minder tijd die nodig is voor meten, vonken en wielwissels.

CBN-korrels reageren niet chemisch met staal en behouden hun sterkte boven de 10.000 graden Celsius. Slijpen met CBN-wielen verbetert ook de vermoeiingssterkte en verlengt de levensduur van het snijgereedschap.

Voordat u echter een aluminiumoxideschijf vervangt door een CBN-slijpschijf, is het belangrijk om ervoor te zorgen dat het slijpsysteem kan profiteren van het productiviteitspotentieel dat een CBN-schijf biedt. De belangrijkste factoren waarmee rekening moet worden gehouden zijn:

• de slijpmachine (die strakke spindellagers en nauwsluitende sledes moet hebben om trillingen en geratel te elimineren, een constant spindeltoerental om de efficiëntie te verhogen en betrouwbare voedingssnelheden om de levensduur van het wiel te behouden);
• paardenkrachtvereisten (materiaalgrond met CBN-wielen is meestal hard en vereist meer pk's om een ​​bepaalde hoeveelheid materiaal van het werkstuk te verwijderen); en,
• het juiste gebruik van koelvloeistof.

Wielselectie

Bij het selecteren van een CBN-wiel voor het slijpen van gereedschappen en snijplotters, moet met de volgende punten rekening worden gehouden:

Obligatietype: De binding is een primaire overweging bij het selecteren van de juiste CBN-slijpschijf. Harsgebonden schijven worden gebruikt voor de meeste bewerkingen van gereedschap en freesslijpmachines. Bij het vormslijpen worden gegalvaniseerde wielen gebruikt.

korrelgrootte: Bij het vervangen van een aluminiumoxidewiel door een CBN-wiel is het verstandig om de aanbevelingen in de volgende tabel met betrekking tot korrelgroottes op te volgen.

VERGELIJKENDE GRITMATEN Aluminiumoxide wielen CBN wielen 46-60 80-140 80-120 170-325 150-220 325-400

Concentratie: Wielen met concentratieniveaus van 75 tot 100 worden aanbevolen omdat ze een goede materiaalverwijderingssnelheid en een lange levensduur van de wielen bieden, en meestal het meest kosteneffectief zijn.

De factoren zoals de slijpmethode, slijpmodus en de gebruikte snelheid en voedingssnelheden zijn ook van invloed op de efficiëntie van een gereedschap en freesslijpbewerking. De maalmethode kan bijvoorbeeld nat of droog zijn en beide kunnen met succes worden gebruikt. Droog slijpen met een harsgebonden CBN-schijf is effectief gebleken. Lage voedingen worden aanbevolen om verbranding van het werkstuk tijdens droog slijpen te voorkomen. Nat slijpen met rechte olie of een zware, in water oplosbare olie is zeer effectief. Het is belangrijk dat de snijvloeistof rechtstreeks op de werkwielinterface wordt aangebracht voor maximale koeling en smering.

Wat de maalmodus betreft, als de molen voldoende kracht en stijfheid heeft, wordt kruip-aanvoer, enkelvoudig slijpen aanbevolen. Over het algemeen levert deze manier van slijpen de hoogste productiviteit, de langste levensduur van de schijven en de beste afwerking van het werkstuk op. Conventioneel multi-pass slijpen is ook zeer effectief voor de meeste gereedschaps- en freesslijpbewerkingen. De aanbevolen wielsnelheden tijdens droog slijpen liggen in het bereik van 3000 tot 4500 oppervlaktevoet per minuut (15 tot 23 meter per seconde). De hogere wielsnelheden kunnen verbranding van de gereedschapsranden veroorzaken. Bij nat slijpen leveren wielsnelheden in het bereik van 5.000 tot 6.500 SFPM (25 tot 33 m/s) uitstekende resultaten. Over het algemeen verbeteren de hogere snelheden zowel de levensduur van de wielen als de verspaningssnelheid.

De verplaatsingsaanvoer moet constant worden gehouden vanwege de koele, vrijsnijdende eigenschappen van CBN-slijpstenen. Gebruik indien mogelijk de kruipmodus, enkelvoudige maalgang. Gebruik lagere voedingssnelheden bij droog slijpen. Voorbewerkingssneden moeten ongeveer 0,002 inch (0,05 millimeter) diep zijn, terwijl afwerksneden gewoonlijk 0,005 tot 0,001 inch (0,01 tot 0,02 millimeter) diep zijn. Bij gebruik van CBN-wielen zijn geen vonkdoorgangen nodig, want als de slijper in goede staat is, wordt alles wat is ingesteld voor de snedediepte, verwijderd van het gereedschap dat wordt geslepen.

Om de slijpbewerking te laten slagen, moeten CBN-wielen op een hoogwaardige adapter worden gemonteerd en gedurende de levensduur van de schijf als een eenheid bij elkaar worden gehouden. Er moet een meetklok worden gebruikt om het wiel uit te lijnen met een uitloop van 0,001 inch (0,02 millimeter) of minder op het wieloppervlak. Er moet ook een geschikt uitlijnapparaat worden gebruikt voor een bepaald type CBN-wiel, en het wiel moet worden uitgelijnd en correct worden aangebracht op de machine waarop het zal worden gebruikt.

In de afgelopen jaren zijn er nieuwe ontwikkelingen gemaakt in gereedschapsslijpmachines die automatisering combineren met flexibiliteit en een grotere precisie en productiviteit beloven. Het gebruik van CBN-slijpschijven voor het slijpen van vingerfrezen, frezen, kookplaten en een verscheidenheid aan geharde snijgereedschappen kan de slijpkosten verlagen en tegelijkertijd snijkanten van betere kwaliteit produceren. Omdat CBN-schijven veel langer meegaan dan conventionele slijpstenen en weinig of geen conditionering vereisen, is er minder uitvaltijd voor onderhoud van de schijven. De besparingen op slijpkosten met CBN-schijven kunnen variëren van 20 tot 50 procent, of zelfs hoger, afhankelijk van de toepassing.

Over de auteur:

Dr. Anil Srivastava is de manager van productietechnologie bij TechSolve in Cincinnati. Hij heeft meer dan 30 jaar onderzoek, onderwijs en ervaring in productie, met name op het gebied van verspanen en slijpen. Dr. Srivastava behaalde zijn Ph.D. graad in werktuigbouwkunde van het Indian Institute of Technology in Kanpur, India. Hij heeft talrijke industriële projecten geleid met betrekking tot optimalisatie van het bewerkingsproces, kosteneffectieve bewerking van materialen, evaluatie van snijgereedschappen/coatingsprestaties en metaalbewerkingsvloeistoffen. Hij leidt momenteel een driejarig project van $ 6 miljoen, toegekend door NIST-ATP, om intelligente optimalisatie en controle van maalprocessen te ontwikkelen.