Dobór ściernicy do szlifowania nie powinien opierać się wyłącznie na jej wymiarach lub rodzaju obrabianego materiału. O efektywności procesu decydują również ziarno ścierne, ziarnistość, twardość, struktura, rodzaj spoiwa oraz dopasowanie narzędzia do konkretnej maszyny i operacji.
Innych właściwości wymaga ściernica do szlifowania długiego wału, innych niewielka ściernica pracująca wewnątrz otworu, a jeszcze innych narzędzie przeznaczone do wydajnego szlifowania płaszczyzn. Prawidłowy dobór pozwala uzyskać stabilną jakość powierzchni, ograniczyć ryzyko przegrzewania i wydłużyć czas pracy pomiędzy kolejnymi operacjami obciągania.
Materiał ścierny a obrabiany detal
Wśród narzędzi przeznaczonych do precyzyjnego szlifowania znajdują się między innymi ściernice korundowe, ściernice z węglika krzemu oraz rozwiązania premium wykorzystujące ziarno ceramiczne.
Ściernice korundowe są stosowane w wielu standardowych i bardziej wymagających procesach szlifowania. Węglik krzemu dobiera się do wybranych materiałów i specyficznych zastosowań. Ściernice ceramiczne premium są natomiast przeznaczone do procesów, w których liczą się duża wydajność, stabilność profilu, kontrola temperatury oraz dłuższa praca pomiędzy obciąganiami.
Wybór materiału ściernego powinien więc uwzględniać:
- rodzaj i twardość obrabianego materiału,
- wielkość usuwanego naddatku,
- oczekiwaną jakość powierzchni,
- wymaganą wydajność,
- ryzyko obciążeń cieplnych,
- częstotliwość obciągania ściernicy.
Jak ziarnistość wpływa na wynik szlifowania?
Ziarnistość określa wielkość ziaren materiału ściernego. Ma ona bezpośredni wpływ na intensywność usuwania materiału i jakość uzyskiwanej powierzchni.
Większe ziarno może być wykorzystywane w operacjach, w których najważniejsze jest wydajne usuwanie naddatku. Drobniejsze ziarno wybiera się zazwyczaj wtedy, gdy priorytetem pozostaje gładkość powierzchni i dokładność wykończenia.
Nie oznacza to jednak, że najdrobniejsza ściernica zawsze zapewni najlepszy rezultat. Zbyt drobne ziarno, nieprawidłowo dobrane do materiału i parametrów procesu, może pogorszyć warunki skrawania oraz zwiększyć ryzyko wzrostu temperatury.
Twardość, struktura i spoiwo ściernicy
Twardość ściernicy nie oznacza twardości samego ziarna, lecz siłę, z jaką spoiwo utrzymuje ziarna w narzędziu. Parametr ten wpływa na zdolność ściernicy do samoostrzenia oraz szybkość odsłaniania nowych krawędzi skrawających.
Struktura określa rozmieszczenie ziaren i wolnych przestrzeni w ściernicy. Ma znaczenie dla odprowadzania chłodziwa, usuwania produktów szlifowania oraz kontroli temperatury w strefie styku.
Spoiwo odpowiada natomiast za utrzymanie ziaren i stabilność całego narzędzia. Jego rodzaj należy dopasować do prędkości pracy, materiału, powierzchni styku, wymaganej trwałości i sposobu obciągania.
Materiał ścierny, twardość, struktura i spoiwo muszą być rozpatrywane łącznie. Zmiana jednego parametru może wpływać zarówno na wydajność, jak i na jakość powierzchni oraz trwałość narzędzia.
Ściernice do szlifowania wałków
Ściernice do wałków, wałów i walców są wykorzystywane do precyzyjnej obróbki zewnętrznych powierzchni części obrotowych. Mogą pracować podczas szlifowania wzdłużnego, wgłębnego lub wcinającego.
Przy ich doborze znaczenie mają przede wszystkim:
- materiał części,
- długość i średnica wałka,
- rodzaj wykonywanego szlifowania,
- wielkość naddatku,
- wymagana chropowatość,
- stabilność profilu,
- parametry chłodzenia,
- oczekiwana trwałość między obciąganiami.
Inna ściernica może być potrzebna do długiego wału napędowego, a inna do krótkiego czopa lub wałka prowadzącego. Trzeba też uwzględnić konstrukcję i parametry, jakie mają wykorzystywane w zakładzie szlifierki do wałków CNC.
Ściernice do otworów i powierzchni wewnętrznych
Szlifowanie otworów odbywa się w ograniczonej przestrzeni i przy stosunkowo niewielkiej strefie kontaktu. Szczególnego znaczenia nabierają więc średnica ściernicy, parametry wrzeciona, sztywność układu oraz sposób doprowadzenia chłodziwa.
Ściernice do otworów są stosowane między innymi przy obróbce tulei, pierścieni, gniazd łożyskowych i innych powierzchni wewnętrznych. Przy ich doborze należy uwzględnić:
- średnicę i długość otworu,
- materiał detalu,
- wymaganą cylindryczność i współosiowość,
- stabilność trzpienia i wrzeciona,
- odprowadzanie ciepła,
- oczekiwaną chropowatość.
Narzędzie należy dopasować nie tylko do detalu, ale także do konstrukcji, prędkości wrzeciona i zakresu pracy, jaki oferują konkretne szlifierki do otworów CNC.
Jak dobrać ściernicę do szlifowania płaszczyzn?
Ściernice do płaszczyzn mogą pracować obwodowo, czołowo lub obwodowo-czołowo. Są stosowane również w szlifowaniu wgłębnym oraz procesach z posuwem pełzającym, określanych jako CFG lub Creep Feed Grinding.
Przy standardowym szlifowaniu płaszczyzn znaczenie mają przede wszystkim:
- rodzaj szlifierki i wrzeciona,
- materiał obrabiany,
- wielkość powierzchni styku,
- głębokość szlifowania,
- wymagana płaskość i chropowatość,
- sposób doprowadzenia chłodziwa,
- częstotliwość obciągania.
Procesy wgłębne i CFG wymagają ściernic pozwalających usuwać większy naddatek przy zachowaniu stabilności kształtu i właściwego przepływu chłodziwa. Istotna jest również odpowiednia sztywność maszyny.
Ściernice do szlifowania bezkłowego
W procesie bezkłowym stosuje się dwa podstawowe rodzaje narzędzi. Ściernica szlifująca odpowiada za usuwanie materiału, natomiast ściernica regulacyjna prowadzi detal, kontroluje jego prędkość i stabilizuje położenie.
Dobór powinien uwzględniać średnicę i geometrię części, twardość materiału, wymagane tolerancje, chropowatość oraz rodzaj procesu – przelotowego lub wgłębnego.
Ponieważ szlifowanie bezkłowe jest często wykorzystywane w produkcji seryjnej i masowej, duże znaczenie mają trwałość ściernic, powtarzalność procesu oraz możliwość pracy z automatycznym podawaniem detali. Narzędzia powinny być dopasowane do parametrów, jakie mają konkretne maszyny do szlifowania bezkłowego.
Ściernica standardowa czy premium?
Standardowe ściernice korundowe sprawdzają się w wielu typowych zastosowaniach przemysłowych. Nie każdy proces wymaga zatem zastosowania rozwiązania premium.
Ściernice z ziarnem ceramicznym warto rozważyć przede wszystkim wtedy, gdy oczekiwane są:
- większa wydajność usuwania materiału,
- stabilniejszy profil ściernicy,
- dłuższa trwałość między obciąganiami,
- lepsza kontrola temperatury,
- wyższa powtarzalność,
- niższy koszt jednostkowy przy dużej produkcji.
Cena zakupu ściernicy nie powinna być jedynym kryterium. W produkcji seryjnej droższe narzędzie może okazać się bardziej opłacalne, jeśli pozwala skrócić czas cyklu, ograniczyć przestoje związane z obciąganiem i zmniejszyć liczbę braków.
Jakie informacje są potrzebne do prawidłowego doboru?
Aby właściwie dobrać ściernice korundowe standardowe i premium, należy przeanalizować cały proces technologiczny.
Do najważniejszych informacji należą:
- materiał i twardość detalu,
- rodzaj obrabianej części,
- typ wykonywanego szlifowania,
- marka i model maszyny,
- geometria oraz wymiary ściernicy,
- obecnie stosowana specyfikacja,
- wielkość naddatku,
- wymagana chropowatość,
- sposób chłodzenia,
- częstotliwość obciągania,
- oczekiwana trwałość i wydajność.
Dobór ściernicy do szlifowania wałków, otworów lub płaszczyzn powinien więc wynikać z połączenia właściwości detalu, rodzaju operacji i parametrów maszyny. Dopiero takie podejście pozwala uzyskać stabilny proces, przewidywalną jakość powierzchni oraz korzystny koszt obróbki pojedynczego elementu.
