Slipprodukter Diamant och CBN

Transkript

1 Slipprodukter Diamant och CBN

2 2

3 Innehållsförteckning Specifikation av slipskivor... 4 Material i skivkroppar... 4 Slipskivans form... 5 FEPA-former... 6 Typ av Diamant eller CBN Bindemedel Kornstorlekar Sliphastigheter Montering Inskärpning och Öppning Kylning För säkerhetsanvisningar hänvisas till skriften: Säkerhetsregler För fasta slipverktyg och slipverktyg med diamant och CBN-slipmedel, precisions och produktionsslipning Beställes från SSDL/Svensk Handel Tel: Fax: gunnar.oijvall@naringspunkten.se Postadress Leveransadress Telefon Fax HAGBY-ASAHI AB Box 4 Industrivägen hagby@hagby.se Nora Nora

4 Specifikation av slipskivor För att korrekt kunna kommunicera specifikationen av en slipskiva har en internationell branschorganisation skapat en standard för hur dessa skall betecknas: FEPA-standarden. I de flesta fall kan alla nödvändiga parametrar specificeras direkt utan kompletterande ritning. I vissa fall krävs komplettering av t.ex. infästningens utförande. I andra fall är en ritning nödvändig. Nedan beskrivs FEPA-standardens uppbyggnad. Exempel på märkning: 1A1 D200 T20 H40 X3 D3C 126 N 100 B42 M m/s 3820RPM Form Dimension Diamant/CBN* typ Kornstorlek Hårdhet Koncentration Bindemedel Artikel-/ Tillverkningsnummer Maximalt tillåten periferihastighet och varvtal** X Ø Ø D Ø H * CBN = Kubisk Bornitrid ** Rekommenderad sliphastighet är oftast betydligt lägre än den angivna maxhastighet, se sid 11. T Se även följande sidor som förklarar dessa begrepp vidare. Vid återbeställning, vänligen uppge samtliga dessa beteckningar från skivan, alternativt vårt artikelnummer om sådant finns angivet. Material i skivkroppar Materialet i skivans kropp kan variera av funktionsmässiga eller tillverkningstekniska krav. Valet styrs i regel av typ av skiva och avgörs normalt av tillverkaren. Material i skivkroppar Typ Kod Styvhet Värmelednings- förmåga Stål S Hög Med Aluminium (Dural) D Med Hög Kombinerad Al och fenoplast A Låg Med Bakelit B Låg Låg Al och Bakelit komposit C Med Hög 4 Bakelit komposit C1 låg Låg

5 Slipskivans form För att förenkla kommunikation kring skivverktygens former har den internationella branschorganisationen FEPA utarbetat en standard för att beskriva slipskivors utseende. Nedan visar ett litet urval av denna standard. Exempel på form: 1 A 1 Q Speciella modifieringar av infästning, segmentering, etc. Skivkroppens form Slipbanans form i tvärsnitt Placering av slipbanan 1 A J 1 Periferi AH K 2 B L 2 Sida 3 C CH LL M 3 Båda sidorna 4 D DD P Q 4 Invändigt konisk E QQ 6 9 EE F FF G S U V Y 5 6 Utvändigt konisk Del av periferi Mer än 45º 11 H 7 Del av sida Mindre än 45º 12 8 Solid 14 9 Hörn 10 Invändigt På följande sidor visas de vanligaste formerna med angivna parametermått

6 Former FEPA 1A1 1A8W 1A1R 1B1 1A1W 1E1 1A8 1E6Q 6

7 Former FEPA, forts 1F1 3A1 1L1 4A2 1V1 4BT9 2A2 4ET9

8 Former FEPA, forts 4FV5 11A2 6A2 11V9 6A9 12A2 / 20 6AA9 12A2 / 45 8

9 Former FEPA, forts 12C2 14E1 12V2 14E6Q 12V9 14F1 14A1 14L1

10 Typ av Diamant eller CBN Det mest betydelsefulla i ett slipverktyg är naturligtvis slipmedlet i form av Diamant- eller CBN-korn. (CBN = Kubisk Bornitrid). Det är dessa korn som utför sliparbetet. Bindemedlets uppgift är att hålla i kornen så länge de gör nytta för att sedan släppa dem så att nya korn kan exponeras. Val av slipmedel görs normalt av våra tekniker beroende på krav och applikation. Diamant: Idag används i huvudsak syntetiskt framställda diamanter. Syntetdiamantens egenskaper kan hållas konstant så att en jämn kvalitet kan erhållas. Vissa diamanttyper är mycket starka medan andra görs skörare för att de skall brytas sönder under slipningen och skapa nya skarpa eggar. Beläggning av diamanterna är mycket vanligt, särskilt i bakelitbundna skivor. Beläggningen används för att göra kornen starkare, förbättra bindemedlets vidhäftning vid diamanten och/eller för att förbättra värmeledningsförmågan. Beläggningen gör kornen något mindre friskärande. CBN: CBN framställs syntetiskt i olika kvaliteter för olika applikationsområden. CBN kan också beläggas för att erhålla bättre vidhäftning till bindemedlet. Koncentration Slipmedelskoncentration anges som en standardkoncentration som motsvarar vikten (i karat) av slipmedlet per kubikcentimeter (cm 3 ) slipbana. Lägg märke till att antalet slipkorn i ingrepp vid samma koncentration ökar exponensiellt då kornstorleken minskar. (1 Karat = 0,2 gram) Standardkoncentrationer Koncentration Karat/cm 3 Används till bindemedel (se nästa sida) Antal korn per mm 3 vid kornstorlek: ,1 M (glas) ,2 M ,3 B, M ,4 B, M ,5 B, M, K ,6 K ,8 K Avverkning Ra värde Ökad koncentration Formhållning Maskineffekt Värme Pris 50 konc 100 konc 10

11 Bindemedel För att fungera som ett slipverktyg måste Diamant eller CBN-kornen bindas till verktyget på något sätt. Alternativet är att använda slipmedlet i form av t.ex. en pasta som vid läppning. Man brukar dela upp de förekommande bindemedlen i fyra olika grupper: bakelit-, metall- eller keramiskt bundna samt pläterade. Bindemedel Bakelit (B) Egenskaper Samlingsnamn för flera typer av bindemedel. Vanligast förekommande är olika typer av fenoplaster, polyamid ökar dock i användning. Polyamiden är dyrare än fenoplast men kan ges bättre värmeledningsförmåga vilket gör den användbar vid mindre kornstorlekar och för slipning med CBN. Olika typer av fillers används i alla typer av bakelitbundna skivor för att påverka egenskaper som nötningsbeständighet, värmeledning, friktion, vidhäftning etc. Exempel på applikationer Dominerande bindemedlet för medium och finbearbetning. För all typ av slipning av hårdmetall Skärpning av Hårdmetall (HM) och snabbstål (HSS). Behåller sina egenskaper under hela sin livslängd. Metall (M) En metallbunden skiva är betydligt tåligare än en bakelit eller keramisktbunden. Är i regel mindre friskärande än bakelit- och keramiskt bundna, men kan ges längre livslängd. Högre pris än bakelitbundna skivor. Slipning av glas Grovslipning Heningsbrynen Kapskivor Behåller sina egenskaper under hela sin livslängd. Keram (K) Keramiskt bundna diamant och CBN-skivor kan göras mycket friskärande tack vare att de kan ges stor porositet. Trots det binds kornen mycket bra. Kan i viss mån omformas med t.ex. en diamantskärprulle. Mycket god formstabilitet. Behåller sina egenskaper under hela sin livslängd. Profilslipning av stål med höga krav på tolerans och produktivitet. Slipning av poly kristallin diamant (PCD) Pläterad (P) Ett lager slipkorn pläteras på en färdigställd slipkropp. På detta sätt kan komplicerade profiler åstadkommas på ett ekonomiskt sätt. Beroende på precisionen på stommen och eventuell efterbearbetning kan toleranserna styras. Skivan tappar väldigt lite av formen men däremot förlorar den sin skärförmåga då den slits. Bearbetning av plast och grafit. Profilslipning i HM eller stål. Hålslipning- jiggslipning Höghastighetsslipning i stål (CBN)

12 Kornstorlekar Kornstorlekar för våra diamant och CBN-slipskivor anges normalt alltid efter FEPA-standarden. Se tabellen längst ned för jämförelse med andra standarder. Kornstorleken väljs så att ytkraven innehålls. Större korn ger normalt högre avverkning. I tabellen nedan ges en grov fingervisning om kornstorlek i olika applikationer. Kornstorlek 6, Operation Ra 0,4 1,0 Grovslipning Diamant Ra 0,1-0,2 Ra 0,2 0,4 Medel Finslipning Ra 0,025 0,1 Polering Grovslipning CBN Medel Finslipning FEPA benämning (kornstorlek i µm) B.S US-stand. ASTM-E Tysk stand. DIN 848 Serie 2 Serie / / / / /22 20/25 D /25 25/ /30 30/35 D 550 D /36 35/40 D /44 40/45 D /52 45/ /60 50/60 D /72 60/70 D /85 70/80 D /100 80/ / /120 D / /140 D / / / / / /230 D / /270 D / /325 D / / FEPA benämning Micronstorlekar Spridning i µm Motsv. i MESH storlek DIN D D D D D 7 6, ,5 2-4 D 3 1,6 1-2 D 90 D 250 D 150 D 100 D 70 D ,5-0,15

13 Sliphastigheter Vid slipning med diamant innebär inte ökad sliphastighet med nödvändighet att produktiviteten kan ökas. Överhettning av diamanten innebär kraftigt förkortad livslängd. Vi rekommenderar att börja relativt lågt för att sedan successivt öka hastigheten. Använd nedanstående tabell för att bestämma rätt varvtal för att uppnå önskad skärhastighet. För normala slipoperationer gäller: Diamant: Våtslipning Torrslipning m/s m/s CBN: Våtslipning m/s Torrslipning m/s Hastighetstabell Skivdiam D mm Periferihastighet m/s Varv per minut (rpm)

14 Montering Vibrationer eller dålig rundgång kan snabbt förstöra en Diamant eller CBN-slipskiva. Varje ny skiva är balanserad vid leverans och hålet har normalt H7 tolerans. Var därför noggrann vid monteringen. Vid montering: Rengör nav och skivans hål. Kontrollera radiellt och axiellt kast med indikatorklocka. Vid behov vrid skiva för bästa rundgång. (Max kast 0,01 0,02 mm ) Om nödvändigt omformas skivan med en skärpspindel. (Se avsnitt om riktning och öppning av slipskivor) Inskärpning och öppning av slipskivor Inskärpning (Truing): Att skapa eller återställa återställa form och rundgång hos skivan. Öppning (Dressing): Att efter riktning, igensättning eller slitage återställa skivans skärande egenskaper genom att exponera skarpa diamanter. 1. Bromsad skärpskiva (Hagbys Rotatrim ) En skärpskiva av kiselkarbid eller aluminiumoxid på en bromsad axel förs mot slipskivan. Genom en viss snedställning relativt slipskivans rotationsriktning ökar bromsverkan. Den relativt mjuka skärpskivan nöter bort bindemedlet runt kornen varvid utstickande korn rycks loss och nya korn exponeras. + Metoden både planar av skivan och öppnar den. + Enkel - Begränsad precision - Långsammare än driven skiva Metoder för inskärpning (Truing) Slipskiva (v 0 ) 10 Skärpskiva 80% av v 0 Inmatning 0,01-0,02 per passage Kylning som vid slipning Driven skärpskiva (Hagbys Truedress-spindel ) En liten diamantskiva på en driven slipspindel förs över diamant- (CBN-) slipskivan. Den hårda slipskivan planar av både bindemedel och slipmedel. Efter inskärpningen måste skivan öppnas med en skärpstav för att fungera. + Snabb avverkning + Hög precision - Kräver efterföljande öppning (Dressing) 3. Glasskiva Fungerar endast för plana koppskivor. Slipskivan nöts för hand mot en plan glasskiva täckt med lösa kiselkarbidkorn. + Ger både en plan yta och en öppen struktur. + Enkel och billig - Begränsad till koppskivor

15 Inskärpning... forts. Metoder för öppning av skivan (Dressing) 1. Bromsad skärpskiva Se metoder för inskärpning (Truing). 2. Glaskiva Se metoder för inskärpning (Dressing) 3. Skärpstav. En fuktad stav av aluminiuoxid hålls med lätt hand mot slipskivan medan den roterar. Staven vrids för att fånga upp den slurry som bildas av den uppblötta och bortslipade aluminiumoxiden och partiklar från slipskivan. Skärpstaven förvaras i kylvatten mellan användandet för att behålla fukten. Val av skärpskivor och skärpstavar Skivtyp Kornstorlek (FEPA) Typ av skärpskiva (Rotatrim) Typ av skärpstav Bakelitbundna Al 2 O 3 (vit), korn 100 Al 2 O 3 (vit), korn Al 2 O 3 (vit), korn 100 Al 2 O 3 (vit), korn Al 2 O 3 (vit), korn 100 Al 2 O 3 (vit), korn Al 2 O 3 (vit), korn 100 Al 2 O 3 (vit), korn 100 Metallbundna Ej avgörande SiC (grön), korn 100 Al 2 O 3 (vit), korn 100 Efter inskärpning Efter inskärpning (Trueing) Efter öppning (Dressing) Efter öppning Skärpriktning Efter slipning Rotationsriktning

16 Kylning Diamantens fiende nummer ett är överhettning. Genom att diamanten består av kol eroderar diamanten kemiskt vid för hög värme under för lång tid. Förbättrad kylning kan i många fall radikalt förlänga slipskivans livslängd. För hög värme kan också ge skador på arbetsstycket i form av blånering och värmesprickor. Kylvätskan har också en smörjande viktig effekt. Beakta nedanstående parametrar vid dimensionering av ert kylsystem. Parameter Rekommendationer Kylmedia Emulsion ger en bättre kylverkan än ren olja. Detta innebär att slipskivans specifikation ofta måste anpassas vid förändrat kylmedia. Vid slipning med CBN bör emulsionen göras så fet som möjligt. Utnyttja tillverkarens rekommenderade maxvärde på koncentration. Flöde Kylvattenflödet skall vara tillräckligt stort för att kunna leda bort den värme som genereras i operationen och som inte leds bort genom spånavgången. Behovet av flöde är direkt proportionellt mot den utnyttjade spindeleffekten. En tumregel: 8-10 liter/minut per kw utnyttjad spindeleffekt Kylstrålens hastighet För att tränga in med kylmedlet till slipställt krävs att strålens hastighet ligger så nära slipskivehastigheten som möjligt. Annars studsar vätskan bort eller så kan ångbildning ske i slipzonen. För att åstadkomma rätt hastighet anpassas tryck och munstycksarea i förhållande till varandra. Ökat tryck och/eller minskad munstycksarea ökar strålens hastighet. Utformning av rördragning och munstycke Munstycket skall vara flaskhalsen i flödet för att kunna utnyttja pumpens fulla effekt. Turbulens i flödet sänker flöde och tryck. Undvik tvära krökar på slangar och rör, speciellt nära munstycket. Ett cirkulärt munstycke ger bättre effekt än ett rektangulärt med samma area. Profilerade munstycken ger oftast inte förväntat resultat. Munstyckets kanter skall vara skarpa. Problem med luftbarriär En roterande slipskiva skapar alltid en luftkudde runt periferin. Detta gränsskikt förhindrar kylvätskan att nå in till slipstället. Fenomenet blir tydligare med porösare skivor och större periferihastigheter. Gränsskiktet kan brytas på två sätt: En tunn plåt som ligger an mot slipskivan så nära slipstället som möjligt. Ett högtrycksmunstycke som sprutar in mot slipbanan så nära slipstället som möjligt. Denna metod kan även användas för att rensa skivan från föroreningar. 16