Печать

Преимущества использования алмазного инструмента

 

(для внутреннего пользования!)

Облицованные ДСП и плиты МДФ широко используются в мебельной промышленности и столярном производстве. Эти древесные плитные материалы относятся к труднообрабатываемым, так как содержат абразивосодержащие частицы, клей и т.д.

Твердосплавный инструмент, используемый в настоящее время при обработке абразивосодержащих материалов, интенсивно изнашивается и не обеспечивает современных требований к производительности и качеству обработки. Высокопроизводительные обрабатывающие центры, работающие с высокими скоростями резания, требуют частой смены твердосплавного инструмента.

Для увеличения износостойкости инструмента и обеспечения высокой производительности был создан новый инструментальный материал - поликристаллический алмаз (PCD). Поликристаллический алмаз получают путем спекания алмазных зерен на твердосплавной подложке при давлении более 60 000 атмосфер и температуре 1800 К. PCD представляет собой двухслойную пластину, состоящую из слоя поликристаллического алмаза толщиной 0,4 - 0,6 мм и твердосплавной подложки толщиной 0,8 - 2,5 мм. Алмазоносный слой состоит из зерен синтетического алмаза размером от 2 до 25 мкм, составляющих 90-92% и кобальтовой прослойки между зернами.

Физико-механические свойства поликристаллического алмаза существенно отличаются от свойств других инструментальных материалов.

 

Физико-механические свойства инструментальных материалов (Табл. № 1)


№ п/п

Свойства материалов

Быстрорежущие стали

Твердый сплав
ВК-10

Поликристаллический алмаз (PCD)

1

Вязкость разрушения (МПа )

20,00

10,84

8,81

2

Твердость (HV)

900-1200

1300-2500

6000

3

Модуль упругости (ГПа)

207

593

773

4

Коэффициент теплового расширения

11

5,4

4,2

5

Теплопроводность (Вт/(мК)

21

100

560

Из приведенных данных следует, что поликристаллический алмаз превосходит по твёрдости и другим физико-механическим свойствам быстрорежущую сталь и твердый сплав, применяемые для обработки древесных материалов.

Однако, показатель сопротивления развитию трещины — вязкость разрушения у PCD в 2,3 раза ниже, чем у быстрорежущей стали. Низкие вязкость разрушения и прочность при изгибе по сравнению с твердым сплавом определяют геометрию режущей кромки.

В таблице №2 представлены геометрические параметры инструментальных материалов.

Геометрия режущего клина (Табл. №2)

Параметры

Быстрорежущая сталь

Твердый сплав

Поликристаллический алмаз

Угол заострения (град.)

40-45

50-55

70-75


Высокая твердость поликристаллического алмаза обуславливает его высокую износостойкость. Так показали испытания, износостойкость PCD в 40-120 раз превосходит износостойкость твердого сплава при обработке абразивосодержающих материалов.

Обработка кромки деталей из древесных плит — одна из основных операций в мебельном производстве. Выполняется она двумя видами фрез - насадными и концевыми. Насадными фрезами оснащаются кромкооблицовочные станки и автоматические линии. Концевые алмазные фрезы в основном используются на обрабатывающих центрах с ЧПУ.

 

Алмазные концевые фрезы.

Алмазные концевые цилиндрические фрезы (см. рис. 1) образуют прямую кромку при фрезеровании паза. Режущие алмазные пластины в большинстве случаев располагаются ассиметрично под углом к оси или по спирали, для обеспечения высокого качества обработки верхней и нижней кромок обрабатываемой детали.

 

Диаметр цилиндрических алмазных фрез 10-25 мм,
Рабочая длина 22-53 мм,
Хвостовик d12х40 мм. - d25х60 мм,
Число зубьев от 1+1 до 22+1.
Рабочая частота вращения 18 000- 24 000 мин-1,
Скорость подачи от 5 до 30 м/мин в зависимости от обрабатываемого материала и конструкции фрезы.

Стойкость алмазных цилиндрических фрез диаметром 20 мм и рабочей длинной 25 мм при обработке кромки мебельного фасада составила 9 000 метров, а стойкость твердосплавной фрезы всего 120 метров - повышение стойкости в 75 раз.

Алмазные концевые профильные фрезы используются для изготовления профиля по периметру детали и выборки фигурных пазов на плоскости детали (см. рис. 2).

Эти фрезы в основном применяются при изготовлении фасадов из МДФ.
Алмазные фрезы, тестировались на ведущих предприятиях изготавливающих мебель и показали их высокую эффективность.

Стойкость алмазных профильных фрез на операции выборки фигурного паза на мебельном фасаде составила 4 500 м, а стойкость твердосплавной - 100 м. - повышение стойкости на этой операции в 45 раз.


Экономические показатели от применения алмазного инструмента рассмотрим на примере алмазных профильных фрез.

Суммарная стойкость алмазных фрез при PCD = 4,5 мм. и числе переточек - 10 составит 4500 м х (10перет. +1-ый период стойкости) = 49 500 м.
Суммарная стойкость твердосплавных фрез — 100 м. х (12перет. + 1-ый период стойкости) = 1 300м.
Одна алмазная фреза за срок службы заменит 49 500 м/1 300 м. = 38 твердосплавных фрез.

Средняя стоимость одной твердосплавной профильной фрезы, составляет 32,5 евро.
Стоимость заточки профильной твердосплавной фрезы — 3,5 евро. Общая стоимость заточки твердосплавной фрезы за срок службы — 3,5 еврох12зат. = 42 евро.
Затраты на твердосплавную фрезу за время ее эксплуатации составят 32,5 евро + 42 евро = 74,5 евро, а на 38 фрез — 2 831 евро.

Стоимость одной алмазной профильной фрезы с PCD = 4,5 мм. (10 переточек) составляет 405 евро.
Стоимость заточки алмазной профильной фрезы (по профилю) примерно 100 евро. и при 10 заточках составит 1 000 евро.
Затраты на алмазную профильную фрезу — 405 евро. + 1000 евро = 1 405 евро.

Экономия от применения алмазной профильной фрезы составляет 2 831 евро — 1 405 евро = 1 426 евро. При этом повышается производительность обработки более чем в 2 раза за счет повышения скорости резания, скорости подачи и уменьшения времени простоя оборудования на замену инструмента.

  1. Как правильно выбрать алмазную фрезу под конкретные условия производства?

При подборе инструмента необходимо владеть следующей информацией:

- используемое оборудование,
- обрабатываемый материал (количество одновременно обрабатываемых листов),
- режимы обработки (частота вращения, скорость подачи),
- профиль получаемого изделия (необходим для получения профиля необходимой фрезы),
- параметры фрезы (ф хвостовика, максимально допустимый ф, высота рабочей части фрезы, если изделие профильное-профиль).

Не стоит требовать с клиента чертеж фрезы, если речь идет о профильном инструменте -это работа конструкторов, клиент должен предоставить эскиз или чертеж получаемого изделия и остальную информацию (см. выше).

  1. Что эффективнее использование алмазного инструмента «эконом» серии или с толщиной 4,5 и 6 мм? Особенности заточки алмазного инструмента.

Если речь идет о подборе инструмента для использования на центре с ЧПУ, ключевым параметром для экономически правильного подбора инструмента будет-скорость подачи фрезы (кроме перечисленных в п.1. см. выше). Этот параметр должен озвучить клиент, как свое пожелание, т.к. именно от скорости подачи будет зависеть производительность (количество получаемых изделий в смену), а значит и время окупаемости самого станка. Получив эту информацию и информацию о профиле получаемой детали, мы сможем подготовить одно или несколько предложений. Чем больше скорость подачи, тем большее количество режущих пластин необходимо расположить на фрезе. Так, например, для прямых стандартных «обгоночных» фрез серии EC3E  минимальным рабочим диаметром является ф12 мм. Работать эти фрезы могут на максимальной скорости подачи 5-6 м/мин.

Если клиент желает работать на большей скорости подачи, необходимо использовать фрезу EC4E (при подаче до 12 м/мин)  или EX4 (при подаче 20-30 м/мин), а их исполнение возможно уже только с минимальным ф18 или 22 мм. Таким образом, режимы обработки, напрямую связаны с конструктивными особенностями инструмента.

Весь алмазный инструмент затачивается по профилю (т.е по задней гране) а не по плоскости передней поверхности. Исходя из этого, толщина алмазного слоя 4,5 и 6 мм будет влиять лишь на количество возможных переточек инструмента. Заточка алмазного инструмента достаточно дорогая услуга, ее стоимость определяется как общая длина всех режущих кромок необходимых в заточке в мм. Заточка 1 мм алмаза стоит примерно 1,5-2 Евро в зависимости от инструмента. Таким образом, клиент сам принимает решение о приобретении более дешевого инструмента эконом класса с толщиной алмаза 2,5 мм (который в принципе имеет возможность 1 или 2 переточек) и не тратить время и деньги на его обслуживание а использовать новый, или приобретать инструмент с алмазным слоем 4,5 или 6 мм и перетачивать его от 10 до 15 раз.

  1. Алмазные дисковые пилы.

При подборе алмазных дисковых пил, подход к клиенту аналогичен см. п.1., т.е. необходимы все вводные данные. Переточка алмазных пил происходит также только по задней поверхности. Учитывая, что напайка должна иметь определенную площадь для крепления на корпусе диска, пилы выпускаются в «эконом» серии с толщиной алмаза 4,5 мм и «экстра» серии с толщиной 6 мм, с большим количеством переточек. Учитывая особую дороговизну алмазного инструмента, алмазные пилы выпускаются с меньшим числом зубьев по - сравнению с твердосплавными пилами. Так например, на форматно - раскроечный станок предлагается пила в т.с. LU3D 0600 c z=96, в алмазном исполнении предлагается аналогичная пила с z=72 (аналогичная ситуация с пилами для раскроечных центров).

Меньшее число зубьев z, также обусловлено разной геометрией заточки т.с. и алмазного инструмента. Возможно изготовление с большим количеством z, но правильнее исходить из рекомендаций производителя в зависимости от скорости подачи и др. параметров см. п.1 выше.

Станки Б/У

Станки б/у

Заказать звонок

...

Сейчас в Екатеринбурге


Работаем с 9:00 до 18:00
Баннер