Slibeteknik, valg af slibedata

Transkript

1 AMU Maskin og Værktøj Slibeteknik, valg af slibedata Kursus Skive Tekniske Skole Oktober 2010

2 Indholdsfortegnelse AMU-kurset Slibeteknik, valg af slibedata Indledning Slibeskivens opbygning Fremstilling af traditionelle keramisk bundne slibeskiver Pressede slibeskiver... 6 Støbte slibeskiver... 6 Fremstilling af CBN og diamant slibeskiver Slibeskivens form CBN- og diamantslibeskiver... 8 Slibeskivens dimensioner Slibeskivens mærkning Slibemidler Aluminiumoxid Siliciumkarbid CBN (Kubisk Bornitrid) Diamant Kornstørrelse Slibeskivens hårdhed (gældende for traditionelle slibeskiver) Slibeskivens struktur (gældende for traditionelle slibeskiver) Koncentration (gældende for CBN og diamant slibeskiver) Bindemiddel Keramiske bindemidler Bakelit bindemidler Metal bindemidler Galvanisk binding Gummi bindemidler Valg af slibeskive Valg af slibemiddel Valg af kornstørrelse Valg af slibeskivens hårdhed Valg af slibeskivens struktur Valg af bindemiddel Valg af CBN- og diamant slibeskiver Kornstørrelse

3 Koncentration Belægningsbredde Montering og afbalancering af slibeskiver Montering af keramiske slibeskiver Montering af CBN- og diamant slibeskiver Afbalancering af slibeskiver Statisk afbalancering Afretning af slibeskive Diamantafrettere Enkeltkornsafrettere Flerkornsafrettere Diamantafretterruller Profilafretningsrulle Formrulle til cnc-styret profilafretning Afretningsteknik Spåndybde Afretningsdybden Sidetilspænding Diamantværktøjets opspænding Køling Omfatning Afretning, åbning og rensning af CBN- og diamantslibeskiver Bremserulle Åbning og rensning af CBN- og diamantslibeskiver Afretning med diamantbelagt værktøj Afretning og åbning med blødt stål Afretning med løse korn Køle- og smøremiddel Krav til køle- og smøremidlet Køle- og smøremiddelstyper Tilførsel af køle- og smøremiddel Køle- og smøremidlets rensning Generelle regler for kølig slibning Valg af slibedata i forhold til emnemateriale og slibeproces Praktiske slibeopgaver

4 Planslibningsopgaver og øvelser: Rundslibningsopgaver og øvelser: Analyse og opsamling AMU-kurset Slibeteknik, valg af slibedata Kursusindhold: Slibemidler og deres anvendelsesområder Slibeskivens opbygning og mærkning Montering af slibeskiver Afretning Køling Valg af slibedata Praktiske slibeforsøg og opgaver Målgruppe: Uddannelsen henvender sig til personer, som har beskæftigelse inden for maskin- og værktøjsområdet. Mål: Deltageren kan vælge korrekt slibeskive samt foretage montering, afbalancering og afretning af slibeskiver samt endvidere vælge korrekt slibedata til den aktuelle slibemaskine (rund- profil- og planslibemaskine). Deltageren kan yderligere foretage optimering af aktuelle slibeprocesser. Varighed: 5 kursusdage Uddannelsesbevis: Uddannelsesbevis udstedes af uddannelsesinstitutionen til de deltagere, som efter underviserens vurdering har gennemført uddannelsen med tilfredsstillende resultat AMU bevis 4

5 1. Indledning. Slibning er en spåntagende bearbejdningsproces, ligesom drejning og fræsning Spåntagningen ved slibning kan vanskeligt sammenlignes med nogle af de andre kendte metoder. Den kan bedst sammenlignes med fræsning med en mangeskærsværktøj. Fræseværktøjet arbejder med kendte skærevinkler, hvorimod slibekornene, som udgør slibeskivens mange små skær, ligger tilfældigt indlejret. Derved spåntagning med såvel positive som negative skær. Inden for den maskinelle bearbejdning betragtes slibning ofte som en finbearbejdningsproces, hvor store krav til emnets mål, form og overfladebeskaffenhed skal kunne opfyldes. Slibning er dog også en bearbejdningsproces, hvor der på specialmaskiner kan fjernes store mængder materiale på kort tid. Slibeprocessen er afhængig af nogle grundlæggende elementer som materialet der skal bearbejdes, slibeskivens egnethed, slibemaskinens egnethed, valg af slibedata, afretning af slibeskiven, metodevalg ved opgaven. Så slibeprocessen succes afhænger i høj grad af operatørens evne til at vælge korrekt slibeskive, slibedata, emneopspænding samt ikke mindst korrekt afretning. Dette kursus skal give slibeoperatører en indsigt i de anbefalinger og vejledninger der kan gives i forhold til slibeprocessen samt hvilke muligheder slibeoperatøren har for at ændre og optimerer på slibeprocessen. 5

6 2. Slibeskivens opbygning. AMU Slibeteknik, valg af slibedata Slibeskivens anvendelighed i forhold til et givent materiale og slibeopgave afhænger af den måde, den er sammensat på. Kombinationsmulighederne er mangfoldige, men reelt består almindelig slibeskive kun af tre elementer. Slibekorn Bindemiddel Luftporer Slibekornenes hårdhed og slibebestandighed er således ikke eneafgørende for slibeskivens kvalitet. Bindemidlets art og mængde har også afgørende betydning på slibeprocessen. Bindemidlets opgave er dels at fastholde slibekornet i aktiv stilling indtil kornet ikke længere kan skære, så skal slibekornet splintres eller afstødes af slibeskiven. Bindemidlet skal slippe kornet for at blotlægge nye slibekorn/skær. Herved kan slibeskiven være selvafrettende. En for lille luftpore eller for få luftporer kan bevirke en tilstopning af slibebanen. Herved hindres spåndannelsen og slibningen vil frembringe en voldsom varmeudvikling til skade for slibeprocessens resultat. Slibeskiver fremstilles i mange forskellige sammensætninger, former og dimensioner. De to hovedtyper der er mest brugte er: Traditionelle, keramiske bundne slibeskiver Slibeskiver med slibemidlerne CBN (Kubisk Bornitrid) og diamant. Fremstilling af traditionelle keramisk bundne slibeskiver. Slibemidlet fremstilles i elektrosmelteovne og støbes i store blokke. Blokkene grov- og finknuses til slibekorn, som herefter sorteres ud fra størrelse. Bindemidlet består hovedsagelig forskellige typer af lerarter, der blandes sammen efter anvendelsesformålet og ønskede hårdhed. Fyldstoffer iblandet for at sikre en ønsket struktur i slibeskiven. Disse fyldstoffer bortbrændes ved den efterfølgende brænding af slibeskiven. Pressede slibeskiver Under fremstillingen blandes slibekorn, fyldstoffer og bindemiddelpulver med en smule væske. Blandingen blandes godt og fordeles ensartet i en form og presses let sammen til den ønskede facon. Den formpressede slibeskive brændes herefter i en ovn ved ca C. Bindemidlet omdannes underbrændingen til et keramisk stof. Dette fastholder slibekornene samt giver en stærk og stabil slibeskive med jævnt fordelte luftporer. Støbte slibeskiver Ved at anvende en speciel teknik kan blandingen af slibekorn, fyldstof og bindemiddel tilsættes væde, så den minder om en tyk vælling. Blandingen hældes i en form, hvor slibeskiverne tørrer. Efter tørringen brændes de i ovnen ved ca C. 6

7 Fremstilling af CBN og diamant slibeskiver. Disse slibeskiver er opbygget på en helt anden metode. Slibemidlerne er meget kostbare, og derfor fremstilles skivekroppen i et andet materiale. Det er så kun selve slibebanen der består af et tyndt lag med slibemidlet og bindemiddel. Slibemidlerne er ofte syntetisk fremstillede. Bindemidlet kan være keramisk materiale, bakelit, metaller af forskellig art eller blanding af disse materialer. Slibekroppens materiale Svingningsdæmpning Varmeledning Mekanisk styrke Aluminium Dårlig, men kan fremstilles Meget god egnet til tynde Meget god med integreret svingningsdæmpning skiver Aluminium/hærdeplast Middel Tilfredsstilende God (Kompositmateriale) Hærdeplast God Dårlig Tilfredsstillende, dog ikke til slibekroppe med tynde godstykkelser Stål Dårlig Meget god Meget god Kobber God Meget god Meget god Grafit God God Tilfredsstillende Andre materialer, herunder komposit af varierende art Varierende i forhold til materialernes sammensætning Varierende i forhold til materialernes sammensætning Varierende i forhold til materialernes sammensætning Slibeskivens form. De forskellig former, som slibeskiver fremstilles i er standardiserede og betegnes med ISO- eller FEPA normerede typenumre. De traditionelle slibeskiver er skiver, der med hensyn til form og bearbejdende egenskaber har udviklet sig i takt med den tekniske udvikling. Den mangfoldighed, der er følgen heraf, har nødvendiggjort en standardisering. De fleste slibeskiver der anvendes i Danmark, er ISO-normerede. Standarderne danner også grundlag for betegnelser for CBN- og diamantskiverne. 7

8 CBN- og diamantslibeskiver CBN- og diamantslibeskiver betegnes på en lidt anden måde. Da betegnelsen omfatter flere elementer, kan det oprindelige ISOsystem ikke bruges direkte (ISO er forkortelsen for den internationale standardiseringsorganisation). Hovedparten af de slibeskiver der anvendes i Danmark, er således normeret efter FEPA (forkortelsen af navnet på en forening for europæiske slibeskivefremstillere). AMU Slibeteknik, valg af slibedata 8

9 Slibemiddel Kornstørrelse Skivens hårdhed Skivens struktur Bindemiddel Fabrikskode AMU Slibeteknik, valg af slibedata Slibeskivens dimensioner. Slibeskiver fremstilles i mange forskellige dimensioner, alt efter behovet. Der findes store og små, tykke og tynde. Eksempelvis kan diameteren varierer fra 0,2 mm på de mindste slibestifter og op til flere meter på de største slibeskiver. Det er derfor vigtigt, at den enkelte slibeskives dimension betegnes så komplet som muligt. Form 1 betegnes med yderdiameter, tykkelse og hulstørrelse (D x T x H) i nævnte rækkefølge. De andre former må yderligere kompletteres med målene for vinkler, radier, udsparinger og andet. Slibeskivens mærkning. Som tidligere omtalt afhænger den enkelte slibeskives egenskaber af flere ting, så slibeskivens sammensætning, det vil sige sammensætningen af slibemiddel, kornstørrelse, hårdhed, struktur og bindemiddel, spiller en afgørende rolle og indgår derfor samlet i et standardiseret mærkningssystem. Mærkningssystemet forsøger at give en entydig indikation på slibeskivens egenskaber. Sådan skrives betegnelsen på en slibeskive fra eksempelvis Tyrolit: 89A 46 H 8 V217. Fabrikskode Fabrikat Alumo EK1 A A A H H H H K V V V E A 217 Atlantic Slip Naxos Tyrolit Winterthur Eksempel på mærkning af konventionelle slibeskiver. I alle ovennævnte slibeskiver er slibemidlet ren hvid aluminiumoxid. Bemærk at hårdheden, selv om den betegnes med samme bogstav, kan variere fra fabrikat til fabrikat forskellen imellem hårdhedsgraderne er dog ens inden for samme fabrikat. Som det vil fremgå af det følgende, er kombinationsmulighederne så mangfoldige at de fleste slibeskiveleverandører vælger kun at udbyde et begrænset sortiment at standardskiver. Specialslibeskiver er normalt dyrere at fremstille, og der er som regel lang leveringstid. 9

10 Sådan skrives betegnelsen på en CBN slibeskive fra eksempelvis Slip Naxos: B 126 R75 B3 I skemaet vises, hvad de enkelte symboler betyder. Slibemiddel Kornstørrelse Koncentration Bindemiddel fabrikskode Fabrikat B B R75 C75 B B 3 AMIGO Slip Naxos Tyrolit Flere tyske fabrikater er beskrevet på en lidt anden måde: Slibemiddel Kornstørrelse Bindemiddel Evt. fabrikskode Koncentration Fabrikat B 126 KSS 10 NYA V180 Winter B 126 KBN V180 Mûller Eksempel på mærkning af CBN- og Diamantskiver. I eksemplet er slibemidlet betegnet med et B for en CBN-slibeskive. Havde det været en diamantskive skulle der stå D. Slibemidler. Da det enkelte lille slibekorn virker som et skær, stilles der naturligvis store krav til netop slibemidlets egenskaber. De vigtigste er kravene om skarphed, hårdhed og varmebestandighed. Varme ødelægger slibemidlerne, hvorved de slides hurtigere og under visse termiske forhold reagerer nogle af slibemidlerne med kølemidlet eller med emnematerialet Hårdhed N/mm² Der findes en lang række slibemidler på markedet, men de vigtigste for metalindustrien kan opdeles i fire grundtyper: Aluminiumoxid Siliciumkarbid CBN (Kubisk Bornitrid) Syntetisk diamant Slibemidlerne har hver deres specielle anvendelsesområde, og de kan alle deles op i flere varianter. De to syntetiske slibemidler (CBN og diamant) er væsentligt dyrere end de to andre slibemidler. Men der er også stor forskel på deres fysiske egenskaber Temperatur ⁰C Hårdhed N/mm² Diamant CBN Siliciumkarbid Aluminiumoxid Titaniumkarbid Vanadiumkarbid Wolframkarbid Niobkarbid Kromkarbid Cementit Martensit Austenit Ferrit Hårdhed N/mm²

11 Aluminiumoxid. Aluminiumoxid har symbolbetegnelsen A, og kaldes også for elektrokorund. Kvaliteten af slibemidlerne er dog den samme selvom betegnelserne afviger fra hinanden. De forskellige varianter af aluminiumoxid adskiller sig indbyrdes ved deres renhed. De betegnes ved forskellige symboler som f. eks. 33A, 53A og 64A, hvor nogle er bløde og seje, mens andre er hårde og sprøde. Aluminiumoxid er forholdsvis hårdt og sprødt, og derved i besiddelse af en passende selvsplintringsevne. Det er fritskærende og har en god varmebestandighed og egner sig derfor til slibning i materialer med stor trækstyrke, heriblandt de fleste bløde og hærdede stålmaterialer op til en hårdhed på ca. 63 HRC. Aluminiumoxid fremstilles i store smelteovne af råmaterialet bauxit. Efter nedkølingen knuses og pulveriseres det keramiske materiale og kornene sorteres i de respektive størrelser. Forskellen på slibemidlernes renhed, og dermed også deres hårdhed og sejhed, skyldes nogle stoffer, der tilsættes smelten. Det kan eksempelvis være krom, titan og jernoxider. Disse stoffer giver samtidig slibemidlet en karakteristisk farve. Den hvide 99,9 % rene aluminiumoxid er den mest rene og dermed også den hårdeste og sprødeste ædelkorund (EK er tysk betegnelse). Den rødlige eller rosa 99 % rene aluminiumoxid er tilsat stoffer der gør den knap så hård og sprød, men betegnes stadig som ædelkorund. Den lysebrune til grålige, halvsprøde ca. 97 % rene aluminiumoxid kaldes halvædel korund (HK er tysk betegnelse). Den mørkebrune og sejeste ca. 94 % rene aluminiumoxid kaldes for normalkorund (NK er tysk betegnelse). Slibeskivens farve kan godt være brun, selvom slibemidlet er hvide ædelkorund. Det skyldes farven i bindemidlet. SG slibeskiver. Omkring 1990 kom et nyt produkt på markedet fra Norton. De havde udviklet en specielt keramisk fremstillet slibeskive kaldet SG(Seeded Gel). Slibekornene består af aluminiumoxid i mikropartikler. Partiklerne sintres sammen til normale kornstørrelser. Ved fremstillingen af SG slibeskiverne blandes almindelige aluminiumoxidkorn med de sintrede korn samt bindemiddel. Skiverne presses og brændes på normal vis. Blandingsforholdet med helt op til 100 % rene sintrede korn, giver forskellige anvendelsesformål. For at opnå tilstrækkelig selvskærpningsevne kræves der et større spåntryk end ved normale slibeskiver. De fleste slibeskiveproducenter kan i dag leverer et tilsvarende produkt. Men som sælges under andre navne. SG skiver er noget dyrere end de traditionelle keramiske slibeskiver, men specielt ved højtlegerede ståltyper kan man med fordele i form af større spånafvirkning, køligere slibning, færre afretninger, bedre kantfasthed og reduceret slibetid. 11

12 Siliciumkarbid. Siliciumkarbid har symbolbetegnelsen C, og er et meget hårdt og meget sprødt slibemiddel, men ikke særlig varmebestandigt slibemiddel. Det er derfor bedst egent til slibning i sprøde materialer og materialer med ringe trækstyrke, eksempelvis aluminium, messing, kobber, bronze og støbejern m.fl. På grund af slibemidlets relative store hårdhed anvendes det dog også ved slibning i andre materialer, eksempelvis rustfast stål med austinitisk struktur. Den sorte, som er mest sprød. Den grønne som er lidt sejere. Siliciumkarbid findes reelt kun i to typer: Ligesom aluminiumoxid fremstilles siliciumkarbid også i store smelteovne. Råmaterialet er kvartsand, koks samt kogesalt, der smeltes ved temperaturer op til ca C CBN (Kubisk Bornitrid). CBN har symbolbetegnelsen B og er et temmelig hårdt og forholdsvis varmebestandigt slibemiddel. Det er velegnet til at slibe ved høje temperaturer i de hårde og mere langspånede materialer med stor brudstyrke, som eksempelvis: Hærdede karbidrige ståltyper som f.eks. højtlegeret værktøjsstål Hurtigstål og lignende Indsætningsstål i hærdet tilstand Kuglelejestål Hårdforkromet stål Visse speciallegeringer Diamant. Hårdtmetal Diamant har symbolbetegnelsen D og er det hårdeste slibemiddel der kendes, men er også det slibemiddel der har den dårligste varmebestandighed. D er betegnelsen for naturdiamant, men oftest er SD det anvendte i maskinindustrien nu om dage. SD står for syntetisk diamant. SDN står for nikkelbelagt syntetisk diamant. Det egner sig til slibning i hårde, sprøde materialer, hvor varmeudviklingen er minimal, som eksempelvis: Hårdmetal/stål, hvor disse materialer nødvendigvis skal slibes sammen. Keramiske materialer Legeret støbejern Ferritter Andre stærkt slidende og sprøde materialer. 12

13 Kornstørrelse Slibekorn af aluminiumoxid og siliciumkarbid mærkes efter størrelsen med et tal, efter ASTME 11- standarden (kaldet mesh ). Standarden beskriver kornstørrelsen i overensstemmelse med en sorteringsmetode, hvor der anvendes sigter med forskellige maskestørrelser. Disse opgives i masker pr. kvadrattomme. Kornstørrelsen svarer til den maskestørrelse som kornet kan passerer igennem ved sorteringen. Højere talstørrelse svarer til flere masker pr. tomme, og er altså ensbetydende med mindre korn (Se tabel). Slibekorn af CBN og diamant betegnes størrelsesmæssigt ifølge FEPE. Det vil sige betegnelsen for slibekornets middeldiameter i µm. Højere tal altså ensbetydende med større korn (se tabel). Kornstørrelse (µm) FEPA CBN og Diamantkorn (µm) Kornnr. efter maskestørrelse Kornstørrelse (mm) Meget grov 8 2,83-2, Grov 16 1,41-1, ,84-0, ,60-0, Middel 48 0,42-0, ,30-0, ,21-0, Fin 120 0,13-0, ,09-0, ,075-0, Meget fin 320 0,031-0,028 De efterfølgende kornstørrelser anvendes til "lapslibning" og polering ,018-0, ,014-0, ,010-0, ,008-0, ,005-0, ,004-0, <1 <1 Sammenligning af spredning på kornstørrelser i forhold til FEPAnorm Kornnummer (MESH) i forhold til spredning (kornstørrelsesstandard) 13

14 Slibeskivens hårdhed (gældende for traditionelle slibeskiver). Traditionelle slibeskiver mærkes med et bogstav for hårdhedsgraden. De forskellige typer bindemiddel har hver deres specielle egenskaber. Nogle giver en hård, andre en blød binding. Hårdhedsgraden kan også varieres med mængden af bindemiddel i slibeskiven. Med bindemidlets art og mængde kan man således bestemme, om det enkelte slibekorn skal holdes løsere eller fastere bundet under spåntagningen. Slibeskivens hårdhed har altså ikke noget med det enkelte slibekorns hårdhed at gøre. Mindre bindemiddel og større porer giver en blødere slibeskive. De kaldes ofte for løst bundne slibeskiver. Slibeskivens Symbol hårdhedsgrad Særdeles blød A B C D Meget blød E F Blød G H J Middel K L M Hård N O P Q Meget hård R S T Særdeles hård U V W X Y Z Slibeskivens hårdhed Slibeskivers hårdhed betegnes fra A-Z Mere bindemiddel og mindre porer giver en hårdere slibeskive. Hårde slibeskiver kaldes derfor ofte for hårdt bundne slibeskiver. Hvis slibekornet rives ud af slibeskiven før det er slidt, er slibeskiven for blød. Det medfører et for stort slibeskiveforbrug og normalt en grovere overflade på emnet, der bearbejdes. Hvis slibekornet der er slidt og ikke skærer godt længere, bliver siddende i slibeskiven, så virker slibeskiven for hård. Dette medfører, at slibeskiven kan give emnet overfladedefekt på grund af varme og tryk. Slibeskivens struktur (gældende for traditionelle slibeskiver). Aluminiumoxid og siliciumkarbidskiver mærkes med et tal for slibeskivens struktur (kornspredningscifferet). Strukturen kunne også kaldes for slibeskivens indre opbygning. Den bestemmes af mængdeforholdet mellem slibekorn og bindemiddel i forhold til slibeskivens samlede volumen. Slibeskivens kan altså fremstilles, så kornene sidder meget tæt sammen eller med indbyrdes større afstand. Slibeskiverne kan også fremstilles med ekstra porøsitet, som kan varierer i størrelse. Disse slibeskiver kaldes ofte porøse eller højporøse slibeskiver, og mærkes med et P eller HP. Skiverne giver en meget kølig slibning fordi porerne giver plads til en effektiv spåndannelse. Normal struktur Porøs struktur Mere åben Større porøsitet En slibeskive bør af spåntekniske årsager vælges så åben som den enkelte slibeproces tillader. En åben slibeskivestruktur er fritskærende og sliber mere køligt, fordi porerne giver plads til spånerne og bedre køling. 14

15 Koncentration (gældende for CBN og diamant slibeskiver). CBN og diamant slibeskiver er oftest bundet i bakelit eller metal. I disse bindemidler er der ikke tale om en struktur eller luftporer. Der tales mere om kornspredning. Den moderne teknologi har dog gjort det muligt at fremstille CBN og diamant slibeskiver i keramiske bindinger, hvor det samtidig er muligt at indbygge luftporer. Mængden af slibekorn i en bakelit eller metalbindemidlet betegnes med et tal for koncentrationen. Belægning angives som en procentuel andel af det totale belægningsvolumen og kaldes slibeskivens koncentration. CBN og diamant slibeskiver mærkes oftest med C og et tal for koncentrationen. De mest almindelige koncentrationer er C50 - C75 C100 og C125. I stedet for C mærker enkelte fabrikanter deres slibeskiver med et R. Andre fabrikanter angiver koncentration med et C ved diamantslibeskiver og et V ved CBN slibeskiver. Koncentrationen har stor indflydelse på slibeskivens egenskaber. Hvis koncentrationen vælges for lav øges slibeskiveforbruget og slibeskivens geometriske form nedbrydes hurtigere. Hvis koncentrationen er for høj bliver slibeskiven væsentlig dyrere og men man får en bedre kantfasthed. Men slibeskiven virker hårdere med risiko for varmeskader på emnet. Diamant koncentration Karat pr. cm³ af belægningsvolumen Andel af slibekorn i % af belægningslaget CBN koncentration Karat pr. cm³ af belægningsvolumen Andel af slibekorn i % af belægningslaget C50 C75 C100 C125 2,2 3,3 4,4 5,5 12,5 18,8 25,0 31,3 C50 Ξ V120 C75 Ξ V180 C100 Ξ V240 C125 Ξ V300 2,2 (2,09) 3,3 (3,13) 4,4 (4,18) 5,5 (5,22) 12,4 18,7 25,0 31,3 Vægtfylden for diamant og CBN er ikke ens, hvilket giver en lille forskel på karatvægten og dermed det procentuelle indhold i belægningslaget. Ved C100 udgør slibekornene 25 % af belægningslagets volumen og de vejer 4,4 karat. Karat er en vægtenhed, hvor 1 karat = 0,2g. Bemærk overensstemmelsen mellem betegnelsen for V og andelen af slibekorn i belægningslaget (V120 ~ 12,4 %) Bindemiddel. Bindemidler omslutter det enkelte slibekorn helt og dets vigtigste opgave er at fastholde de enkelte slibekorn under spåntagningen. Slibekornene skal sidde så fast, at de kan modstå spåntrykket. Når slibekornene slides, forøges slibekræfterne, hvorved kornet splintres. Denne proces gentages igen og igen, indtil slibekornet er så nedslidt, at bindemidlet ikke mere kan fastholde det, hvorefter det løsrives fra slibebanen. Hårdhed og mængde af bindemiddel har således meget stor indflydelse på kornenes selvsplintringsevne. Bindemiddeltyperne betegnes særskilt ved et bogstav, oftest efterfulgt af en kodebetegnelse for den enkelte bindemiddelsammensætning. Bindemiddeltyper Keramisk Bakelit Metal Galvanisk Gummi Symbol K B M G R 15

16 Keramiske bindemidler. Keramiske bindemidler betegnes med et K. Råstofferne til keramiske bindemidler består af lerjord, porcelænsjord, kvartssand, feldspat, glas m.m. De anvendes i vid udstrækning til bindinger af aluminiumoxid- og siliciumkarbidkorn og i stigende grad også til diamant- og CBN korn. Bindingerne er modstandsdygtige overfor alle kølemiddelstyper, de har stor temperaturbestandighed, er meget stabile samt formbestandige og gør en slibeskive let at skærpe og tildanne i en given profil. Keramisk bundne slibeskiver er meget sprøde. Under spåntagningen tåler de et relativt stort tryk på slibebanen, men er til gengæld meget følsomme overfor stød, slag og sidetryk. Bakelit bindemidler. Bakelit bindemidler betegnes med et B. Bindemidlerne kaldes også for organiske bindemidler. De består hovedsaglig af forskellige typer for fenolplast og anvendes til binding af alle typer slibekorn. Typiske eksempler på anvendelsen er aluminiumoxid- og siliciumkarbidkorn i skæreskiver samt skiver til den grovere bearbejdning. Bakelit bindinger er relativ stabile, men over længere tid nedbrydes de af sollyset, ligesom visse typer også nedbrydes af kølemidler. Bakelit bindemidler er ligeledes de oftest benyttede bindemidler til belægningerne på CBN- og diamantslibeskiver, hvor de selv ved kraftig spåntagning sikrer en blød og kold slibning. Bindemidlerne kan være tilsat andre bestanddele (fyldstoffer) for at give specielle egenskaber. Eksempelvis giver tilsætning af molybdændisulfid en øget smørende egenskab, sølv giver bedre køling og hårde stoffer som aluminiumoxid, siliciumkarbid, borkarbid eller talkum, giver en bedre støtte for slibekornene og er med til at give en bedre overflade på det slebne emne. Metal bindemidler. Metal bindemidler betegnes med et M. Metal bindemidlerne (sintermetal) er oftest varianter af bronze, men kan også være baseret på messing, stål eller hårdmetal. Bindemidler af metal anvendes til CBN- og diamantslibeskiver. Metal bindemidler udmærker sig ved at kunne tåle en stor mekanisk og termisk belastning, hvilket reducerer slidtagen på slibekornene. Galvanisk binding. Galvanisk binding betagnes med et G. Den galvaniske binding består som regel af hårdkrom, der fastholder et lag af CBN- og diamantkorn på en slibekrop af eksempelvis stål eller hårdmetal. Bindingen er velegnet til slibestifter og til visse profilskiver. Da der kun ligger et enkelt lag af slibekorn, er disse slibeværktøjer forholdsvis billige i anskaffelse. Slibeskiverne afrettes ikke, men vedligeholdes ved rensning af overfladen. Gummi bindemidler. Gummibindemidler betegnes med et R. Bindemidlerne anvendes i almindelighed til specialskiver, eksempelvis specielle skæreskiver, polerskiver og reguleringsskiver til centerless-slibning. 16

17 3. Valg af slibeskive. En vellykket slibeproces er afhængig af mange faktorer, hvoraf valget af det skærende værktøj slibeskiven kun er en af mange. Som første valg anbefales der derfor at følge slibeskivefabrikantens anbefalinger og retningsgivende anvisninger for valg af slibeskive til givne slibeproces. Senere med kan et større erfaringsgrundlag give mulighed for at foretage nogle valg, som tilgodeser mere specifikke forhold i en given bearbejdningsproces. Slibeskivens sammensætning har som tidligere nævnt stor indflydelse på slibeskivens egnethed. I en valgsituation kan det derfor være hensigtsmæssigt, at se på de hvormed enkeltelementerne fra slibeskivens mærkningssystem øver indflydelse på slibeprocessen som helhed. Valg af slibemiddel. Ved valg af slibemiddel spiller emnematerialets type en stor rolle. Det er specielt nedenstående faktorer ved emnematerialet, som der skal fokuseres på: trækstyrke, legeringselementernes art og mængde, karbidernes art og mængde, varmeledningsevne. Bearbejdningen af forskellige materialetyper stiller altså nogle krav, som slibemidlet skal kunne opfylde i videst mulig grad. Der vælges slibemiddel ud fra følgende kriterier: Hårdhed slibemidlet skal helst være hårdere end de hårdeste bestanddele i det materiale, der skal bearbejdes. Et hårdere slibemiddel giver i almindelighed også en grovere overfladeruhed. Sejhed Slibning af eksempelvis bløde materialer udvikler et større specifikt tryk (trykket på det enkelte slibekorn), hvorved slibekornenes selvsplintring øges. Slibekornene vælges derfor blødere. Skarphed Et skarpt slibekorn skaber mindre friktion og dermed mindre varmeudvikling, men disse slibekorn er oftest sprøde og har dermed en større selvsplintring. Selvsplintringsevne Med en passende selvsplintringsevne holder slibekornene sig skarpt skærende, idet der til stadighed fremkommer nye skarpe skær. Kemisk og termisk stabilitet Kornene skal, uden at nedbrydes, kunne optage en del af den varme, der opstår under bearbejdningen samt kunne modstå kemiske påvirkninger. Derved forlænges slidtagen og standtiden forlænges. Nogle materialer har tendens til at klæbe til nogle typer slibekorn, hvorved slibeskiven tilstoppes. Eksempelvis klæber aluminiumsmaterialer til aluminiumoxidkorn. 17

18 Valg af kornstørrelse. Kornstørrelsen påvirker primært spånmængden og overfladekvalitet. Slibeskiver med blandede kornstørrelser forener i visse tilfælde et rimeligt slibeskiveforbrug med god spånproduktion og en acceptabel overfladeruhed. Ved valg af kornstørrelse gælder følgende generelle regler: Vælg altid kornstørrelsen så grov, som opgaven tillader. Det giver en hurtigere og køligere slibning Finkornede slibeskiver virker hårdere end grovkornede, fordi det specifikke tryk (trykket på det enkelte slibekorn) er mindre og selvskærpningen derved er mindre. Til blødere materialer anvendes større korn, og til hårdere materialer mindre kornstørrelser. Ved store slibetillæg anvendes grovere korn, der fremmer spånmængden. Ved store kontaktflader giver grovere korn en køligere slibning. Grovere korn giver grovere overflade. Dette skal specielt overvejes ved indstiksslibning, hvor emnets overflade bliver en kopi af slibeskivens relative ruhed. Krydsslibning, i forbindelse med udgnistning, medvirker til en væsentlig forbedring af overfladekvaliteten. Fine korn øger slibeskivens kantbestandighed og anvendes ved krav om skarpkantede hjørner og god profilholdbarhed. En grovkornet slibeskive kan ved fin afretning bringes til at frembringe en finere overflade, men denne metode bør kun anvendes under stor agtpågivenhed, da der let opstår varmeskader på emnet. Kornstørrelse Middelkornstørrelse Omtrentlig radius (MESH) mm ,6 0,5 0,4 0,3 0,25 0,2 0,18 0,15 0,1 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 Opnåelig radius i skarpkantede hjørner i forhold til slibeskivens kornstørrelse afhængig af afretningsmetode. Valg af slibeskivens hårdhed. Ved valg af slibeskivens hårdhed er det nødvendigt, at gå på kompromis mellem slibeskivens selvskærpningsevne og dens standtid. Når slibeskivens vælges for hård, mindskes den selvskærpende tendens, så slibeskiven belægges og bliver glat og blank. Dette medfører en dårlig spåntagning og en forøget varmeudvikling i emnet, og dermed forøget risiko for anløbning og sliberevner. Når slibeskiven vælges for blød, bliver selvskærpningstendensen for stor. Dette vil medføre et stort slibeskiveforbrug, en dårlig overflade og dermed en vis usikkerhed ved målfast slibning. Det er således nødvendigt at gå en middelvej og afpasse slibeskive og bearbejdningsdata bedst muligt til den aktuelle opgave (afstemme slibeskivens arbejdshårdhed). 18

19 En periodisk afretning som kompensation for en manglende selvskærpning vil i praksis altid være nødvendig. Ved valg af slibeskivens hårdhed gælder følgende generelle regler: I tvivlstilfælde vælges en slibeskive hellere en grad for blød end en grad for hård, idet der vil være mindre risiko for varmebetingede slibefejl Hårdere slibeskiver anvendes ved - Blødere materialer - Dårlig maskinstabilitet - Dårlig emnestabilitet - Lille kontaktflade - Vådslibning Blødere slibeskiver anvendes ved - Hårdere materialer - God maskinstabilitet - God emnestabilitet - Stor kontaktflade - Tørslibning En slibeskive virker hårdere ved voksende diameter og vælges derfor lidt blødere. En bredere slibeskive virker hårdere, fordi den samlede snitkraft fordels på en større flade, hvorved der specifikke tryk bliver mindre. Ved slibning af brudte overflader vælges en lidt hårdere slibeskive, end emnematerialet og slibemetode ellers forudsætter Valg af slibeskivens struktur. Slibeskivens struktur har stor betydning for spåntagningsevnen, idet afstanden mellem kornene indvirker på spånrummet. Til slibning, hvor der arbejdes med stor kontaktflade, vil det næsten altid være en fordel at vælge en slibeskive, der har en åben struktur, gerne en porøs struktur. Den åbne struktur giver bedre spånrum og derved en køligere slibning. Slibeskiven virker fritskærende. Ved valg af slibeskivens struktur gælder følgende generelle regler: En mere åben slibeskive virker blødere end en mere tæt slibeskive. Vælg en struktur, der i relation til opgaven, er så åben som muligt. To slibeskiver med samme betegnelse, men med forskellig struktur, vil virke forskelligt. Til materialer, der har tendens til at belægge slibeskiven, vælges en mere åben struktur. I almindelighed vælges: Åben struktur til: - Bløde og seje materialer - Skrubarbejde - Slibning med finkornede slibeskiver i varmeømfindtlige emner - Ved store kontaktflader imellem slibeskive og emne 19

20 Normalstruktur til: - Hårde og sprøde materialer - Sletarbejde - Ved små kontaktflader imellem slibeskiven og emne Ved udvendig rundslibning, hvor kontaktfladen er lille, vælges en normalstruktur. Ved indvendig rundslibning, ved planslibning og ved slibning med slibekop, hvor kontaktfladerne er store, vælges en åben struktur, helst en porøs struktur. Ved slibning uden kølemiddel, vil en porøs struktur samtidig virke befordrende for kølingen. Slibeskiven vil ikke alene slibe køligere, men de store porer vil trække kølende luft med rundt i periferien. Den tættere struktur vælges hovedsagelig til slibning af hårde og sprøde materialer, til profilslibning samt til andre specielle formål. En slibeskive, der er profilleret med skarpe hjørner eller små radier, vil meget hurtigt miste sin form, hvis slibeskivens struktur er for åben. Valg af bindemiddel. Bindemidlernes detaljerede sammensætning hemmeligholdes strengt af slibeskivefabrikanterne, og man bør derfor følge de anvisninger, der gives af den enkelte leverandør. Med voksende kendskab til de enkelte produkter vil det være muligt at udvælge en bestemt bindemiddeltype til en specifik opgave. Valg af CBN- og diamant slibeskiver. Slibemidlet diamant vælges primært til slibning i hårde, sprøde materialer, hvor varmeudviklingen er minimal, eksempelvis hårdmetal og keramiske materialer. Slibemidlet CBN vælges primært til slibning af hærdede, karbidrige ståltyper, eksempelvis højt legeret værktøjsstål og hurtigstål, hvor varmeudviklingen er stor. Kornstørrelse. Vælg så grove korn, som kravet til emnets overflade tillader. Grove korn giver forholdsmæssig en bedre standtid og sliber køligere end finere korn. Finere korn vælges ved større krav til emnets overflade og til slibeskivens formbestandighed. Koncentration. Koncentrationen af slibekorn i belægningslaget påvirker naturligvis prisen på slibeskiven, men sandelig også dens egenskaber. Hvis koncentrationen vælges for lav virker slibeskiven køligere under slibningen, men til gengæld stiger slibeskiveforbruget. Dette fordi det enkelte korn belastes kraftigt og derfor lettere brydes ud af bindemidlet, før det er slidt op. Hvis koncentrationen vælges for høj, virker slibeskiven hårdere, den har en større kantfasthed, men varmer betydelig mere underslibningen. 20

21 Generelt for valg af slibekornkoncentrationen: AMU Slibeteknik, valg af slibedata Høj koncentration, C100 C Høje krav til profil- og kantfastbestandighed - Lille belægningsbredde - Hård binding - Grove korn - dybdeslibning Normal koncentration, C75. - Perferislibning (rund- og planslibeskiver) - Kopslibeskiver eller lignende (slibning af skærende værktøjer) - Større belægningsbredder - Blød binding - Finere kornstørrelser Lav koncentration, C25 C50. - Slibeskiver med meget stor belægningsbredde - Slibeskiver med meget fine kornstørrelser Belægningsbredde. Slibning med CBN- og diamantslibeskiver kræver stabilitet i maskine, emne samt opstilling. En afgørende faktor for stabilitet og spåntagningsevne er kontaktfladen imellem emne og slibeskive. Almindelige regler for slibeskivens belægningsbredder: Bredere belægninger - Bedre overflader på emnet - Bedre standtid på slibeskiven - Større spåntryk - Større varmeudvikling Smallere belægninger - Mere fritskærende slibeskive - Mindre varmeudvikling - Dårligere overflade på emnet - Dårligere kantfasthed på slibeskiven 21

22 4. Montering og afbalancering af slibeskiver. Slibeskiver er relativt ømtåleligt overfor stød og slag. Derfor skal de opbevares omhyggeligt, og gerne tørt og frostfrit lagerrum, der er beskyttet mod stærk varme og udefra kommende rystelser. Keramiske slibeskiver kan lages i ubegrænset tid. Men bakelitbundne slibeskiver ikke bør lagres længere end 2-3 år. Bakelit bliver mere sprødt med tiden, og det påvirker styrken. Det er især sollys der indvirker på nedbrydningen af bakelitten. De skal derfor ved længere tids opbevaring være i mørkt rum. Montering af keramiske slibeskiver. Før en keramisk slibeskive monteres skal der foretages en klangprøve for at sikre den ikke er defekt. Ellers følges nedenstående procedure: Ophæng slibeskiven på et træskaft, og foretag en klangprøve for sikring imod revner i slibeskiven. Slibeskiven skal ved lette slag på siden af slibeskiven, skal den afgive en porcelænsagtig klang. Kommer der ved lette slag en dump lyd, så er slibeskiven defekt, og må ikke anvendes. Slibenavnet efterses for skævhed og andre fejl, og renses grundigt. Fladerne på flangerne skal være lige og uden slagmærker. Begge flanger skal have samme diameter, og diameteren skal minimum opfylde de gældende krav i forhold til slibeskivens størrelse. Slibeskiven skal frit og uden vold kunne monteres på navet. Hullet i slibeskiven bør have et overmål på minimum 0,2 mm i forhold til navflangen. Husk at lægge papskive på begge sider af slibeskiven. Navet krydsspændes og med rette moment i henhold til de specifikationer der er til slibemaskinen / slibeskiven. Herefter afbalanceres slibeskive og nav inden det opspændes i slibemaskinen. Slibeskiven opspændes i slibemaskinen og afrettes på slibebanen indtil kast er elimineret. Eventuelt kan slibeskivens sider også afrettes for at mindske aksialt kast og ubalance. Slibeskive og nav nedtages for at afbalancerer eventuelt sidste ubalance. Inden opstart tjekkes, at slibeskiven må anvendes ved det omdrejningstal som slibemaskinen kører i forhold til medfølgende specifikationer. 22

23 Montering af CBN- og diamant slibeskiver. Monter slibeskiven på et rent og fejlfrit nav og spænd flangerne let til, så slibeskiven netop fastholdes. Herefter monteres nav og slibeskive på slibespindlen. Aftast herefter slibebanen med et måleur, og ret slibeskiven op med blød gummihammer, så det radiale kast er mindre end 0,01 mm. Slibeskive fastspændes herefter på navet. Slibeskiven nedspændes og der foretages en afbalancering af slibeskiven Ved større slibeskive anbefales det, at få slibeskiven monteret hos slibeskivefremstilleren og lade slibeskive blive på navet hele levetiden. Afbalancering af slibeskiver. Der skelnes mellem to slags afbalanceringsmetoder: Den statiske, hvor der afbalanceres for radialt virkende kræfter ved hjælp af navets vægtklodser. Den dynamiske, hvor der afbalanceres for såvel radialt som aksialt virkende kræfter ved hjælp af anordning der er en integreret del af slibemaskinen. Statisk afbalancering. Den statiske afbalancering foretages ved at navet med slibeskive sættes på en dorn som ligges på afbalanceringsapparat. Der findes flere modeller. Herefter forskydes vægtklodserne i henhold til nedenstående skitse og procedure. 23

24 5. Afretning af slibeskive. Formålet med afretning tjener to formål, dels at genskabe slibeskivens geometriske form samt at give den forudbestemte skærende egenskaber. Man kan opnå meget varierende sliberesultater ved at skærpe en slibeskive med forskellige afretningsværktøjer og metoder. I maskin- og værktøjsindustrien anvendes oftest diamantafretningsværktøjer. Diamantafrettere. Diamantafretningsværktøjer fremstilles i mange udgaver, og bruges til keramisk bundne slibeskiver. Der er dog to hovedtyper: - enkeltkornsafrettere, - flerkornsafrettere. Disse findes så igen i flere variationer. Under afretning med diamantafrettere bliver slibebanen, dvs. slibekorn og bindemiddel, skåret, splintret og trykket i stykker. Diamanter indfattes i et stabilt skaft ved en sintringsproces. Både indfatningsmiddel og skaftmateriale skal kunne bortlede den varme der opstår under afretningen. Diamanter er som tidligere nævnt under slibemidler det hårdeste materiale, men de er meget temperaturfølsomme. Varme kan altså derfor medvirke til at nedbryde diamanten, så den ikke længere fremstår så skarp. Herved nedsættes evnen til at splintre slibekorn i afretningen. Enkeltkornsafrettere. De diamanter der anvendes i enkeltkornsafrettere er frasorterede naturdiamanter. De sorteres efter størrelse (vægt i karat) og bedømmes i kvalitet efter renhed, brudzoner og efter det antal spidser, der efter en omfatning, kan anvendes ved afretning. De klassificeres i 5-6 kvaliteter. Størrelsesmæssigt skal diamanten afstemmes efter opgaven, hvor slibeskivens diameter og bredde samt kornstørrelse og hårdhed er væsentlige faktorer. Enkeltkornsafrettere skal regelmæssigt drejes i sin holder, så der altid arbejdes med en skarp spids. Slebne enkeltkornsafrettere. Keramisk bundne slibeskiver er ved hjælp af et profileringsapparat forholdsvis lette at profilere. Nogle profiler kan afrettes med standarddiamanter, mens andre på grund af skivens kontur eller profileringsapparatets opbygning, skal afrettes med præcisionsslebne diamanter. Disse diamanter er specielt udsøgte, og de slibes fladeorienterede med flankevinkel og radier. 24

25 Flerkornsafrettere. Ideen med flerkornsafrettere er at forbedre afretningsbetingelserne og at spare på de dyre diamanter. Dette opnås ved at opbygge afretningsværktøjerne med flere diamanter og derved bringe flere spidser i indgreb på samme tid under afretningen. Desuden opnås den fordel, at alle diamanterne i flerkornsafretteren kan bruges op til sidste stump, der er intet spild. Der anvendes meget små diamanter, diamantsplitter eller diamantpulver. Diamantspidserne slides naturligvis, men slidfladerne bliver så små, at det kun har ringe praktisk betydning for skære- / trykforholdet. Indfatningsmaterialet, eksempelvis wolfram eller hårdmetal, varierer efter anvendelsesformålet. Normalt anvendes wolfram til aluminiumoxidslibeskiver og hårdmetal til siliciumkarbidslibeskiver. Der er god økonomi i at anvende flerkornsafretningsværktøjer, hvor det er muligt. Slibeskiven skærer optimalt, og afretteværktøjets diamantindhold udnyttes til det sidste. Et flerkornsværktøj skal normalt ikke vendes i sin holder, men bliv siddende i samme opspænding, fra nyt værktøj til det er kassabelt. 25

26 Diamantafretterruller. Ved serieproduktion af profilerede emner, kan afretning foretages ved hjælp af en diamantbesat rulle. Der skelnes specielt mellem to typer: - profilafretningsrulle. formrulle til cnc-styret profilafretning. Profilafretningsrulle. Afretteværktøjer, udført som profilerede diamantbesatte ruller, anvendes til større serieproduktion af emner med sammensatte profiler. De fremstilles med stor præcision og med de små diamanter siddende hele periferien rundt i profilens fulde udstrækning. Afretterullens længdemål kan holdes inden for en nøjagtighed på ± 0,002 mm. Vinkelmål samt geometriske formafvigelser inden for ± 0,002 mm. Den opnåelige størrelse på profilradierne afhænger af diamantpålægningsmetode og en eventuel efterbearbejdning: - konkave radier 0,03 mm. konvekse radier 0,1 mm. Afretning af slibeskiven foretages som en indstiksafretning, hvor diamantrullen drives af en lille regulerbar motor. Rullens periferihastighed og rotationsretning har stor indvirkning på den afrettede slibeskives skæreevne. Afretningens kvalitet er i øvrigt afhængig af en del andre faktorer. Når afretningsrullerne er slidte, kan de til tider efterslibes nogle gange. A = profilafretningsrulle til ligestillet slibeskive B = profilafretningsrulle til skråstillet slibeskive Formrulle til cnc-styret profilafretning. Afretteværktøjer, udført som motordrevne diamantruller, anvendes til mere individuelle opgaver. De er udformede med en enkelt radiusprofil og anvendes på cnc-styrede slibemaskiner, hvor afretningen af slibeskivens profil kan banestyres. Rullerne anvendes enkeltvis eller sætvis til mere komplekse profiler. 26

27 Afretningsteknik. I praksis dannes der en skruelinie med en stigning som på et gevind ved afretningen. Afretningsdybde og diamantens sidetilspænding er afgørende for slibeskivens spåntagende egenskaber, samt for hvilken overfladebeskaffenhed det færdige emne får. Afretningen skal kunne høres som et let hvislen. Hvis der høres en hård og brummende lyd er diamanten slidt. Spåndybde. Afrettespåndybde større end 0,03 mm vil gå hårdt ud over diamantspidserne, og vil generelt resultere i stort diamantforbrug. Spåndybder på mellem 0,02-0,03 mm vil være passende for en afretning til skrubslibning. Spåndybde på mellem 0,005-0,01 mm ved afretning til sletslibning. Skal der fjernes større mængder fra slibeskiven, kan man passende anvende en slidt diamant til skrubafretningen. Afretningsdybden. Den totale afretningsdybde bestemmes af slibeskivens kornstørrelse og almene tilstand. Men slibeskivens geometriske form skal genoprettes, og de slidte, fastsiddende korn skal fjernes. Den sorte farve på slibebanen skal ikke fjernes. Den skyldes metalpartikler, der kan være trængt langt ind i slibeskivens porer. Sidetilspænding. Sidetilspænding vælges ud fra ønsket om afretning for skrub- eller sletslibning. Stor tilspænding giver en åben og fritskærende slibeskive, men en grov overflade på emnet. Mindre tilspænding giver en lukket og mere glat slibeskive, men en finere overflade på emnet. 27

28 Diamantværktøjets opspænding. Diamantværktøjer skal indspændes så kort og stabilt som muligt, da vibrationer medfører meget slid på diamanterne. Enkeltkornsværktøjer skal opspændes med en hældningsvinkel på ca og vendes ofte, således at der altid er et skarpt skær i indgreb under afretningen. Køling. Diamanter nedbrydes hurtigt af varme, det er derfor nødvendigt at køle rigtigt og rigeligt. Afretning uden køling vil resultere i et stort diamantslid. Utilstrækkelig eller momentvis køling kan få diamanten til at splintre. Nedsat slibeskivehastighed kan medvirke til køligere afretning, men husk at det også har indflydelse på sidetilspændingshastigheden. Omfatning. Enkeltkornsværktøjer skal regelmæssigt drejes i sin holder, så der altid kan afrettes med skarpt skær. På et tidspunkt bliver diamanten dog slidt ned. Den bliver rund, eller der opstår store trykflader, hvilket giver en dårlig skærpning af slibeskiven. Kvalitetsdiamanter med flere spidser kan med fordel omfattes flere gange. Men det er vigtigt det sker i tide, og at omfatningen foretages af specialister. Leverandøren tager sig normalt af de praktiske detaljer vedrørende omfatningen. 28

29 Afretning, åbning og rensning af CBN- og diamantslibeskiver. Ved anvendelse af CBN- og diamantslibeskiver er det af stor betydning for slibeskivens effektivitet og slibningens kvalitet, at slibebanen skærer godt og arbejder uden kast. Det specielle for disse slibeskiver er, at bakelit- og metalbundne belægningslag helt mangler de luftporer, som findes i de keramiske bindinger. Der er kun mellemrum imellem de fremstående slibekorn, der skaber spånrummet. Derfor er en korrekt afretning og åbning af disse slibeskiver særdeles vigtig. Slibeskivefabrikanterne gør sig store anstrengelser for, at den enkelte slibeskives slibebane og opspændingshul løber indenfor snævre tolerancer. Resten er op til brugeren, der skal sørge for at sikre et godt rundløb ved at montere og afrette slibeskiven korrekt. Ved afretning af CBN- og diamantslibeskiver er det, på grund af slibekornenes hårdhed og bindemidlernes art, ikke hensigtsmæssigt at anvende konventionelle afretningsmetoder. Bremserulle. Med bremserulleafretteren er det muligt at fremstille en slibebane med et optimalt rundløb og en korrekt geometrisk form. Bremserulleafretteren er anvendelig til afretning af metal-, keramisk- og bakelitbundne CBN- og diamantslibeskiver. Den anvendes til alle standardformer med plane slibebaner. Bremserulleafretteren er meget hurtig at montere samt let at betjene, og der anvendes almindelige slibeskiver til afretningen. Metoder. Ved slibeskiver til plan-, rund- og indvendig slibning monteres bremserulleafretteren på et magnetplan eller en konsol og fastspændes, så slibeskivernes center står overfor hinanden. Spindelaksen sættes parallelt med slibespindlens akse eller drejes let i vinkel hertil på op til ca. 15. Ved kopslibeskiver eller lignende monteres afretteren, så spindelaksen står vinkelret på slibespindelaksen eller i op til 15 forskudt. slibeskiven startes med normal hastighed den bevæges mod afretterens skive, så de to skiver knapt berører hinanden. tværtilspændingen indstilles afrettehastighed på mm/min vil være passende. tværslaget begrænses, så slibeskive og afretterskive til stadighed vil have kontakt under afretningen. bremserulleafretteren bringes manuelt i medløbsrotation, og skiverne bringes forsigtigt i kontakt med hinanden. Mens bremserulleafretteren passerer frem og tilbage over slibebanen, tilstilles en spåndybde på ca. 0,01 mm pr overløb, og således at slibeskiven til stadighed holder bremserulleafretteren i rotation. Åbning og rensning af CBN- og diamantslibeskiver. Efter afretningen med bremserulleafretteren er slibebanen helt glat, og den skal derfor åbnes med en såkaldt renseskive. Når overfladen er åbnet, vil det sige, at bindemidlet foran og imellem slibekornene er fjernes, hvorved der bliver plads til spåner og kølemiddel. Der er således skabt en fritskærende slibebane og samtidig dannet et godt rygstød for slibekornene, hvilket er nødvendigt, for at kornene skal kunne modstå spåntrykket. 29

30 Skiverne/stavene til rensning og åbning af slibeskiverne er normalt finkornet aluminiumoxid, der er bundet keramisk eller i gummi. De keramisk bundne skiver/stave opbevares i en lille beholder med vand, hvilket bevirker at der under brugen fremkommer en slags slibepasta, som virker fremmende for processen. Renseskiven/staven presses hårdt imod slibebanen, indtil overfladen er tilstrækkelig ru. Med tiden vil slibekornene belægges med snavs, fedt og spånrester, hvorved den mister sin skæreevne. Med jævne mellemrum skal den derfor vedligeholdes ved rensning, som foregår på samme måde som ved åbning af slibeskiven. Afretning med diamantbelagt værktøj. Diamantbelagte værktøjer er effektive og lette at anvende ved afretning af plan- og rundslibeskiver. Værktøjerne er beregnet til afretning af CBN slibeskiver og belagt med et enkelt lag diamantkorn, som er galvanisk bundet. Hvis værktøjerne anvendes til diamantslibeskiver, skal slibeskivens periferihastighed sænkes betragteligt, og der skal påregnes et relativt stort slid på værktøjerne. Ved planslibning anvendes det plane værktøj, som fastholdes på maskinens magnetplan. Afretningen foretages som en normal planslibeproces, dog helst med reduceret spindelhastighed og en relativ lille tværtilspænding. Spåndybder på ca. 0,01 mm er passende, og der køles rigeligt. Ved rundslibning anvendes et cylindrisk værktøj, der ved hjælp af at en medbringeren roterer imellem faste pinoler. Afretningen foretages som en normal rundslibeproces, dog med reduceret slibespindelhastighed og en relativ lille bordhastighed. Spåndybder på ca. 0,01 mm er passende, og der køles rigeligt. Det er dog også muligt at anvende konventionelle flerkornsdiamanter. Afretteværktøjets kornstørrelse skal så afpasses til slibeskivens kornstørrelse. Efter afretningen er slibebanen helt glat, og den skal derfor åbnes med en renseskive/stav, der kan fjerne bindemidlet imellem kornene. Afretning og åbning med blødt stål. Ved anvendelse af bakelitbundne CBN- og diamantslibeskiver i blødt stål vel der ske en voldsom nedslidning af belægningslaget, fordi de lange spåner fjerner bindemidlet imellem slibekornene, som derefter falder ud. Dette princip kan imidlertid anvendes konstruktivt som en alternativ afretningsmetode. Skiven åbnes samtidig og er således klar til brug. Det er en forudsætning, at slibemaskinen er så stabil, at der kan arbejdes med spåndybder på 0,02-0,04 mm pr. overløb. Der anvendes et stykke blødt konstruktionsstål (f.eks. ST 37) af passende størrelse og stabilitet. Specielt ved rund- Følgende afretningsparameter er retningsgivende og kan varieres individuelt efter slibeskivens sammensætning og maskinens stabilitet. Ved planslibning: Slibeskivens periferihastighed vælges om muligt mindre end ved normal skærehastighed. Bordets hastighed sættes til ca. 20 m/min. Tilspændingen sættes til 0,02-0,04 mm pr. overløb. Sidetilspænding (bordets hastighed) sættes til ⅓ - ½ slibeskivens bredde pr. slag Der arbejdes med køling. Ved rundslibning: Slibeskivens periferihastighed vælges om muligt mindre end ved normal skærehastighed. Emnets periferihastighed sættes til ca m/min. Tilspændingen sættes til 0,02-0,04 mm pr. overløb. Sidetilspænding (bordets hastighed) sættes til ⅓ - ½ slibeskivens bredde pr. emneomdrejning. Der arbejdes med køling. Generelt ved afretning med blødt stål. Der slibes med stor tilspændingsdybde, som angivet ovenfor, til der høres, at slibeskiven sliber rent med hele sin bane, og til emneoverfladen er jævn, ensartet og fri for vibrationsmærker. En finjustering af maskinparametrene kan være nødvendig. Derefter justeres dybdetilspænding og tværbevægelse gradvis ind til de værdier, som slibeskiven senere skal arbejde med ved normal brug. Afretningen / åbningen er tilendebragt, når det bløde emne har opnået en ensartet og god overflade. 30

31 slibning skal det iagttages, at diameter og længde afstemmes, så opspændingen bliver så stabil som muligt. Afretning med løse korn. Kopslibeskiver kan afrettes manuelt med løse korn på en plan flade, eksempelvis en støbejernsplade eller en tyk glasplade. Der anvendes siliciumkarbidkorn i størrelse , afhængig af størrelsen på kornene i slibeskiven. Kornene strøs ud på planet og med et let tryk bevæges slibeskiven i et 8-talsmønster hen over planet. For hver 2-3 runder, løftes slibeskiven og drejes i 90:, hvorefter processen gentages, til overfladen er tilfredsstillende. Det er vanskeligt at fordele trykket konstant og ensartet, derfor skal slibeskiven med jævne mellemrum drejes 90:, ellers bliver spånfladen skæv, hvilket bevirker et kast, når slibeskiven roterer på slibespindlen. Slibeskiven kan efter opspænding yderligere åbnes med en renseskive. 31

32 6. Køle- og smøremiddel Indenfor slibeområdet, anvendes der både tør- og vådslibning. Principielt anvendes vådslibning hvor det er muligt og oftest indenfor præcisionsslibningen. Tørslibning anvendes ved specielle slibeopgaver hvor der stilles krav om at slibeskive og emne kan observeres under slibeprocessen. Ikke alle slibemaskiner er udstyret med køle- og smøremiddeludstyr. Der gælder f.eks. stikkelslibere, mindre universalslibemaskiner. Den varme der opstår under slibeprocessen, kan være yderst skadelig for emnets form og målbestandighed, ligesom den slebne overflade kan beskadiges. Varmen påvirker også slibekornene, idet disse nedbydes hurtigere, hvorved de bliver sløve. Dette bevirker igen en øget varmeudvikling på grund af den større friktion. Derfor gælder det om at undgå, at den skadelige varme opstår og om hurtigt at bortlede den varme, der er opstået. Ved slibning skal der altså i princippet altid køles rigeligt, hvor det er muligt. Varmen opstår primært ved den plastiske deformation af emnematerialet under spånafrivningen samt ved friktionen mellem slibeskive og emne. Kølemidlet skal derfor have både en kølende og en smørende effekt, og det skal tilføres i så store mængder, at det kan spule spåner og slibeskiverester væk fra emnets overflade. Den varme der opstår, er især betinget af: Emnets egenskaber, som f.eks. brudstyrke, hårdhed, varmeledningsevne, og sammensætning. Slibeskivens sammensætning og dens skærende egenskaber, bl.a. med hensyn til afretning. Procesbetingelserne, herunder slibeskivens hastighed, tilspænding, spåndybde, og kontaktfladens størrelse. Køle- og smøremiddelstype, dets mængde, temperatur og tilførelsesmåde. Generelt kan siges at varmeudviklingen stiger med: Større kontaktflade mellem slibeskive og emne Finere slibekornstørrelse Hårdere slibeskive Større spåndybde Større skærehastighed Større emnehastighed Ved normale skæredata fordeles den varme, som opstår ved spåntagningen på følgende omtrentlige måde: Ca. 10 % genereres i overfladen og videre ind i emnematerialet. Ca. 10 % genereres i slibekornene og videre ind i slibeskiven. Ca. 80 % optages i slibespånerne Heraf kan så udledes: Stor varmeudvikling er faktisk altid til skade for emnet. Hvis materialet yderligere har en dårlig varmeledningsevne, vil en større del af varmen genereres i slibekornene og medvirke til nedbrydning af disse. Hvis slibekornene og / eller slibeskivens krop har en dårlig varmeledningsevne, vil varmen forblive i kornene og nedbryde disse. Hvis slibeskiven ikke har den rette selvskærpningsevne, stigende varmeudviklingen i slibeprocessen med en større termisk belastning af slibekornene til følge. 32

33 Krav til køle- og smøremidlet. Ved slibning stilles der særlige krav til køle- og smøremidlet. God vedhæftningskraft, så kølemidlet omslutter både emne og slibeskive i selve slibestedet, således at der sikres den bedste mulige køling og smøring. Det skal kunne binde spånerne og slibestøvet og kunne spule det bort fra slibestedet. Varmeledningsevnen skal være ekstra god. Kølemidlet skal have gode smørende egenskaber, men blandingen må ikke være så fed, at slibeskivens porer lukkes og skæreevnen dermed forringes. Det er en fordel at køle- og smøremidlet er rimeligt transparent. Det skal virke rustbeskyttende på emne og maskindele. Slibeskivens bindemiddel må ikke angribes af køle- og smøremidlet Må ikke angribe maskinen maling Skal være PH neutral og ugiftig i forhold til nære omgivelser. Væsken må ikke skumme på arbejdsstedet eller i beholderen Have en god bestandighed og ikke gå for let i forrådnelse. Køle- og smøremiddelstyper. Syntetiske skærevæsker Syntetiske skærevæsker egner sig fortrinligt til slibning med diamantskiver, hvor den kølende virkning skal være bedst mulig. Disse skærevæsker bør i almindelighed ikke anvendes til CBN slibeskiver, hvor der primært ønskes en god smørende effekt. Emulsioner. Emulsioner egner sig stort set til næsten alle typer af slibeoperationer. Men de bør ikke anvendes til diamantskiver. Emulsionen blandes med vand. Blandingsforholdet ved normal maskinel bearbejdning med traditionelle slibeskiver er på ca. 1½ % for de fleste typer køle og smøremiddel. Til slibning med CBN slibeskiver anvendes ofte en ekstra fed emulsion på omkring 8-10 %. Her kan HD typen være god. Emulsioner findes også i fin-emulsions typer, hvor oliedråberne er mikrostørrelse. Slibeolier. Slibe- eller skæreolier kan være meget miljøbelastende og kræver specielle foranstaltninger. Skæreolietyperne, som har en stor smørende effekt egner sig til produktionsslibning med finkornede slibeskiver samt til slibning af materialer, der har tendens til at klæbe til slibekornene. Slibeolier er reelt de bedst egnede til slibning med CBN slibeskiver, men af miljømæssige hensyn foretrækkes ofte emulsioner. 33

34 Tilførsel af køle- og smøremiddel. Det er af største betydning at tilførslen af køle- og smøremiddel sker så optimalt som overhovedet muligt og i så rigelige mængder det lader sig gøre. Det stiller krav til hvordan mundstykket er udformet og placeret i forhold til slibestedet. I sær ved planslibning er det ofte et problem, idet slibeskivens porer trækker en del luft med rundt i periferien, som skal gennembrydes af trykket fra mundstykket og mængden af køle- og smøremiddel. Køle- og smøremidlets rensning. Rensning af køle- og smøremiddel skal ske ud fra flere årsager. Dels for at sikre affaldspartikler og lignende separeres fra og ikke nedbryder køle- og smøremidlet, ellers hvis der er tale om olierester fra centralsmøringen, som kan medvirke til at slibeskivens porer lukkes. Men også for at sikrer en god kvalitet og emneoverflade i slibeprocessen. Måden hvorpå man kan rense køle- og smøremidlet sker under hensyntagen til de krav der måtte være til slibeprocessen. Her er nævnt nogle forskellige typer for separerings- og renseudstyr: Magnetseperatorer, der primært opfanger større magnetiske partikler Slemmetankanlæg, der giver en relativ grov rensning af køle- og smøremidlet. I slemmetanken bundfældes alle de tunge partikler, og en del olie kan skimmes fra overfladen. Anlægget kan kombineres med magnetseparator. Cyklonfilter, der anvendes til rensning efter slemmetanken. Køle- og smøremidlet pumpes igennem en hydrocyklon, hvor endnu finere partikler udskilles. Båndfilteranlæg med båndfiltre i forskellige finheder. De fineste bånd kræver en grovrensning før filtreringen, da filtrene ellers vil tilstoppe for hurtigt. En svømmer der er placeret på selve filtret, styrer en motor, der trækker nyt bånd frem, efterhånden som det tilstoppes. Trykfilteranlæg anvendes til filtrering af mikropartikler. Det består af et trykfilter, hvor det grovfiltrerede væske pumpes igennem mange lag papirfiltre 34

35 Generelle regler for kølig slibning. Hvis man skal slibe uden mulighed for tilførsel af køle- og smøremiddel, eller med svag / ringe tilførsel, så kan følgende regler hjælpe med en køligere slibeproces: Slibeskivens sider frirettes i 2-3 hvis der skal slibes op imod bryst eller kant. Ved mindskning af slibeskivens bredde mindskes også varmeudviklingen. Gælder i sær ved tynde emner. Anvende slibeskiver med brud slibebane Anvend så grove slibekorn som opgaven og overfladekrav tillader Anvende så bløde slibeskiver som muligt Anvend en så åben slibeskivestruktur som muligt. Afret slibeskiven så groft som muligt 35