Алмазный инструмент для обработки стекла

Стекло является уникальным материалом, который во все времена находил и находит широкое применение, как в промышленности, так и в быту. Такую популярность стекло получило благодаря своим уникальным качествам: долговечность, прозрачность, химическая устойчивость, твердость. Широкое применение данного материала требует эффективного метода обработки, а так как стекло, наряду с высокой хрупкостью обладает высокой твердостью, поэтому относится к группе трудно обрабатываемых материалов. В наше время наиболее распространенным и эффективным методом обработки стекла и стеклоизделий является шлифование алмазными кругами.

Шлифование стекла алмазными кругами – это процесс скоростного микроцарапания обрабатываемой поверхности совокупностью алмазных зерен, распределенных по всей поверхности инструмента. Воздействие алмазных зерен на поверхность стекла носит ударно-вибрационный характер, и разрушение стекла происходит в основном за счет образования ударных трещин, проникающих на некоторую глубину от поверхности, которые, пересекаясь между собой , создают механически ослабленный слой, легко разрушающийся при повторном воздействии абразива и удаляющийся в виде мелких осколков.

Обработка технического стекла

Алмазная обработка технического стекла включает в себя фацетирование зеркального стекла, обработку кромок автомобильного стекла, мебельного и интерьерного стекла.

1. Фацетирование стекла

Данный процесс представляет собой операцию снятия фаски шириной 5-60 мм. , под углом 15-30°, что придает зеркальному стеклу законченность формы и товарный вид. Операция фацетирования подразделяется на 3 стадии обработки:

- грубое шлифование (снятие основного припуска)
- тонкое шлифование (подготовка поверхности под полировку)
- полирование

Нанесение фацета производится шлифовальными кругами формы 12А2-45 и 6А2 на металлических и органических связках, на многошпиндельных станках и линиях. Скорость резания составляет 23-30 м/с. В качестве охлаждающей жидкости используется техническая вода, которая подается отдельно на каждый шпиндель в количестве 8-20 л/мин.

Шлифовальный алмазный круг 12А2-45 на металлической связке

Шлифовальный алмазный круг 12А2-45 на органической связке

Шлифовальные алмазные круги  6А2

Шлифовальные круги формы 6А и 12А2-45 применяются на станках как горизонтальной, так и вертикальной компоновки. Данные круги применяются для обработки стекла «с переменным углом фаски» при обработке стекла и зеркал.

При выборе режимов обработки следует учитывать основные факторы:
- припуск на обработку,
- требования к чистоте обработки,
- характеристику алмазного круга,
- характеристику и состояние применяемого оборудования.

Окружная скорость круга должна быть в пределах 25-30 м/с. На современных высокопроизводительных линиях скорость круга может достигать 50 м/с

2. Обработка кромки стекла

Обработка кромок автомобильного, мебельного и интерьерного стекла заключается в шлифовании его торцов по радиус («под карандаш»), снятие фасок на кромке стекла под углом 45° («еврокромка» или «трапеция») и снятие фасок на кромке стекла с переменным углом фаски.

Для обработки кромки стекла «под карандаш» и «еврокромку» используются шлифовальные круги с профильным алмазным слоем,формы 1DD6V.

Для обработки «под карандаш» используются круги формы 2F6V, 1F6V, 14F6V с вогнутым полукруглым профилем.

Алмазные круги 2F6V

Шлифовальные алмазные круги формы 1F6V  и  14F6V

Круги с профильным алмазоносным слоем формы 2F6V, 1F6V, 14F6V, 1FF6V, 1DD6V преимущественно используются на станках горизонтальной компоновки.

 

Правка абразивных шлифовальных кругов

В процессе правки кристаллы алмазов и вставки алмазно-металлического карандаша изнашиваются с образованием площадок, поэтому такие алмазные инструменты обычно устанавливаются так, чтобы ось карандаша или оправки была наклонена под углом 12-15° в сторону вращения круга. Это позволяет периодически поворачивать алмазный инструмент вокруг оси, уменьшать площадь контакта алмаза с кругом, вводить в работу незатупившиеся грани алмаза и тем самым улучшать условия работы правящего инструмента, уменьшать его износ. Такая установка алмазных инструментов предохраняет алмазах от перегрузок, исключает вибрации в системе «станок-круг-алмаз» и преждевременное разрушение кристаллов алмаза.

Для правки больших размеров, а также при профильном шлифовании применяются алмазы больших размеров в оправках, представляющих собой стальную державку, в которой закреплен необработанный алмаз с острой вершиной. Такие оправки имеют преимущество перед алмазно-металлическими карандашами, поэтому они изготавливаются из более качественных алмазов, и следовательно, их износостойкость значительно выше.

Для закрепления алмазов в оправке применяются три основных способа крепления: механический зажим (резьбовым колпачком, пружиной, двумя планками), пайка различными припоями и зачеканка в медные или стальные оправки с медными вставками. Алмаз должен быть установлен в оправке таким образом, чтобы плоскости сколов кристалла не совпадали с направлением сил, действующих на алмаз при правке. После закрепления, алмаз должен выступать из оправки не более чем на ¼ своей высоты.

Для правки кругов при однопрофильном резьбошлифовании применяются алмазные иглы. Для изготовления игл применяются природные технические алмазы в виде кристаллов формы октаэдра, а также пиленые или колотые.

Стоимость ограненных алмазных инструментов выше стоимости алмаза в оправках, так как ограненные кристаллы алмаза подвергаются трудоемкой операции шлифования. Однако высокая производительность правки кругов, повышение точности и качества шлифования оправдывают расходы на приобретение такого инструмента.

Правка кругов методом обтачивания позволяет получить высокую точность рабочей поверхности круга, которая за счет изменения величины продольной подачи алмазного инструмента может обеспечить различную шероховатость поверхности обрабатываемой детали. В процессе правки кругов методом обтачивания возникают очень небольшие силы (не превышающие 29,4 – 49 Н), способствующие меньшему разрушению абразивных зерен при правке и их износу при шлифовании.

Наиболее распространенные схемы правки алмазным инструментом по методу обтачивания приведены на рисунках.

Типы алмазных правящих карандашей