Narzędzia diamentowe: rodzaje, przeznaczenie i zasady działania

Treść artykułu

• Cenne narzędzie: jak to działa
• Rodzaje, przeznaczenie i zakres zastosowania
• Używaj z narzędziami ręcznymi
• Cięcie diamentowe na urządzeniach stacjonarnych
• Tryby przetwarzania
• Przywrócenie krawędzi diamentowych

Pod względem wydajności obróbki twardych materiałów diamenty syntetyczne nie mają praktycznie konkurencji. W naszej recenzji omówimy rodzaje narzędzi diamentowych, wybrane cechy, a przede wszystkim tryby obróbki i zasady utrzymania krawędzi w stanie gotowym do pracy..

Cenne narzędzie: jak to działa

Fizyczne i mechaniczne procesy towarzyszące obróbce różnych materiałów mają jedną ogólną tendencję: element tnący musi mieć twardość wyższą niż obrabiany materiał i poruszać się względem niego z określoną prędkością. Jeśli chodzi o obróbkę metali, drewna i tworzyw sztucznych, jako materiał do obróbki można zastosować stal wysokostopową lub powszechnie stosowane materiały ścierne, takie jak węglik krzemu lub karborund. Jednak w przypadku bardzo twardych materiałów, takich jak granit czy beton, preferowane są substancje o niespotykanej dotąd twardości – syntetyczne diamenty..

Podobnie jak inne rodzaje narzędzi ściernych, diament posiada rozproszenie mikrocząstek o ostrych krawędziach, które są osadzone w warstwie spoiwa. Z reguły jako spoiwo stosuje się stopy metali o wysokiej temperaturze mięknienia. W trakcie pracy narzędzie traci część wiórów diamentowych, natomiast górna warstwa spoiwa topi się i ściera z obrabianej powierzchni, odsłaniając nowe cząstki o ostrych krawędziach.

Istnieje dość duża liczba odmian narzędzi diamentowych przeznaczonych do cięcia, szlifowania, frezowania i wiercenia. W tym przypadku oprysk odbywa się wyłącznie na krawędziach krawędzi roboczych. W tych miejscach osiąga się maksymalną prędkość skrawania, co jest podstawowym warunkiem prawidłowego działania narzędzia diamentowego. Wiąże się to ze specyficzną wadą tej metody przetwarzania – wysoką temperaturą w strefie styku, dlatego zazwyczaj takie prace wykonuje się przy doprowadzaniu chłodziwa.

Rodzaje, przeznaczenie i zakres zastosowania

Narzędzia diamentowe zyskały popularność ze względu na wysoką wydajność obróbki twardych materiałów, czystość obrabianych powierzchni, dużą dokładność oraz możliwość pracy z delikatnymi produktami. Kolejną cechą jest różnorodność typów narzędzi do wykonywania wysoce specjalistycznych zadań.

Najbardziej rozpowszechnione są diamentowe tarcze tnące do cięcia kamienia i betonu. Te materiały eksploatacyjne są dostępne w dwóch wersjach: dzielona (segmentowana) warga i rowkowana ramka. Uważa się, że ściernica z dzieloną krawędzią lepiej nadaje się do obróbki na sucho ze względu na to, że usuwanie pyłu z obszaru skrawania przez przepływ powietrza przez szczeliny jest bardziej wydajne, natomiast obecność spiralnych ścieżek na tarczy ze schodkową obręczą lepiej przyspiesza przepływ chłodziwa.

Do szlifowania powierzchni stosuje się miseczki diamentowe, po stronie roboczej których znajdują się wypukłości, których powierzchnie leżą w tej samej płaszczyźnie. Z jednej strony ta konfiguracja zmniejsza powierzchnię styku i odpowiednio zmniejsza nagrzewanie tarcia. Z drugiej strony szczeliny powietrzne między segmentami ułatwiają skuteczne usuwanie usuniętych cząstek materiału. Istnieje kilka konfiguracji segmentów kubka, które nie mają zasadniczej różnicy, ale różnią się skutecznością usuwania różnych odpadów ze strefy mielenia.

Z reguły podstawa miseczek jest sztywna, ale dość powszechne są również tak zwane żółwie, w których liczne segmenty są mocowane na elastycznej podstawie. Istnieje bardzo duża liczba odmian takiego narzędzia, różniących się składem spoiwa, wielkością ziaren diamentu i konfiguracją segmentów, a każdy indywidualny rodzaj żółwia jest przeznaczony do pracy z określonym rodzajem kamienia z ścisłym ograniczeniem trybów obróbki.

Wiertła są trzecim rozpowszechnionym rodzajem narzędzi diamentowych przeznaczonych do wykonywania otworów w twardych masach metodą bezudarową. W strefie natrysku wiertło ma efektywną średnicę, która jest o kilka milimetrów większa niż zewnętrzne wymiary dyszy, co tworzy szczelinę do usuwania pyłu i odsysania rdzenia. Krawędź koron można segmentować analogicznie do tarcz tnących, co pozwala zwiększyć prędkość obrotową narzędzia i zwiększyć produktywność wiercenia z jednakową siłą posuwu.

Używaj z narzędziami ręcznymi

Za najważniejszą wartość użytkową narzędzi diamentowych uważa się ich wykorzystanie do obróbki wyrobów kamiennych, rozbiórki konstrukcji betonowych oraz wytwarzania kanałów technologicznych. Do tych celów optymalne jest użycie ręcznego elektronarzędzia, wykorzystującego dużą mobilność kosztem dokładności obróbki..

Nie wszystkie ręczne narzędzia szlifierskie nadają się do diamentowych narzędzi tnących. Z całej gamy wymagań projektowych najważniejsze są dwa: możliwość regulacji prędkości wrzeciona oraz dostępność urządzeń do chwytania obiema rękami. Tak więc zwykłe szlifierki nie mogą być używane do prac szlifierskich, tylko specjalne szlifierki kątowe z opracowanym przednim uchwytem i regulacją prędkości, w niektórych przypadkach może być wymagane standardowe urządzenie doprowadzające chłodziwo. Cięcie za pomocą szlifierek można przeprowadzić, jednak należy dobierać segmentowe tarcze diamentowe dokładnie według prędkości narzędzia. Mocowanie wszystkich diamentowych materiałów eksploatacyjnych do narzędzi ręcznych jest znormalizowane: otwór 22,2 mm na tarcze i gwint 14 mm na przyssawki.

Do wiercenia stosuje się ciężkie wiertarki bez młota lub młotowiertarki, które mają mechanizm wyłączania mechanizmu udarowego. Moc narzędzia dobierana jest zgodnie ze średnicą koron, jednak z reguły nie mniej niż 1,5 kW. Prawie wszystkie wiertnice diamentowe mają okrągły lub fasetowany trzpień o grubości co najmniej 8 mm do mocowania w uchwycie trójszczękowym. Podczas wiercenia dopuszcza się obfite chłodzenie cieczą obszaru roboczego ze względu na znaczne oddalenie od niego napędu elektrycznego, jednak płyn musi być doprowadzany metodą grawitacyjną..

Cięcie diamentowe na urządzeniach stacjonarnych

Najbardziej zaawansowaną technologicznie metodą wykorzystania narzędzi diamentowych jest obróbka mechaniczna. Obejmuje to zarówno ciężkie szlifierki i maszyny do cięcia, jak i specjalne instalacje o ograniczonej mobilności. Przykładem tych ostatnich są przecinarki drogowe przeznaczone do cięcia betonu asfaltowego z tarczami o średnicy powyżej 400 mm oraz przyrządy do wiercenia diamentowego..

Główne zalety stacjonarnego sprzętu to wysoka dokładność, którą zapewnia sztywne łoże i automatyczny mechanizm posuwu, a także możliwość nieograniczonego wykorzystania chłodziwa. Dzięki tym dwóm okolicznościom żywotność krawędzi i czystość obrabianych powierzchni są znacznie zwiększone. Nie sposób nie wspomnieć o zwiększonej wygodzie i bezpieczeństwie: operator maszyny jest mniej zmęczony dzięki temu, że nie ma potrzeby mocnego trzymania narzędzia obiema rękami.

Szlifierki stacjonarne mogą używać kamieni diamentowych na spoiwie metalowym, ceramicznym i elastycznym polimerowym. Z reguły takie oprzyrządowanie służy do wykańczania krawędzi narzędzia skrawającego lub do dokładnej obróbki krawędzi na produktach wykonanych z cennych skał. W takich przypadkach twardość ziarna diamentu jest szczególnie korzystna, ponieważ usuwanie cząstek stali narzędziowej lub kamienia naturalnego następuje bez przegrzania obrabianego przedmiotu, a więc bez nieodwracalnej utraty jego właściwości przez materiał..

Tryby przetwarzania

Narzędzia diamentowe są bardzo wymagające pod względem przestrzegania trybów obróbki: prędkości skrawania, przyłożonej siły, obecności chłodziwa w obszarze obróbki. Niezastosowanie się do tych wymagań jest praktycznie gwarantowane uszkodzenia samego narzędzia lub przedmiotu obrabianego. Jednak nauczenie się zasad pracy nie jest takie trudne, w tym celu należy wziąć pod uwagę tylko dwie okoliczności.

Pierwszą z nich jest konieczność zapewnienia równomiernego zużycia krawędzi, podczas którego następuje stopniowe niszczenie spoiny i odsłonięcie „świeżych” ziaren diamentu. Jeśli nie zostanie zachowana wymagana prędkość przetwarzania, spoiwo topi się, zatykając pory na powierzchni krawędzi, zjawisko to nazywa się soleniem. Możesz zaktualizować krawędzie, równomiernie szlifując je o solidny, twardy materiał ze składnikiem ściernym, na przykład cegły ceramiczne lub zużyta ściernica.

Z pierwszego wynika inna zasada: każde narzędzie szlifierskie lub tnące jest przeznaczone do obróbki określonej listy materiałów zgodnie z trybami i kolejnością tego przetwarzania. Tak więc w przypadku tarcz i koron producent ściśle reguluje prędkość obrotową i siłę posuwu, a dla kubków i elastycznych kamieni – liczbę kroków w celu zmniejszenia wielkości ziaren, obecności dopływu chłodziwa, możliwości pracy na płaskich powierzchniach lub krawędziach. Dlatego tylko przestrzeganie zasad regulowanych przez producenta gwarantuje możliwie najdłuższą eksploatację narzędzi diamentowych oraz wysoką jakość produktów..

Przywrócenie krawędzi diamentowych

W efekcie należy podkreślić, że oprzyrządowanie diamentowe może być zarówno materiałem eksploatacyjnym (AGShK, płyty), jak i daje się obliczyć do długotrwałej eksploatacji, jak to ma miejsce w przypadku koron i pił tarczowych. Skład spoiwa i frakcję pyłu diamentowego w niektórych przypadkach można dobrać, spodziewając się przyspieszonego, ale systematycznego zrzucania, to znaczy, że praca jest wykonywana nie tylko przez ziarno zamocowane na krawędzi, ale także przez rozpadające się fragmenty. W takich przypadkach narzędzia diamentowe nie są zbyt drogie i jedynym sposobem ich przywrócenia jest wyeliminowanie solenia opisaną powyżej metodą..

Jest jednak inna klasa sprzętu, która charakteryzuje się zwiększoną wytrzymałością, gęstością i twardością spoiwa, a także specjalnie dobraną frakcją ziarna diamentu. Z reguły dotyczy to dużych tarcz tnących i koron, które podlegają znacznym obciążeniom eksploatacyjnym. To narzędzie jest dość drogie, a jego całkowita wymiana w miarę zużywania się jest absolutnie nieracjonalna. Zamiast tego tylko powierzchnie stykowe mogą być odnawiane lub wymieniane przez wyspecjalizowane organizacje. Jest to optymalne rozwiązanie dla profesjonalnych rzemieślników zajmujących się piłowaniem ścian, zmniejszające koszty amortyzacji o 2–3 razy.