Проект изследва ефективността при производството на шлифовъчни дискове

22.04.2026   |   Начало»Проекти

Редактор
Екатерина Амова

Редактор
Екатерина Амова

Как може да се спести енергия при производството на твърдосплавни инструменти? Този въпрос служи като отправна точка за проекта "Енергийноефективно шлифоване на канали", изпълнен успешно от Института за производствени технологии и металообработка (IFW) и BDW-BINKA Diamantwerkzeug, съобщават от IFW.

В рамките на проекта, финансиран от Европейския фонд за регионално развитие (ЕФРР) и провинция Долна Саксония, е установено, че основен фактор за намаляване на общото потребление на енергия в процеса на шлифоване на фрезови канали е подаването на охлаждаща течност, за който може да се изразходи над 60% от консумираната енергия.

За изработката на шлифовъчни дискове е използван иновативен адитивен производствен процес, разработен от партньора по проекта BDW-BINKA. Резултатът е постигане на енергийноефективно шлифоване на канали с 3D принтирани диамантени шлифовъчни дискове.

3D печатът на шлифовъчни дискове позволява бързо и гъвкаво производство на голямо разнообразие от конструкции, които не могат да бъдат изработени с помощта на конвенционални методи за формоване. Чрез елиминиране на необходимостта от производство на матрици, този процес премахва и една скъпа и енергоемка стъпка от производствената верига.

Предизвикателства

Шлифоването на дълбоки канали с твърдосплавни фрези е свързано с най-високите механични и термични натоварвания в производствената верига. Зацепването на шлифовъчния инструмент, което може да достигне дълбочина до 4 мм, прави тази стъпка от процеса ключов фактор за производителността и рентабилността в цялата технологична верига. Основното предизвикателство е ограниченият достъп на охлаждаща течност до зоната на контакт между инструмента и детайла. За да се осигури достатъчно охлаждаща течност, понастоящем се използват високи налягания и дебити, което значително увеличава консумацията на енергия за подаване на охлаждаща течност.

Решение

Структурираните шлифовъчни инструменти подобряват транспорта на охлаждаща течност в контактната зона, но същевременно променят условията на рязане и по този начин скоростта на отнемане на материал. За проектиране на структурите в съответствие с приложеното натоварване е използвано моделиране на процеса с помощта на симулационния софтуер IFW CutS. Въз основа на резултатите от симулацията са дефинирани подходящи структурни геометрии, които впоследствие са изработени и използвани в по-нататъшния ход на проекта.

Адитивно произведени инструменти

Използването на адитивно произведени шлифовъчни инструменти води до значително намаляване на необходимото налягане на охлаждащата течност по време на дълбоко шлифоване на твърдосплавни фрези. За да се определи икономията на енергия в процеса, са проведени паралелни измервания на мощността. Тъй като за подаването на охлаждаща течност се консумира голяма част от общо потребената енергия, намаляването на налягането на охлаждащата течност води до значително понижаване на консумацията на енергия по време на производството на инструмента. В същото време термичното натоварване в контакта на шлифоване се запазва ниско.

Независимо от намаления поток на охлаждаща течност, не се установява възникване на термични повреди по дисковете и качеството на повърхностите не е засегнато. По този начин проектът демонстрира високия потенциал на структурираните шлифовъчни дискове за шлифоване на дълбоки канали. В допълнение, в този процес за първи път са използвани успешно адитивно произведени, метално свързани шлифовъчни дискове.

Ключови думи: IFW   адитивно производство   шлифовъчни дискове   металообработка  

Област: Машиностроене