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02.06
Mon

【解決方案】線性滑軌成型研磨

線性滑軌的研磨一直都讓許多人頭痛,因為滑軌研磨前通常會經過熱處理,增強硬度與耐磨性,工件硬度高,如果砂輪的自銳性不好,容易產生鈍化快,燒傷震動等問題。




線性滑軌的研磨一直都讓許多人頭痛,因為滑軌研磨前通常會經過熱處理,增強硬度與耐磨性,工件硬度高,如果砂輪的自銳性不好,容易產生鈍化快,燒傷震動等問題,在這樣的狀況下,工件又是長條型,研磨距離提升,如果還要成型研磨導軌的部分,對砂輪的壓力較大,砂輪耗損更快,一般砂輪邊角保持力不夠的話,尺寸精度不易保持,還會衍生許多問題。

 

■問題深入探討:

◆尺寸精度不易保持

 

 

造成這個問題最主要的原因就是砂輪的耗損太快,因為砂輪的耗損,外徑變小,實際的研磨量比原先預計的研磨量少,使工件表面平面度下降,尺寸不精確,兩邊高度不相等,這樣造成的後果會讓滑軌在配合時產生震動,使機器無法正常運轉,這也是許多客戶想優先處理的問題。

 

◆產生燒傷、震動痕

 

 

最主要原因是研磨高溫,滑軌的材質大部分都是軸承鋼、高碳鋼類,這些材質具有較高硬度,在研磨高硬度時,砂輪的自銳性不好,散熱不佳,會使砂輪鈍化速度加快,當切削力下降砂輪表面堵塞的時候,就會產生燒傷及震動,或是少數有些材質是不鏽鋼,這類材質雖然硬度較低但具有高韌性,研磨時產生的碎屑容易與砂輪發生沾黏,就會造成砂輪堵塞而產生研磨高溫的狀況。

 

◆工件出現刮傷

 

 

工件刮傷最主要的原因是掉砂,若客戶希望自銳性提高減少砂輪堵塞以降低研磨溫度時,可能會選用結合劑較軟的砂輪,這類的砂輪雖然可以達到效果,但因為研磨滑軌是屬於高硬度材料,結合劑不夠強的狀況下,砂輪磨到工件時迅速被消耗,會產生很多細小的碎屑,掉到工件上又因為研磨的高溫附著於工件或被砂輪拖行就會造成刮傷,這樣會使表面會產生較大的高低差,嚴重影響工件的表面粗糙度。

 

◆無法同時研磨不同硬度

 

 

這個問題是因為有些客戶的工件會先送去熱處理,熱處理有分全硬化跟局部硬化,全硬化處理方式相對簡單,局部硬化會在同一平面同時研磨不同硬度的材料,且硬度相差可能會15-20度,若選用軟砂輪研磨,硬度低的部分會因為研磨硬面時砂輪快速自銳而掉砂,產生刮傷;選用硬砂輪研磨則會讓硬面阻抗加大而產生硬面燒傷,不管選用何種硬度的砂輪都會產生相對的不良影響。

 

■常見辦法:

◆為了解決砂輪耗損、掉砂及研磨不同硬度的問題,通常會直接使用CBN砂輪來做研磨,CBN砂輪硬度、加工精度高,自銳性比一般砂輪低,應對軟的工件可以降低掉砂機率,但還是會有一些問題,因為需要精度高,減少自銳造成的刮傷,所以進刀量要比一般砂輪小,且價格會比一般砂輪高,效率提升不大,成本卻提高,所以大部分客戶都會希望能夠不更換成CBN砂輪,找出保持力高的狀況下,提升加工效率降低成本的砂輪。

 

◆常見降低研磨熱的方法,會透過降低進刀量來解決,降低進刀量對砂輪的壓力就會降低,研磨熱的產生也會減少,但前提是不注重效率的狀況下,現在的加工產業不只追求精度,更追求效率,效率提高收入才會提高,降低進刀量只是治標不治本,這樣的方法並不是最完美的。

 

■解決方案:

◆砂輪規格

 

 

要解決以上矛盾的問題,生堯技術團隊有不同的看法,若想在不更換為超級磨料砂輪的狀況下達到效果,建議先從規格看起,依照磨軟料的規格,但是將硬度調高,若是選擇自銳性較好的磨料,將結合劑調硬,保持切削力的情況下降低自銳性,先解決刮傷及切削力下降造成的黏著問題,這樣的方式可能會造成研磨熱產生,所以接下來看第二點的建議。

 

◆氣孔設計

 

 

氣孔在砂輪中佔了非常重要的一環,很多問題都是因為研磨高溫所引起,不管是耗損大、燒傷、研磨震動,都是因為研磨溫度升高連帶影響的後果,若是能夠選擇氣孔分布均勻,散熱性高的設計,就能有效降低研磨溫度,但這樣的設計需要看廠商本身的技術及品質穩定能力,製作技術若是不穩定,出產的砂輪氣孔也會不均勻,就算可以改善散熱性效果也有限,所以生堯技術團隊會建議選用技術值得信任的廠商,針對高硬度工件的連續研磨去調整氣孔,增加散熱,就可以達到出乎意料的加工效率。

 

■總結:

總結以上方法,最主要是要選擇自銳性好的磨料,砂輪硬度調高,最後再加上氣孔的散熱技術,這樣的組合就能夠解決以上所述尺寸不精確、震動痕、燒傷、刮傷工件的問題,研磨滑軌的產業利潤高但成本也高,因為滑軌本身應用極廣,基本上9成以上的CNC機台都會使用到滑軌,市場需求大,但也因為加工成本高,所以實際上接這種案子做研磨的客戶也不是特別多,希望這次的想法能夠幫助到所有還在為了研磨滑軌而煩惱的各位。

 

※以上是SEYA生堯砥研的分享,若對砂輪、調整輪的選擇與搭配,或研磨相關技術有任何問題,歡迎與我們聯絡與諮詢!

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