На одном из российских предприятий по производству прецизионных пресс-форм, с запуском шлифовального станка PG, заготовка из твердого сплава обрабатывается с высокой точностью, формируя оптическую поверхность сложной геометрии. Примечательно, что производственная линия, где ранее требовалась частая замена шлифовальных кругов, теперь стабильно работает уже несколько недель подряд.

«Раньше, при использовании шлифовальных кругов на связке из смолы, нам практически ежедневно приходилось останавливать станок для правки профиля. Сейчас же эта алмазная круг на металлической связке стабильно работает уже три недели, и удержание профиля по-прежнему остается на отличном уровне», — отмечает начальник цеха российского предприятия по производству прецизионных форм Алексей Иванов.

1 | Отраслевая среда и производственные задачи

В последние годы Россия активно развивает высокоточные отрасли, такие как авиакосмическая промышленность, энергетическое машиностроение и производство высокотехнологичного оборудования. В этих сферах растет спрос на прецизионные формы и оптические формообразующие детали, являющиеся ключевыми элементами современных промышленных систем.

Клиент данного кейса — предприятие, расположенное в одном из промышленных регионов России, специализирующееся на производстве форм из твердого сплава и прецизионных оптических деталей для внутреннего рынка и стран СНГ. Ключевые операции выполняются на шлифовальных станках PG (Profile Grinder), предназначенных для обработки сложных контуров и высокоточных криволинейных поверхностей.

В процессе производства предприятие столкнулось со следующими типичными проблемами:

 1.1 Высокая сложность обрабатываемого материала
Твердые сплавы обладают высокой твердостью и износостойкостью, что предъявляет повышенные требования к режущей способности и стабильности шлифовального круга.
1.2  Жесткие требования к сохранению профиля
Шлифование PG крайне чувствительно к геометрии круга — даже незначительное заваливание кромки напрямую влияет на точность формообразования.
1.3 Недостаточный ресурс традиционных кругов
Круги на смоляной связке быстро изнашиваются при непрерывной обработке, требуя частой правки и остановок оборудования.Требования к оптическому качеству поверхности
Шероховатость и стабильность повторяемого процесса напрямую определяют процент годных изделий и качество поставок.

Все эти факторы снижали производительность и значительно увеличивали совокупные затраты на изготовление продукции.

2 | Технологический выбор: почему металлическая связка

После анализа различных вариантов шлифовальных кругов техническая служба сделала ставку на алмазные круги на металлической связке (Metal Bond Diamond Wheels).

По сравнению с кругами на смоляной связке, металлическая связка обеспечивает ряд ключевых преимуществ:

• Повышенная прочность удержания зерна
  Металлическая матрица надежно фиксирует алмазные зерна, значительно повышая стабильность профиля.
• Отличная износостойкость и термическая стабильность
  Подходит для длительного непрерывного шлифования с минимальной потребностью в правке.
• Оптимально для сверхтвердых и хрупких материалов
  Включая карбид вольфрама, керметы и техническую керамику.

В задачах оптического профильного шлифования применяются в основном круги на смоляной и металлической связке. При этом именно металлическая связка предпочтительна для высокоточных и стабильных процессов, особенно на современных ЧПУ-станках PG.

3 | Разработка индивидуального решения

С учетом параметров оборудования и требований к обработке была разработана индивидуальная конфигурация алмазного круга на металлической связке

Основные характеристики круга                                                                                                                                                                        

• - Тип круга: Алмазный шлифовальный круг на металлической связке
• - Наружный диаметр (D): 180 мм
• - Толщина (T): 8 мм
• - Ширина рабочей зоны (X): 1 мм
• - Посадочное отверстие (H): 31,75 мм
• - Зернистость: 400#
• - Концентрация алмаза: 125

Логика подбора ключевых параметров

• - Выбор зернистости 400#
  Обеспечивает шероховатость поверхности порядка 1 мкм при сохранении высокой производительности, что соответствует требованиям оптического класса.
• - Оптимизация передней геометрии
  Ширина передней кромки около 0,10 мм и радиус 0,04–5 мм обеспечивают баланс между точностью сложных контуров и ресурсом круга.
• - Сбалансированная концентрация
  Концентрация 125 оптимально сочетает срок службы, эффективность обработки и экономичность, что важно для серийного производства.

Данное решение позволило точно адаптировать характеристики круга к реальным условиям обработки.

4 | Практические результаты и производственные показатели

После внедрения в производство алмазный круг на металлической связке продемонстрировал заметные преимущества:

Стабильность профиля

• Сохранение геометрии при длительной непрерывной работе
• Существенное снижение частоты правки
• Повышение стабильности профиля более чем на 300% по сравнению со смоляной связкой

Ресурс

• Равномерный износ без аномалий
• Увеличение срока службы примерно в 4–5 раз
• Значительное сокращение простоев и замен кругов

Качество поверхности

• Стабильная чистота поверхности форм из твердого сплава
• Соответствие требованиям оптического качества
• Более высокая стабильность процесса по сравнению со смоляными кругами

Стабильность серийного производства

• Заметное улучшение размерной повторяемости
• Рост выхода годной продукции более чем на 15%

В настоящее время данный круг утвержден заказчиком как стандартное решение для операций шлифования PG.

5 | Отраслевые выводы и практическая ценность

Этот успешный кейс демонстрирует высокую практическую ценность индивидуально подобранных шлифовальных решений для предприятий прецизионного машиностроения в России.

Отличные результаты применения алмазного круга на металлической связке при шлифовании PG подтверждают важность подбора параметров круга с учетом конкретного материала и технологии. Разная зернистость обеспечивает различную шероховатость поверхности и производительность.

В диапазоне зернистостей от 140# до 1500# алмазные круги на металлической связке позволяют получать шероховатость от примерно 4 мкм до 0,2 мкм, перекрывая задачи от черновой до сверхпрецизионной обработки.

Геометрия передней части круга также играет ключевую роль в точности и ресурсе. Более тупые углы лучше воспринимают вертикальные нагрузки, тогда как острые подходят для тонких профилей. Контроль этих параметров является критически важным для высокоточных применений.

Кроме того, данный пример подчеркивает ценность тесного сотрудничества между производителями шлифовальных кругов и промышленными предприятиями для решения конкретных производственных задач.

  

---

Заключение

Благодаря стабильной работе алмазного круга на металлической связке на станке PG, ключевые производственные показатели предприятия существенно улучшились:

• - Частота замены кругов:
  с 1,2 раза в день → до 0,3 раза в неделю
• - Процент годной поверхности:
  с 78% → до 94%
• - Время обработки одной детали:
  сокращено на 22%

Подводя итог, Алексей Иванов отмечает: «Это не просто замена шлифовального круга — это изменение всей производственной модели».

В настоящее время предприятие расширяет применение алмазных кругов на металлической связке на нескольких станках PG и изучает возможности использования более мелкой зернистости для сверхпрецизионной обработки оптических деталей.