Использование охлаждающих агентов в процессе обработки стекла
Как применяются алмазные инструменты в процессе обработки стекла и как улучшить результат с применением охлаждающих жидкостей.
На данный момент во всем мире используются охлаждающие жидкости в стеклообрабатывающей промышленности при производстве автомобильного, мебельного и архитектурного стекла (процесс шлифования и сверлении стекла и зеркал).
Данная статья описывает возможность улучшения процесса шлифовки в зависимости от выбора соответствующей, жидкости для охлаждения и оптимальной ее концентрации. В статье также рассмотрено влияние охлаждающей жидкости на алмазный слой инструмента и шероховатость поверхности стекла. В этом исследовательском проекте вместе с «Fraunhofer Institut fur Produktionstechnologie IPT, Aachen» мы продемонстрируем, что при использовании стандартных алмазных кругов при обработке флоат-стекла можно увеличить скорость обработки до 0,6 мм/мин с использованием охлаждающей жидкости Acecool 6261. Примем во внимание что скорость обработки при использовании только воды составила 0,2 мм/мин.
1. Введение
Использование только воды в процессе обработки стекла, на сегодняшний день не достаточно для хорошего качества продукции и высокой производительности. Использование только воды без добавок, приводит к следующим проблемам:
* снижение качества фацета;
* высокий износ покрытия алмазных кругов;
* коррозия станков для обрабокти стекла;
* снижение баланса кислоты и щелочи охлаждающей жидкости;
* осаждение стекольной пыли и превращение в цементнообразную массу.
В поиске решения данных проблем, следует брать во внимание хрупкость стекла и отличительные особенности процесса обработки стекла от шлифовки метала, поэтому нужно использовать охлаждающую жидкость для облегчения процесса обработки стекла.
Охлаждающий агент является основным промежуточным связывающим звеном в трибологической системе: стекло – охладитель – алмазный инструмент. Эта статья обращает внимание и подчеркивает значение охлаждающих жидкостей в предохранении алмазного инструмента. Влияние современных охладителей на коррозию оборудования и уровень кислотно-щелочного баланса обсудим позже.
2. Экспериментальные методы
2.1 Предварительные тесты
Тесты для получения результатов влияния охлаждающих жидкостей на операцию шлифования были проведены на станке Bavelloni TB65 (станок для нанесения фацета), используя синтетический (не масляный) охладитель Acecool 6284. Фацет шириной 40 мм на стекле толщиной 6 мм при скорости подачи 1м/мин
Потребление тока первым шлифовальным кругом было 4,9A (рис.1), при этом в качестве охлаждающего агента использовалась только вода. С добавлением охлаждающего агента потребление тока снизилось до 3,8 A при 5% концентрации охладителя. Это доказывает, что скорость подачи может увеличиться до 30 - 50%. Альтернатива в том, что 50мм фацет можно сделать при такой же скорости подачи.
Другой тест проводился в ACW лабораториях в Аахене на станках для сверления отверстий, с использованием алмазного сверла диаметром 35 мм при постоянном давлении и количестве оборотов сверла с синтетической жидкостью Acecool 5679 (рис.2). Первое отверстие в стекле толщиной 8 мм было высверлено за 40 секунд. При использовании только воды как охладителя время сверления 5 отверстий составило 900 секунд, при этом сверло нужно было подправить шлифовальным камнем. При концентрации 5% охладителя, сверло работало дольше в три раза. При концентрации жидкости 10% затраченное время снизилось до 100 секунд, а срок службы увеличивается в 10 раз.
2.2 Тесты проводимые „Fraunhofer Institut für Produktionstechnologie IPT, Aachen“
Скорость подачи
Рис.3 показывает результат, полученный при использовании воды с охладителем Acecool 6261 с концентрацией 3%. При скорости подачи стекла 0,2 мм/мин усилие на стекло превышало значение 250Н при использовании только воды. 250Н - крайнее значение силы в трибологической системе. Большее усилие вызывает горение инструмента. При добавлении охладителя Acecool 6261 концентрацией 3% усилие уменьшается. При скорости 0,3 мм/мин критическое усилие было достигнуто при шлифовке 22 стеклянных заготовок. Тест был проведен повторно при использовании охладителя Acecool 6261 с конценрацией 6%. Значение усилия на стекло было снижено. Значение скорости подачи было увеличено, но критическое усилие так и не было достигнуто. Горение инструмента не наблюдалось.
Шероховатость
Окончательная шероховатость поверхности была измерена с помощью S6P of MAHR/PERTHEN на пробе RHT 3-250.
Возрастание скорости подачи Vf не влияет на шероховатость поверхности очевидно: при 6 % охладителе Acecool 6261 шероховатость для любой скорости подачи оставалась неизменной от 1.8 до 2.02 нм.
Износ инструмента
Износ инструмента G определяется как доля объема стекла относительно доли износа инструмента. Измерение производилось путем замера веса кусков стекла до обработки и после нее и замера инструмента с использованием HEIDENHAIN probe MT 101 K.
Как наблюдалось, G уменьшается при росте концентрации охладителя (см. рис. 7). При той же концентрации увеличивалась и скорость подачи Vf, которая не повлияла на шероховатость G.
Сканирующий электронный микроскоп (SEM)
Фотографии поверхности инструмента были сделаны с помощью ZEISS DMS 962. Рис 2 показывает достаточно видимую разницу между использованием 3 и 6 % концентрацией охладителя: после обработки 10 кусков стекла при скорости подачи 0,3 мм/мин, алмазное покрытие оставалось острым при 6 % охладителе, а при 3 % - затупился.
3. Обсуждение
Процесс обработки стекла улучшается при использовании оптимальной системы охлаждения. Сравнивая использование только воды как охлаждающего агента и воды с добавлением охладителя при нормальных условиях, скорость подачи может возрасти от 0.2 мм/мин до 0.6 мм/мин. Как показывают микро снимки – это не только химический, но и физико-химический эффект охлаждения. Этот результат может изменяться в будущем, но сегодняшние результаты очевидны: поверхность инструмента сохранена рабочей, с острыми кромками алмаза, которые предотвращают уменьшение шлифовальной способности и увеличивают срок службы инструмента. Без использования охлаждения периодически придется править инструмент, для того чтобы высвободить наружу алмазные острые кромки и убрать стеклянные частички с поверхности круга, которые вплавляются в поверхность инструмента. Процесс правки инструмента дорогостоящий, так как уменьшается срок службы алмазного круга и уменьшается производительность, за счет простоя оборудования. С другой стороны уменьшение стоимости связано с увеличением скорости подачи инструмента пропорционально концентрации охладителя. Высокая производительность сопровождается незначительной шероховатостью поверхности стекла. Эффект охладителя отражается на покрытии алмазного инструмента при высокой концентрации охладителя. На первый взгляд это может показаться все наоборот, не уменьшение затрат а увеличение. Но основной ущерб инструменту дает процесс правки инструмента. При использовании охладителя поверхность правится самостоятельно, и поверхность круга остается постоянно рабочей с рабочими острыми кромками алмаза при этом увеличивается срок службы алмаза.
4. Выводы
Процесс обработки кромки стекла и нанесения фацета на зависит от трех элементов: стекла, алмазного инструмента и охлаждающего агента. Важная роль охладителя продемонстрирована: продуктивность может быть повышена без снижения качества работы. Экспериментальные данные показывают, что охладитель предотвращает износ поверхности инструмента. Это дает больший срок использования инструмента с уменьшением количества раз правки поверхности.
Главная |
Послать сообщение |
Сделать стартовой |
Добавить в избранное 
Гласс Машинери Тюнинг, ООО
