Komplexní srovnání supertvrdých a běžných brusných kotoučů

V procesech broušení má výběr brusného kotouče zásadní vliv na efektivitu a kvalitu zpracování. Supertvrdé brusné kotouče, včetně diamantového a kubického nitridu boru (CBN), se od běžných brusných kotoučů, jako jsou brusné kotouče z korundu a karbidu křemíku, výrazně liší v několika aspektech.

1. Abrazivní tvrdost

Běžné brusné kotouče používají jako brusivo především korund a karbid křemíku. Přestože jsou tyto materiály tvrdé, nejsou tak tvrdé jako supertvrdé brusné kotouče. Supertvrdé brusné kotouče používají jako brusivo diamant nebo kubický nitrid bóru (CBN), které mají tvrdost daleko převyšující tvrdost běžných brusných kotoučů, díky čemuž jsou zvláště vhodné pro zpracování materiálů s vysokou tvrdostí.

2. Broušení

Během procesu broušení mohou supertvrdé brusné kotouče díky vysoké tvrdosti a strukturálním vlastnostem jejich brusiva absorbovat více brusného tepla. Tato vlastnost výrazně snižuje riziko tepelné deformace a povrchového spálení obrobku při zpracování. Zároveň je úhel řezu a zbytkové napětí u supertvrdých brusných kotoučů jiné než u běžných brusných kotoučů. Tyto jedinečné vlastnosti dávají supertvrdým brusným kotoučům jasnou výhodu při zpracování vysoce přesných dílů s vyšší přesností obrábění a lepší kvalitou povrchu.

3. Tvar a struktura

Běžné brusné kotouče se obvykle vyrábějí smícháním brusiva a pojiva a lze je použít k broušení zevnitř ven. Naproti tomu supertvrdé brusné kotouče mají obvykle základní těleso s brusnou vrstvou, přičemž pouze malá přední plocha je brusnou vrstvou a zbytek je základní těleso, obvykle vyrobené z kovu. Toto provedení má jednak ušetřit náklady a jednak upravit celkovou pevnost a hmotnost brusného kotouče podle potřeb.

4. Orovnávání brusného kotouče

Orovnávání brusného kotouče je klíčovým krokem k zajištění trvanlivosti výkonu brusného kotouče a stability brusného účinku. Zahrnuje dva hlavní aspekty: úpravu pro tvar a úpravu pro ostrost. Orovnávání tvaru se zaměřuje především na obnovení tvarové a rozměrové přesnosti brusného kotouče a zajišťuje jeho přesný geometrický tvar při dlouhodobém broušení. Orovnávání pro dosažení ostrosti se provádí, když je brusný kotouč tupý nebo ucpaný a brusná síla klesá, s cílem zlepšit ostrost a účinnost brusného kotouče.

V procesu orovnávání běžných brusných kotoučů lze orovnávání tvaru a ostrosti obvykle provádět současně, což zjednodušuje operace a šetří čas. U supertvrdých brusných kotoučů je však situace jiná. Vzhledem k materiálovým vlastnostem supertvrdých brusných kotoučů je třeba procesy orovnávání tvaru a ostrosti provádět odděleně. Po orovnání tvaru může být ovlivněna ostrost supertvrdého brusného kotouče a poté je třeba použít běžné brusné kotouče nebo olejové kameny pro následné orovnání pro ostrost, aby se obnovil jeho dobrý brusný výkon.

Samozřejmě, pokud operace broušení nevyžaduje vysokou přesnost, může být brusný kotouč přímo upraven pro ostrost, aby vyhovoval základním potřebám broušení. Obecně platí, že orovnávání brusného kotouče je pečlivý a důležitý proces, který je třeba flexibilně volit podle typu brusného kotouče a požadavků na broušení.

5. Zpracování materiálu obrobku

Supertvrdé brusné kotouče jsou vhodné zejména pro zpracování materiálů s vysokou tvrdostí, jako je kalená ocel a tvrdé slitiny. U měkkých kovů, jako je nekalená ocel, se však spotřeba supertvrdých brusných kotoučů zvýší a jejich výkonnostní výhody se sníží. Navíc vzhledem k vysoké ostrosti supertvrdých brusných kotoučů může být drsnost povrchu po broušení měkkých kovů špatná. Proto je nutné při výběru brusného kotouče rozumně volit na základě materiálu obrobku.

6. Porovnání výhod a nevýhod

Výhodou běžných brusných kotoučů (brusných kotoučů z korundu a karbidu křemíku) je snadné opracování, vysoká univerzálnost a schopnost brousit měkké i tvrdé kovy; přičemž nevýhodou je rychlejší opotřebení při broušení tvrdých materiálů, větší chyby velikosti a snadná výroba zbytkového pnutí a tepelné deformace obrobků. Výhody supertvrdých brusných kotoučů (diamantové a CBN brusné kotouče) jsou menší opotřebení při broušení tvrdých materiálů, delší orovnávací intervaly, snadné dosažení dobré přesnosti rozměrů a nižší tepelná deformace obrobků; nevýhodou je však obtížné tvarování, vyžadující větší provozní zkušenosti, nevhodné pro zpracování měkkých kovů a nižší univerzálnost.

Stručně řečeno, supertvrdé brusné kotouče a běžné brusné kotouče mají značné rozdíly v tvrdosti brusiva, brusném účinku, tvaru a struktuře, metodách orovnávání a zpracování materiálu obrobku. V praktických aplikacích je nutné provést rozumnou volbu na základě konkrétních potřeb a materiálu obrobku.