Решение для резки полировальных и шлифовальных материалов

01Проблемы отрасли при резке полировальных и шлифовальных материалов

Полировальные и шлифовальные материалы отличаются большим разнообразием, включая шлифовальную бумагу и шлифовальные ленты (сухое/влажное шлифование), шлифовальные диски с ворсовой подложкой, лепестковые диски, самоклеящиеся шлифовальные диски, скрубберы и промышленные протирочные салфетки, губчатые шлифовальные блоки, полировальные подушки, шерстяные полировальные круги, нетканые полировальные круги, нейлоновые круги и наборные круги, фланелевые круги, шлифовальные и абразивные диски, алмазную шлифовальную бумагу, шлифовальную бумагу с клеевым слоем, полировальный войлок и шерстяной войлок, прокладки для резиновых абразивных инструментов и т.д. Эти материалы, как правило, имеют гибкую, слоистую, покрытую или волокнистую структуру, и традиционная резка ножевыми штампами часто приводит к таким проблемам, как заусенцы, расслоение, деформация, налипание на нож. Например, абразивный слой шлифовальной бумаги обладает высокой твёрдостью, что приводит к быстрому износу ножевого штампа; ворсовая подложка шлифовальных дисков с ворсовой подложкой легко растягивается; губчатые шлифовальные блоки после сжатия восстанавливают форму, что приводит к отклонениям в размерах. Поэтому необходимо выбирать технологию и параметры резки в зависимости от свойств различных материалов.

02Выбор способа резки: ножевой штамп vs ЧПУ-осциллирующий нож

Для крупносерийного производства простых форм (например, круглых шлифовальных дисков) ножевой штамп обеспечивает высокую эффективность, но необходимо учитывать:

Ножевые штампы для шлифовальной бумаги должны быть изготовлены из твёрдого сплава или иметь покрытие, срок службы составляет около 50-100 тысяч резов;
Для ворсовых материалов требуется острый однолезвийный нож, чтобы избежать растягивания ворсовой ткани;
Ножевые штампы для губчатых шлифовальных блоков должны иметь канавки для отвода воздуха, чтобы предотвратить деформацию сжатия.

Для мелкосерийного производства, многономенклатурных заказов и сложных форм (например, фасонных полировальных кругов, шлифовальных дисков с отверстиями) рекомендуется использовать ЧПУ-осциллирующую резальную машину. Её преимущества:

Отсутствие затрат на ножевые штампы, время переналадки менее 5 минут;
Возможность резки по любому контуру с точностью ±0,1 мм;
Адаптация к различным материалам путём регулировки инструмента и параметров.

В данной статье основное внимание уделяется практическим параметрам резки ЧПУ-осциллирующим ножом.

03Выбор инструмента и параметры резки

1. Шлифовальная бумага и шлифовальные ленты (сухое/влажное шлифование)

Шлифовальная бумага состоит из основы (бумага, ткань, волокно) и абразивного слоя (оксид алюминия, карбид кремния, циркониевый корунд). При резке абразивный слой быстро изнашивает инструмент, поэтому рекомендуется использовать осциллирующий нож из твёрдого сплава или нож с алмазным покрытием. Параметры:

Скорость резки: 300-500 мм/с (сухое шлифование на бумажной основе); 200-300 мм/с (влажное шлифование на тканевой основе, для предотвращения осыпания краёв ткани);
Частота колебаний: 8000-12000 раз/мин;
Угол заточки инструмента: 30°-45° (меньший угол обеспечивает большую остроту, но повышает риск выкрашивания кромки);
Глубина врезания: 0,3-0,5 мм (бумажная основа), 0,5-0,8 мм (тканевая основа);
Вспомогательные меры: при резке включать высокочастотную вибрацию для снижения трения между абразивом и поверхностью ножа, а также использовать прижим щётками для предотвращения смещения материала.

Примечание: шлифовальная бумага для влажного шлифования содержит латексное покрытие, после резки края могут прилипать к ножу, рекомендуется снизить скорость и увеличить обдув воздухом для очистки.

2. Шлифовальные диски с ворсовой подложкой, лепестковые диски, самоклеящиеся шлифовальные диски

Эти изделия состоят из абразивной поверхности + ворсового/клеевого слоя. Ворсовый слой представляет собой трикотажную ворсовую ткань, которая легко растягивается; клеевой слой представляет собой клейкую ленту, которая легко прилипает к ножу. Рекомендуется использовать острый однолезвийный нож, параметры:

Скорость резки: 400-600 мм/с (ворсовая подложка), 300-400 мм/с (самоклеящийся слой);
Частота колебаний: 10000-14000 раз/мин;
Глубина врезания: 0,4-0,6 мм (ворсовая подложка), 0,3-0,5 мм (самоклеящийся слой, чтобы не прорезать антиадгезионную бумагу);
Вспомогательные меры: при резке самоклеящихся шлифовальных дисков наносить силиконовое масло на поверхность ножа или использовать нож с тефлоновым покрытием для предотвращения налипания; для ворсовых материалов необходимо использовать вакуумную фиксацию для предотвращения образования складок на ворсовой ткани.

Для лепестковых дисков (с крючковой подложкой) после резки необходимо проверить, не перерезаны ли крючки, рекомендуется использовать дисковый нож или осциллирующий нож с уменьшенной амплитудой колебаний.

3. Скрубберы и промышленные протирочные салфетки

Скотч-байты изготавливаются из нетканого материала + абразива, толщиной 2-10 мм, склонны к ворсованию; промышленные протирочные салфетки — из спанлейса/термоскреплённого нетканого материала, тонкие и мягкие. Параметры:

Скорость резки: 500-800 мм/с (тонкие протирочные салфетки), 300-500 мм/с (толстые скотч-байты);
Нож: волнообразный нож или зубчатый нож для уменьшения вытягивания волокон;
Частота колебаний: 12000-16000 раз/мин (высокая частота уменьшает бахрому);
Глубина погружения ножа: 0,2-0,3 мм (протирочные салфетки), 0,5-1,0 мм (скотч-байты);
Вспомогательно: использование охлаждения холодным воздухом для предотвращения прилипания термоплавких волокон.

4. Губчатые абразивные блоки

Губчатые абразивные блоки состоят из губчатой основы + абразивной поверхности, обладают высокой сжимаемостью. При резке необходимо фиксировать губку во избежание деформации. Параметры:

Скорость резки: 200-300 мм/с (низкая скорость уменьшает сжатие);
Нож: тонколезвийный нож (толщина 0,6-0,8 мм) для уменьшения сдавливания;
Частота колебаний: 6000-8000 раз/мин (низкая частота уменьшает вибрацию губки);
Глубина погружения ножа: превышение толщины губки на 0,5-1 мм для гарантии полного прореза;
Вспомогательно: использование двусторонней клейкой ленты для фиксации губки на оснастке или криогенная резка (-10℃) для повышения жёсткости.

5. Полировальные подушки, шерстяные полировальные круги, матерчатые круги

Полировальные подушки в основном из полиуретанового пеноматериала или шерстяного войлока, шерстяные круги из прессованной шерсти. Эти материалы мягкие и легко деформируются. Параметры:

Скорость резки: 300-500 мм/с;
Нож: дисковый нож или осциллирующий нож с полированной режущей кромкой;
Частота колебаний: 8000-10000 раз/мин;
Глубина погружения ножа: 0,5-1,0 мм (шерстяные круги требуют полного прореза);
Вспомогательно: вакуумное притяжение + прижимной ролик для предотвращения смещения материала; после резки шерстяных кругов необходимо очищать стружку щёткой.

6. Нетканые полировальные круги, нейлоновые круги и слоистые круги

Нетканые полировальные круги изготавливаются из нейлоновых волокон + абразива, нейлоновые круги — из литьевого нейлона, слоистые круги — из многослойной ткани/бумаги. Параметры:

Скорость резки: 200-400 мм/с (нейлоновые круги имеют высокую твёрдость, требуется низкая скорость);
Нож: твердосплавный нож или алмазный нож;
Частота колебаний: 10000-14000 раз/мин;
Глубина погружения ножа: 0,8-1,5 мм (нейлоновые круги);
Вспомогательно: при резке слоистых кругов требуется послойная резка, глубина каждого слоя 0,3 мм, чтобы избежать расслоения между слоями.

7. Абразивные диски и шлифовальные диски

Абразивные диски состоят из смоляного связующего + абразива, толщиной 1-3 мм, обладают высокой хрупкостью. Параметры:

Скорость резки: 400-600 мм/с;
Нож: нож с алмазным покрытием;
Частота колебаний: 12000-16000 раз/мин;
Глубина погружения ножа: 0,3-0,5 мм;
Вспомогательно: водяное охлаждение или воздушное охлаждение для предотвращения перегрева и плавления смолы.

8. Алмазная наждачная бумага, самоклеящаяся наждачная бумага

Основой алмазной шлифовальной бумаги является полиэфирная плёнка, абразивом — алмазный микропорошок; при резке легко возникают микротрещины. Параметры:

Скорость резки: 200-300 мм/с;
Нож: алмазный нож или керамический нож;
Частота колебаний: 8000-10000 раз/мин;
Глубина погружения ножа: 0,1-0,2 мм (плёночная основа);
Вспомогательно: резка с низким натяжением во избежание растяжения плёнки.

Для клеевого слоя шлифовальной бумаги с самоклеящейся основой требуется антиадгезионный нож, а температуру резки необходимо поддерживать ниже 50℃.

9. Полировальный войлок и шерстяной войлок

Шерстяной войлок имеет высокую плотность, волокна переплетены. Параметры:

Скорость резки: 300-500 мм/с;
Нож: зубчатый нож или волнистый нож;
Частота колебаний: 10000-12000 раз/мин;
Глубина погружения ножа: на 0,5 мм больше толщины;
Вспомогательно: криогенная резка (-20℃) значительно повышает качество реза.

10. Прокладка из резинового абразивного инструмента

Резиновая прокладка обладает высокой эластичностью и склонна к налипанию на нож. Параметры:

Скорость резки: 100-200 мм/с (медленная скорость снижает упругую деформацию);
Нож: острый однолезвийный нож, кромка покрыта дисульфидом молибдена;
Частота колебаний: 6000-8000 раз/мин;
Глубина погружения ножа: 0,5-1,0 мм;
Вспомогательно: замораживание жидким азотом или охлаждение сухим льдом делает резину хрупкой, повышая точность резки.

04Типичные проблемы и решения

Заусенцы: повысить частоту колебаний до 12000 раз/мин и выше либо использовать нож с волнистой кромкой;
Расслоение: снизить скорость резки, уменьшить глубину погружения ножа, применять послойную резку;
Налипание на нож: использовать ножи с покрытием, добавить обдув воздухом или смазку силиконовым маслом;
Отклонение размеров: усилить вакуумную фиксацию, использовать прижимные ролики, снизить скорость резки;
Износ ножа: для абразивных материалов проверять кромку каждые 500-1000 метров резки и своевременно заменять.

05Справочник по выбору оборудования

Для резки полировальных и шлифовальных материалов рекомендуется выбирать станок с ЧПУ, оснащённый функциями высокочастотных колебаний, вакуумной фиксации и смены нескольких ножевых головок. Например, универсальная cutting machine индивидуального изготовления может быть оснащена различными ножами (oscillating knife, дисковый нож, буксируемый нож, перфорационный нож) и адаптирована к различным материалам — шлифовальной бумаге, поролону, шерстяному войлоку; интеллектуальный двухголовочный станок позволяет одновременно выполнять резку и перфорацию, повышая эффективность; станок для резки электронных вспомогательных материалов подходит для прецизионной резки тонкой шлифовальной бумаги и самоклеящейся шлифовальной бумаги. Фактический выбор модели определяется толщиной материала, производительностью и требованиями к точности.

06Заключение

Ключ к резке полировальных и шлифовальных материалов — выбор ножа, скорости и вспомогательных процессов с учётом свойств материала. Для шлифовальной бумаги требуются твёрдосплавные ножи и высокочастотные колебания; для поролона — медленная скорость и фиксация в оснастке; для шерстяного войлока можно рассмотреть криогенную резку; для резины необходимы антиадгезионные меры и охлаждение. При правильной настройке параметров резка вибрационным ножом с ЧПУ обеспечивает точность ±0,1 мм, ровный рез без заусенцев, что отвечает требованиям полировальной и шлифовальной отрасли к качеству резки.

Связанные видео