Cum funcționează o mașină de șlefuit cu cuțit circular?

A Mașină de șlefuit cu cuțit circular funcționează prin montarea unui cuțit circular (rotativ) de tăiat pe un ax de precizie, rotindu-l la o viteză scăzută controlată și punerea în contact a discului abraziv rotativ cu tăișul cuțitului la un unghi programat, adâncimea de intrare și viteza de deplasare. Discul de șlefuit îndepărtează microstraturile de oțel de pe marginea lamei într-o secvență de treceri de degroșare, semifinisare și finisare până când teșirea de tăiere este restabilită la geometria, finisarea suprafeței și diametrul specificate. Întregul proces este guvernat de trei sisteme interdependente -- acționarea roții de șlefuit, mecanismul de susținere și rotație a cuțitului și controlul de avans CNC -- care lucrează în secvență coordonată pentru a produce o muchie de tăiere repetabilă, precisă din punct de vedere geometric.

Mașina de șlefuit cu cuțit circular este proiectată special pentru reșlențarea lamelor de tăiere circulare (în formă de disc) utilizate în liniile de tăiere și rebobinare în industria hârtiei, foliilor, foliilor, nețesuturilor, benzilor adezive, textilelor și transformării ambalajelor flexibile. Spre deosebire de polizoarele de suprafață sau polizoarele cilindrice, este conceput special pentru a ține, roti și șlefui cuțite circulare cu concentricitate extremă - deoarece un cuțit circular care a fost reșăinuit cu chiar și 0,01 mm de scurgere va produce o calitate neuniformă a fantei pe o linie de conversie de mare viteză. Înțelegerea în detaliu a fiecărei etape a procesului de lucru este cea mai practică modalitate de a specifica, opera și întreține corect aceste mașini.

Etapa 1 -- Montarea cuțitului și setarea originii

Fiecare ciclu de șlefuire începe cu montarea cuțitului circular pe axul mașinii și stabilirea datei de șlefuire -- poziția de referință din care sunt măsurate toate mișcările de avans programate. Acești doi pași trebuie efectuati corect înainte de începerea oricărei șlefuiri, deoarece aici erorile se propagă prin întregul ciclu de șlefuire și produc un cuțit care nu îndeplinește specificațiile sale dimensionale, indiferent de cât de bine sunt executate trecerile de șlefuire.

Sisteme de arbore și arbore

Cuțitul circular este montat pe un arbore de ax șlefuit cu precizie folosind unul dintre mai multe aranjamente de prindere, în funcție de diametrul găurii cuțitului și de designul mașinii:

• Mandrina cu mandrina: Un colț din oțel cu arc se închide concentric pe orificiul cuțitului atunci când bara de tracțiune este strânsă, centrând cuțitul pe axa axului. Sistemele de cleme ating valori de deformare mai mici de 0,003 mm TIR (Total Indicator Reading) atunci când clema și alezajul sunt curate și nedeteriorate -- esențial pentru concentricitatea cuțitului de șlefuire.
• Arbore de expansiune hidraulică: O cameră de fluid hidraulic extinde un manșon exterior pentru a prinde orificiul cuțitului. Arborele hidraulice oferă o repetabilitate excelentă de centrare și sunt preferate pentru șlefuirea de producție a mai multor cuțite identice, unde timpul de instalare trebuie redus la minimum.
• Arbore cu flanșă de precizie cu piuliță de strângere: Cuțitul se așează pe o față de flanșă de pământ și este prins axial de o piuliță. Acest sistem este mai puțin sensibil la variația diametrului alezajului și este utilizat pentru cuțite cu dimensiuni nestandard ale alezajului sau condiții neregulate ale alezajului de la uzura anterioară.

Înainte de montare, atât suprafața arborelui ax, cât și orificiul cuțitului trebuie curățate de toate așchiile, reziduurile de lichid de răcire și contaminarea suprafeței. O particulă de așchii între arbore și orificiu deplasează cuțitul decentrat cu grosimea completă a particulelor -- un cip de 0,05 mm produce 0,05 mm de curățare, ceea ce este inacceptabil pentru cuțitele de tăiere cu folie de precizie sau folie unde toleranța este de obicei mai puțin de 0,005 mm TIR .

Setarea originii și sondarea suprafeței

Odată montat cuțitul, mașina stabilește data de șlefuire prin sondarea feței cuțitului fie cu o sondă de contact (un stilou întărit care atinge suprafața cuțitului și înregistrează poziția de contact), fie cu un senzor fără contact (curent turbionar sau laser). Poziția sondată îi spune controlerului CNC exact unde se află fața cuțitului în sistemul de coordonate al mașinii, astfel încât avansul total programat (cantitatea de oțel care trebuie îndepărtată) este aplicat de pe suprafața reală a cuțitului, mai degrabă decât de la o poziție nominală asumată.

Acest pas de referință este cel care previne cea mai frecventă eroare în șlefuirea manuală - îndepărtarea prea mult sau prea puțin material, deoarece operatorul apreciază greșit locul unde roata atinge prima dată cuțitul. La mașinile de șlefuit cu cuțit circular CNC, sonda de referință se rezolvă la 0,001 mm sau mai bine , asigurându-se că ciclul de măcinare îndepărtează cu precizie cantitatea programată de material, indiferent de variația diametrului cuțitului de la remașinările anterioare.

Etapa 2 -- Discul de șlefuit: Acțiune abrazivă și îndepărtarea materialului

Discul de șlefuit este elementul principal de tăiere al mașinii. Este un instrument abraziv lipit -- milioane de granule abrazive ținute într-o matrice vitrificată, rășinoidă sau metalică -- care se rotește la viteză periferică mare. Fiecare granulație abrazivă expusă de pe fața roții acționează ca o unealtă de tăiere cu un singur punct, tăind o așchie microscopică de oțel pentru cuțit în punctul de contact cu muchia cuțitului. Acest lucru este echivalent mecanic cu strunjirea sau frezarea convențională, dar la o scară de micrometri per bob mai degrabă decât de milimetri per trecere de sculă.

Viteza roții de șlefuit și viteza periferică

Viteza periferică a roții de șlefuit -- viteza jantei în punctul de contact cu cuțitul -- este cel mai critic parametru de funcționare care afectează atât finisarea suprafeței, cât și durata de viață a roții. Roțile standard din oxid de aluminiu pentru șlefuirea cuțitului circular funcționează la viteze periferice de 25 până la 35 m/s . Roțile superabrazive CBN (nitrură de bor cubică) funcționează la 35 până la 60 m/s . Viteza periferică mai mare crește numărul de contacte abrazive granul-oțel pe secundă, producând un finisaj mai fin al suprafeței și reducând încărcarea așchiilor pe bob -- ceea ce îmbunătățește finisajul și prelungește durata de viață a roții.

Viteza periferică se calculează astfel: V = pi x D x n / 60, unde V este viteza periferică în m/s, D este diametrul roții în metri și n este turația roții. O roată cu diametrul de 200 mm care funcționează la 2.865 rpm atinge o viteză periferică de aproximativ 30 m/s -- centrul intervalului optim pentru roțile de oxid de aluminiu pe șlefuirea cuțitelor din oțel pentru scule (sursa: Norton Abrasives Grinding Application Guide, 2020).

Tipuri de cereale abrazive pentru șlefuirea cuțitului circular

Pentru majoritatea aplicațiilor de șlefuire cu cuțit circular -- Lame de tăiat din oțel HSS și D2 pentru transformarea hârtiei, foliilor și nețesuturilor -- roți din oxid de aluminiu vitrificat cu granulație de la 46 la 80 pentru degroșare și de la 100 la 220 pentru finisare sunt specificațiile standard. Roțile CBN sunt justificate pentru instalațiile de înaltă producție care șlefuiesc un număr mare de cuțite HSS întărite, unde durata de viață mai lungă a roții și ciclurile mai rapide compensează costul mai mare al roții.

Geometria feței roții și formarea teșirii

Forma feței discului de șlefuit – fie că este plată, unghiulară sau radiată – determină direct geometria teșită produsă pe muchia cuțitului. O față plată a roții produce o teșire plată; o față de roată radiată sau concavă produce o șlefuire goală -- o teșire ușor concavă care reduce unghiul inclus la vârful muchiei de tăiere, menținând în același timp suportul de oțel în spatele muchiei. Măcinarea goală este preferată pentru cuțitele de tăiat film și folie, deoarece unghiul redus de vârf oferă o acțiune de tăiere mai ascuțită, cu o rezistență mai mică pe marginea fantei.

Unghiul de teșire în sine -- unghiul dintre fața roții și fața cuțitului la punctul de contact -- este stabilit prin înclinarea fie a capului de șlefuit, fie a axului cuțitului în poziția unghiulară necesară înainte de începerea ciclului de șlefuire. Unghiurile de teșire comune incluse pentru cuțitele circulare de tăiat variază de la 30 de grade pentru aplicații cu folie și folie până la 55 de grade pentru hârtie și carton , cu unghiul specific pentru fiecare aplicație determinat de gradul de oțel al cuțitului, substratul fiind tăiat și viteza liniei.

Etapa 3 -- Rotirea cuțitului în timpul șlefuirii

În timp ce discul de șlefuit asigură acțiunea de tăiere, cuțitul circular în sine trebuie să se rotească lent în timpul șlefuirii, astfel încât roata să lucreze progresiv în jurul celor 360 de grade ale circumferinței cuțitului. Această rotație a cuțitului este ceea ce face o mașină de șlefuit cu cuțit circulară fundamental diferită de un ascuțitor de cuțite plat sau de o polizor de suprafață standard - piesa de prelucrat rotativă necesită un sistem dedicat de antrenare a rotației și un design al axului care menține concentricitatea, care sunt esențiale pentru designul mașinii.

Viteza de rotație a cuțitului

Cuțitul se rotește cu o viteză lentă, controlată în timpul măcinarii -- de obicei 3 până la 25 rpm în funcție de diametrul cuțitului, adâncimea de intrare a discului de șlefuit și finisajul necesar al suprafeței. Rotirea mai lentă permite mai mult timp de contact al discului de șlefuit per unitate de circumferință a cuțitului, producând un finisaj mai fin. Rotirea mai rapidă mută mai mult cuțitul prin zona de contact a roții pe unitatea de timp, crescând rata de îndepărtare a materialului, dar reducând calitatea finisajului.

Pentru o șlefuire cu un cuțit cu diametrul de 200 mm la 10 RPM, circumferința cuțitului se deplasează cu aproximativ 105 mm/s prin zona de contact a roții. Pentru un cuțit de 450 mm la același RPM, viteza circumferinței este de 236 mm/s -- ceea ce înseamnă că roata traversează efectiv mai repede față de suprafața cuțitului, necesitând fie o rotație mai lentă a cuțitului, fie o viteză mai mare a roții periferice pentru a menține un finisaj echivalent al suprafeței. Mașinile de șlefuit cu cuțit circular CNC compensează automat acest lucru atunci când diametrul cuțitului este introdus în program, ajustând viteza de rotație pentru a menține viteza constantă a suprafeței la punctul de contact al roții pe diferite dimensiuni de cuțit.

Runout ax: parametrul critic de concentricitate

Axul care antrenează rotația cuțitului trebuie să mențină cuțitul pe o cale circulară perfect reală în timpul șlefuirii. Orice deformare (excentricitate) în rulmentul axului face ca cuțitul să se clătinească în timp ce se rotește, ceea ce se traduce direct în variația diametrului în jurul circumferinței cuțitului după șlefuire. Într-o mașină de tăiat în grup în care mai multe cuțite trebuie să se potrivească în diametru cu 0,01 mm, curățarea axului este principalul factor limitator în consistența realizabilă a diametrului cuțitului.

Mașinile de șlefuit cu cuțit circular de calitate specifică rularea axului mai puțin de 0,002 mm TIR , realizat prin rulmenți de contact unghiular de precizie preîncărcați pentru a elimina jocul, suporturi axului împământat și design stabil al carcasei axului. Această specificație este verificată în timpul testării de acceptare a mașinii cu un cadran indicator de înaltă rezoluție sau interferometru laser și ar trebui să fie verificată periodic ca parte a întreținerii preventive a mașinii, deoarece uzura rulmentului crește treptat deformarea în timp.

Etapa 4 -- Sistemul de control al avansului: axele de avans și de traversare

Sistemul de alimentare este mecanismul care controlează poziția, viteza și adâncimea roții de șlefuit în raport cu fața cuțitului în fiecare moment în timpul ciclului de șlefuire. Constă din două axe de mișcare liniare independente care definesc împreună toate aspectele procesului de îndepărtare a materialului.

Axa de alimentare (axa X)

Axa de intrare deplasează discul de șlefuit spre fața cuțitului, aducând suprafața abrazivă în contact și avansând-o cu un increment programat după fiecare trecere pentru a îndepărta straturile succesive de oțel. Rezoluția de intrare a unei mașini de șlefuit cu cuțit circular CNC de calitate este 0,001 mm (1 micrometru) pe pas , permițând programului de șlefuire să specifice incremente de intrare de până la 0,001 mm pentru cele mai fine treceri de finisare. Valorile tipice de avans după faza de măcinare sunt:

• Treci de degroșare: 0,01 până la 0,03 mm pe trecere -- îndepărtează rapid cea mai mare parte a materialului uzat sau deteriorat; finisajul suprafeței este grosier, dar precizia în această etapă nu este critică
• Treci de semifinisare: 0,005 până la 0,01 mm pe trecere -- rafinează geometria teșitului stabilită la degroșare; rugozitatea suprafeței începe să se apropie de specificația finală
• Trecere de finisare: 0,001 până la 0,003 mm per trecere -- produce finisarea și geometria suprafeței finale; rugozitatea suprafeței de Ra 0,2 până la 0,8 micrometri este realizabilă în această fază
• Abonament Spark-out: Zero avans suplimentar -- roata traversează suprafața cuțitului fără a avansa mai mult, permițând relaxării forțelor de șlefuire reziduale și a deformarii elastice și producând o finisare mai fină decât ultima trecere de alimentare singură

Axa transversală (axa Z)

Axa transversală deplasează discul de șlefuit pe lățimea feței teșite a cuțitului, asigurând o îndepărtare uniformă a materialului pe toată lățimea teșitului la fiecare trecere. Viteza de traversare este un parametru critic, deoarece determină atât rata de îndepărtare a materialului, cât și calitatea finisării suprafeței:

• Deplasare rapidă (100 până la 400 mm/min): Folosit în timpul trecerilor de degroșare pentru o rată mare de îndepărtare a materialului; lasă urme transversale vizibile pe suprafața solului
• Deplasare lentă (20 până la 80 mm/min): Folosit în timpul trecerilor de finisare; reduce semnele transversale și îmbunătățește uniformitatea suprafeței pe lățimea teșirii
• Traversare de aprindere: De obicei la viteza de parcurgere de finisare cu avans zero; produce cel mai fin finisaj de suprafață posibil pentru specificațiile de nisip și aderență ale roții

Ambele axe sunt acționate servo pe mașini CNC, cu feedback de poziție de la encodere liniare sau codoare rotative montate pe șurub. Controlerul CNC citește pozițiile axelor în timp real și le compară cu traiectoria programată, corectând orice abatere în milisecunde. Acest control al poziției în buclă închisă este ceea ce permite rezoluția de intrare de 0,001 mm și consistența vitezei de traversare care produc rezultate repetabile de șlefuire pe parcursul a sute de cicluri de cuțit.

Etapa 5 -- Sistemul de răcire: Gestionarea căldurii în timpul măcinarii

Măcinarea generează căldură intensă localizată în zona de contact roată-cuțit prin frecare și deformare plastică a așchii de metal. Fără răcire activă, temperatura muchiei cuțitului poate crește până la 300 până la 800 de grade Celsius în câteva secunde , cu mult peste temperatura de revenire a majorității oțelurilor pentru scule utilizate pentru cuțitele circulare de tăiat (de obicei, 150 până la 200 de grade C pentru oțelul D2 la 60 până la 62 HRC). Depășirea temperaturii de revenire reduce duritatea unei benzi de oțel în apropierea muchiei de tăiere -- vizibilă ca o nuanță de căldură albastră sau maro pe suprafața solului -- creând o zonă moale care se atenuează rapid în funcționare.

Patru funcții ale lichidului de răcire de măcinare

1. Îndepărtarea căldurii: Lichidul de răcire de inundație direcționat către zona de contact de măcinare absoarbe energia termică de la interfața roată-cuțit și o duce departe de cuțit înainte de a putea conduce în vrac de oțel și de a ridica temperatura subterană peste pragul de revenire.
2. Spălarea așchiilor: Fluxul de lichid de răcire îndepărtează deșeurile metalice și fragmentele de cereale abrazive din zona de măcinare. Fără spălare, așchii se acumulează între suprafața roții și suprafața cuțitului, determinându-le să fie tăiate din nou -- ceea ce generează căldură suplimentară și degradează finisarea suprafeței.
3. Curățarea roților (anti-încărcare): Fluxul continuu de lichid de răcire împiedică încorporarea așchiilor de metal în porii feței discului de șlefuit -- o condiție numită încărcare -- ceea ce reduce eficiența de tăiere și generează căldură suplimentară din frecarea dintre roata înfundată și suprafața cuțitului.
4. Prevenirea coroziunii: Lichidanții de răcire pe bază de apă includ pachete de inhibitori de rugină care protejează atât suprafața cuțitului proaspăt măcinat, cât și componentele din oțel ale mașinii de formarea ruginii între sesiunile de operare.

Specificații și întreținere a lichidului de răcire

Lichidul de răcire de măcinat pentru măcinarea cu cuțit circular este de obicei un ulei solubil în apă sau un lichid de răcire sintetic diluat în 3 până la 8% concentrație în apă curată. Concentrația trebuie menținută în acest interval: prea diluată reduce lubrifierea și protecția împotriva ruginii; prea concentrat crește spuma, reduce eficiența transferului de căldură și accelerează creșterea biologică în bazin. pH-ul lichidului de răcire trebuie menținut între 8.5 și 9.5 -- gama alcalină care inhibă creșterea bacteriilor și oferă cea mai bună protecție împotriva ruginii pentru suprafețele cuțitelor din oțel (sursa: IMTS Metalworking Fluid Management Guidelines, 2021).

Debitul de lichid de răcire în zona de măcinare ar trebui să fie suficient pentru a inunda complet arcul de contact -- de obicei 10 până la 20 de litri pe minut pentru aplicații de șlefuit cu cuțit circular. Debitul inadecvat este cea mai frecventă cauză a deteriorării termice (arsuri) a muchiilor cuțitului în timpul șlefuirii, chiar și atunci când este menținută concentrația corectă de lichid de răcire. Duza de răcire ar trebui să fie poziționată cât mai aproape de punctul de contact roată-cuțit, direcționată pentru a intercepta stratul limită de aer pe care roata care se învârte îl poartă cu ea -- care altfel ar devia fluxul de lichid de răcire departe de zona critică de contact.

Etapa 6 -- Îmbrăcare roată: Menținerea stării de tăiere a discului abraziv

Pe măsură ce discul de șlefuit se taie, două lucruri se întâmplă progresiv: boabele abrazive se uzează și devin rotunjite (își pierd ascuțimea de tăiere), iar așchiile de metal devin încorporate în porii feței roții (încărcare). Ambele condiții reduc eficiența tăierii, măresc forțele de șlefuire, cresc generarea de căldură și degradează finisarea suprafeței. Îmbrăcarea roții este procesul de reascuțire și reînălțare a feței roții pentru a-i restabili starea de tăiere.

Cum funcționează îmbrăcămintea

O unealtă de dresaj cu diamant -- fie un diamant cu un singur punct, o rolă impregnată cu diamant, fie un grup de diamante cu mai multe puncte -- este traversată pe suprafața roții la o viteză de avans și o adâncime controlate. Instrumentul diamantat rupe stratul exterior de granule abrazive și matrice de lipire, îndepărtând materialul uzat și încărcat și expunând granulele abrazive proaspete și ascuțite de dedesubt. Viteza de traversare a diamantului peste roată (plumbul de îmbrăcăminte) controlează topografia feței roții rezultată: o traversare lentă creează o față a roții mai netedă, care produce un finisaj mai fin al suprafeței; o traversare rapidă creează o față a roții mai deschisă, mai agresivă, care îndepărtează materialul mai repede, dar lasă un finisaj mai grosier.

La mașinile de șlefuit cu cuțit circular CNC, îmbrăcarea roții este programată ca o subrutină în cadrul ciclului de șlefuire și este executată automat la intervale definite -- fie după un număr stabilit de treceri de cuțit, după o perioadă stabilită de timp total de șlefuire, fie atunci când un senzor de sarcină a arborelui sau de emisie acustică detectează că starea roții s-a deteriorat sub un al treimea. Îmbrăcarea automată elimină eroarea de judecată a operatorului, care este cea mai frecventă cauză a finisării inconsistente a suprafeței în operațiunile de șlefuire manuală. și se asigură că fiecare cuțit dintr-un lot de producție este măcinat cu o roată în stare de tăiere echivalentă.

Compensarea uzurii roților

Fiecare ciclu de pansare îndepărtează o cantitate mică din diametrul discului de șlefuit. Pe măsură ce diametrul roții scade, viteza sa periferică scade pentru același rpm (deoarece V = pi x D x n / 60), iar poziția sa față de fața cuțitului se schimbă. Fără compensare, o roată care se micșorează ar produce teșituri progresiv subdimensionate ale cuțitului și ar funcționa la o viteză periferică progresiv mai mică.

Mașinile de șlefuit cu cuțit circular CNC compensează automat uzura roții, urmărind adâncimea totală îndepărtată în timpul ciclurilor de îmbrăcare și compensând poziția axei de intrare pentru a menține relația corectă roată-cuțit. Această compensare a uzurii roții este transparentă pentru operator -- mașina continuă să livreze geometria corectă a cuțitului, indiferent de diametrul actual al roții, până când roata atinge diametrul minim util și trebuie înlocuită. Pe seria MYD Mașină de șlefuit cu cuțit circular , această compensare funcționează în timp real, fără a fi necesară intervenția operatorului între schimbările roților.

Etapa 7 -- Ciclul complet de șlefuire CNC de la început până la sfârșit

Cu componentele individuale ale sistemului înțelese, ciclul complet de măcinare poate fi descris ca o secvență integrată. Pe o mașină de șlefuit cu cuțit circular CNC, această secvență este stocată ca program în controlerul mașinii și executată automat după ce operatorul încarcă cuțitul și inițiază ciclul.

1. Rechemarea programului și introducerea parametrilor: Operatorul reamintește programul de șlefuire stocat pentru tipul de cuțit (sau creează un nou program introducând diametrul cuțitului, unghiul de teșire, îndepărtarea totală a stocului, programul de trecere și specificația roții). Mașina setează înclinarea axului la unghiul de teșire programat și mută roata în poziția de pornire.
2. Montarea cuțitului și sondarea: Operatorul montează cuțitul pe arbore, curăță suprafețele de îmbinare și confirmă prinderea sigură. Mașina sondează fața cuțitului pentru a stabili poziția de referință și o introduce în sistemul de coordonate CNC.
3. Activarea sistemului de răcire: Pompa de lichid de răcire pornește și debitul este verificat la duza de măcinat înainte ca roata să avanseze la suprafața cuțitului. Nu lăsați niciodată roata să intre în contact cu cuțitul fără a curge lichid de răcire.
4. Apropierea roții și tăierea aerului: Roata de șlefuit avansează spre fața cuțitului cu viteză de deplasare rapidă până când ajunge la poziția de apropiere, apoi încetinește până la viteza de avans de măcinare pentru primul contact. Mașina detectează primul contact prin monitorizarea sarcinii arborelui sau prin detectarea emisiilor acustice, confirmând poziția de referință și pornind de la prima trecere de degroșare a avansului.
5. Treci de degroșare: CNC execută numărul programat de treceri de degroșare la adâncimea de intrare specificată per trecere și viteza de deplasare. Cuțitul se rotește continuu pe tot parcursul. Mașina monitorizează sarcina axului în timpul degroșării și poate reduce automat adâncimea de intrare dacă sarcina depășește valoarea maximă programată, protejând atât cuțitul, cât și roata de suprasarcină.
6. Pansament automat (dacă este programat): După numărul programat de treceri de degroșare, roata se retrage în poziția de îmbinare și dispozitivul de prelucrare cu diamant traversează fața roții. Mașina înregistrează adâncimea de șlefuire și aplică compensarea corespunzătoare a uzurii roții înainte de a reveni în poziția de șlefuire.
7. Treci de semifinisare: Avansarea este redusă la specificația de semifinisare și viteza de traversare scade. Cuțitul continuă să se rotească. Aceste treceri rafinează geometria teșitului și încep să producă finisajul de suprafață necesar pentru faza finală.
8. Treceri de finisare și spark-out: Alimentarea se reduce la nivelul minim de finisare sau la zero (spark-out). Viteza de traversare este la minim. Deformarea elastică rămasă în sistemul de șlefuire este eliberată în timpul scânteii, iar suprafața cuțitului atinge specificația de finisare Ra programată.
9. Retragerea roții și măsurarea diametrului: Discul de șlefuit se retrage în poziția de degajare. Aparatul măsoară diametrul cuțitului folosind o sondă de contact integrată sau operatorul îl măsoară cu un micrometru extern. Diametrul măsurat este comparat cu ținta și banda de toleranță. Dacă se află în toleranță, ciclul este complet. În exterior, trecerile corective suplimentare sunt executate automat (pe sisteme complet automatizate) sau operatorul inițiază o trecere de corecție (pe sisteme semi-automatizate).
10. Oprirea lichidului de răcire și îndepărtarea cuțitului: După ce măsurarea finală confirmă că cuțitul se află în limitele de toleranță, fluxul de lichid de răcire se oprește, axul cuțitului încetinește până la oprire, iar operatorul scoate cuțitul, îl curăță și îl transferă pe suportul pentru piese finite.

Este nevoie de un ciclu complet pentru un cuțit circular standard 3 până la 10 minute pe o mașină CNC, în funcție de cantitatea de stocare necesară, diametrul cuțitului și specificația de finisare. Aceasta se compară cu 10 până la 25 de minute pentru o operație de șlefuire manuală echivalentă, cu avantajul suplimentar de calitate constantă, indiferent de nivelul de calificare a operatorului sau de oboseala acumulată.

Control CNC: modul în care programarea oferă rezultate repetabile

Trecerea de la șlefuirea manuală la șlefuirea circulară CNC este cea mai importantă schimbare în precizie și productivitate disponibilă pentru camera de scule a unei unități de transformare. Slefuirea manuală necesită un operator calificat pentru a seta adâncimea de tăiere, viteza de traversare și unghiul de teșire pentru fiecare cuțit, iar rezultatul variază între operatori și între schimburi. Controlul CNC înlocuiește toate aceste ajustări manuale cu programe stocate care produc rezultate identice pentru fiecare rulare de cuțit în fiecare schimb.

Ce controlează un program de șlefuire CNC

Un program complet de șlefuire CNC pentru un cuțit circular specifică:

• Unghi de teșire (grade față de fața cuțitului, de obicei 15 până la 28 de grade pe latură pentru un unghi de 30 până la 55 de grade inclus)
• Îndepărtare totală de stoc (mm) -- avansul total de la origine până la dimensiunea finită
• Numărul de treceri de degroșare și adâncimea de intrare pe trecere (mm)
• Numărul de treceri de semifinisare și adâncimea de intrare pe trecere (mm)
• Numărul de treceri de finisare și adâncimea de intrare pe trecere (mm)
• Numărul de treceri spark-out
• Viteza de trecere pentru fiecare fază de măcinare (mm/min)
• Viteza de rotație a cuțitului (RPM) pentru fiecare fază de măcinare
• Viteza periferică a roții (m/s) pentru fiecare fază de șlefuire
• Frecvența de îmbrăcare (după trecerea fiecărui N sau după fiecare N cuțite)
• Adâncimea pansamentului și rata de traversare
• Diametrul și toleranța cuțitului țintă (mm)
• Secvențierea pornirii/opririi lichidului de răcire

O mașină de șlefuit cu cuțit circular CNC de gamă medie stochează 50 până la 200 de programe complete de cuțit , permițând unei camere de scule care deservește mai multe linii de conversie cu diferite tipuri de cuțite să comute între programe în mai puțin de 2 minute -- o reducere dramatică de la 15 la 30 de minute necesare pentru a configura manual o râșniță manuală pentru un alt tip de cuțit. Această capacitate de stocare a programului este deosebit de valoroasă în instalațiile care șlefuiesc cuțite pentru linii de hârtie, film și folie, fiecare necesitând unghiuri de teșire și specificații de finisare diferite.

Interfața operatorului și înregistrarea datelor de calitate

Mașinile de șlefuit cuțite circulare CNC moderne oferă o interfață de operator cu ecran tactil care ghidează operatorul prin încărcarea cuțitului, selectarea programului și inițierea ciclului cu o pregătire minimă necesară. Datele de calitate -- diametrul măsurat al cuțitului, timpul ciclului de șlefuire, numărul de treceri executate și orice alarme sau abateri -- sunt înregistrate automat pentru fiecare cuțit și pot fi exportate într-un sistem de management al calității pentru trasabilitate si analiza procesului. Această înregistrare de date acceptă analiza de control statistic al procesului (SPC) a consistenței șlefuirii cuțitelor, permițând supraveghetorilor sălii de scule să identifice tendințe, cum ar fi modelele de uzură a roților, deviația sistematică a unghiului de teșire sau creșterea timpilor de ciclu care indică necesitatea calibrării mașinii sau înlocuirii roților.

Setarea unghiului de teșire: Geometria procesului de șlefuire

Unghiul de teșire al cuțitului de rectificat determină performanța sa de tăiere pe linia de tăiere. Un unghi prea ascuțit produce o margine extrem de ascuțită care se tocește rapid și se așează sub sarcinile de tăiere a substraturilor dure sau groase. Un unghi prea obtuz produce o margine durabilă, dar tocită, care trage pe materialul cu fante și produce margini zdrențuite. Unghiul de teșire corect este un compromis determinat de gradul de oțel al cuțitului, tipul și grosimea substratului și viteza liniei.

Unghiul de teșire este stabilit pe mașină prin ajustarea relației unghiulare dintre fața roții de șlefuit și fața cuțitului. La mașinile cu cap de ax basculant, axul se înclină la unghiul programat în raport cu fața roții. La mașinile cu un cap de roată basculant, capul roții se înclină față de axul orizontal al cuțitului. Oricare dintre configurații realizează același rezultat geometric -- roata intră în contact cu fața cuțitului la unghiul de teșire programat -- dar designul axului basculant este în general preferat pentru un acces mai bun la cuțit pentru măsurare și inspecție în timpul ciclului.

Rezultate măsurare: Cum se verifică calitatea cuțitului după măcinare

Slefuirea unui cuțit la geometria corectă este doar jumătate din sarcină - verificarea faptului că rezultatul îndeplinește specificațiile este la fel de importantă, în special pentru aplicațiile de tăiere în grup în care consistența diametrului pe un set de cuțite determină direct calitatea fantei pe linia de conversie.

Măsurarea diametrului

Diametrul cuțitului este măsurat la marginea lamei folosind un micrometru, un șubler digital sau o sondă de mașină integrată. Pentru seturile de cuțite de tăiat grup, toate cuțitele din set trebuie să fie măcinate la același diametru în limitele toleranței specificate -- de obicei /- 0,005 până la 0,01 mm pentru aplicații cu folie și folie de precizie și /- 0,02 până la 0,05 mm pentru transformarea hârtiei standard. Cuțitele din afara acestui interval de toleranță produc lățimi neuniforme ale fantelor și uzură diferențială între cuțitele adiacente de pe arborele tăietorului.

Verificarea unghiului de teșire

Unghiul de teșire este verificat folosind un proiector de profil optic, un sistem de măsurare a unghiului cu laser sau un raportor de teșit de precizie aplicat pe suprafața solului. Toleranța unghiului pentru majoritatea aplicațiilor este /- 0,5 grade față de unghiul specificat specificat . Sunt necesare toleranțe mai strânse de /- 0,25 grade pentru taierea foliei cu electrod a bateriei și aplicațiile de folie de ambalare farmaceutică în care consistența geometriei marginilor este un parametru de proces validat.

Măsurarea finisajului suprafeței

Finisajul suprafeței teșirii solului este măsurat cu un profilometru de contact (instrument cu stil) care traversează suprafața solului și raportează valoarea Ra (rugozitatea medie aritmetică). Valoarea finală Ra confirmă că s-au aplicat corect nisipul roții, viteza de deplasare și ciclul de aprindere. O valoare Ra mai mare decât cea specificată indică treceri insuficiente de finisare, lichid de răcire contaminat, suprafața roții încărcată sau viteză excesivă de traversare în faza de finisare.

Integritatea marginilor -- Inspecție vizuală și tactilă

Dincolo de măsurătorile dimensionale, muchia șlefuită a cuțitului trebuie inspectată pentru:

• Deteriorări termice (urme de arsuri): Decolorarea albastră sau maro pe teșirea solului indică faptul că oțelul și-a depășit temperatura de revenire în timpul șlefuirii -- cauzată de lichid de răcire insuficient, adâncime excesivă de intrare sau șlefuire fără a îmbrăca o roată încărcată. Marginile arse sunt moi și trebuie măcinate până când toate decolorările sunt îndepărtate.
• Așchiere sau micro-fractură: Așchii vizibile pe vârful tăișului, cauzate de deteriorarea prin impact înainte de șlefuire, de șlefuirea cuțitelor fragile din carbură cu un avans excesiv sau de șoc termic de la alimentarea intermitentă cu lichid de răcire. Marginile ciobite necesită îndepărtarea suplimentară a materialului până când zona deteriorată este complet îndepărtată.
• Bavuri pe vârful marginii: O aripă subțire de metal lăsată pe margine de procesul de șlefuire, în special la trecerea dintre teșirea și fața plată a cuțitului. Bavurile sunt îndepărtate printr-o scurtă trecere de șlefuire cu o piatră cu granulație fină sau o pilă de debavurare aplicată pe fața plană în timp ce țineți cuțitul plat pe o suprafață de referință.

Cum funcționează seria MYD în practică: caracteristici cheie de proiectare

The Mașină de șlefuit cu cuțit circular în seria MYD implementează toate principiile de lucru descrise mai sus într-un design special conceput, optimizat pentru cerințele de re-macinare cuțitelor circulare ale instalațiilor moderne de transformare. Câteva caracteristici de proiectare ale acestei serii sunt direct relevante pentru înțelegerea modului în care mașina își oferă specificațiile de performanță:

Ansamblu ax de precizie

Seria MYD utilizează rulmenți de contact unghiular preîncărcați într-o carcasă a arborelui compensată termic, atingând specificațiile de deformare a arborelui de mai puțin de 0,002 mm TIR. Axul este antrenat de un servomotor cu viteză variabilă cu control al vitezei în buclă închisă, menținând viteza de rotație programată a cuțitului în /- 1 RPM, indiferent de variațiile sarcinii de măcinare în timpul ciclului.

Axe de avans servomotor CNC

Atât axele de intrare, cât și cele transversale folosesc șuruburi de precizie acționate de servomotoare cu feedback al codificatorului liniar, oferind o rezoluție pozițională de 0,001 mm și o repetabilitate a poziției de mai puțin de 0,002 mm, care sunt necesare pentru rezultate consistente cu diametrul cuțitului în loturile de producție. Axele sunt protejate de căi de ghidare liniare sigilate care își mențin precizia în ciuda expunerii la lichid de răcire și a deșeurilor inerente operațiunilor de șlefuire.

Îmbrăcare automată a roților cu compensare

Aparatul cu roți diamantate integrate este servocontrolat și programat ca parte a ciclului de șlefuire, executându-se la intervalele specificate în fiecare program de cuțit și aplicând automat compensarea de compensare a uzurii după fiecare ciclu de șlefuire. Acest lucru asigură că primul cuțit și al sutelea cuțit dintr-un lot de producție primesc un tratament de șlefuire identic, cu condiție constantă de tăiere a roții pe tot parcursul.

Biblioteca de programe și înregistrarea datelor

Controlerul mașinii stochează până la 100 de programe de cuțit, accesibile printr-o interfață cu ecran tactil cu solicitări de verificare a parametrilor programului care reduc erorile operatorului în timpul selectării programului. Datele ciclului de măcinare -- măsurarea diametrului, timpul ciclului, numărul de treceri și orice coduri de eroare -- sunt înregistrate automat într-un jurnal intern care poate fi exportat prin USB sau conexiune la rețea pentru integrarea sistemului de management al calității. Această înregistrare de date acceptă cerințele de documentare a procesului ISO 9001 pe care majoritatea operatorilor majori de instalații de conversie le solicită acum de la operațiunile lor din camera de scule.

Problemăe obișnuite de măcinare, cauze fundamentale și acțiuni corective

Înțelegerea modului în care funcționează mașina înseamnă, de asemenea, înțelegerea a ceea ce merge prost atunci când ieșirea nu respectă specificațiile și cum să identifici și să corectezi cauza principală: