Sarma bıçağı bileme makinesinin çalışma prensibi nedir?

A Sarma Bıçağı Bileme Makinası prensibiyle çalışır kontrollü aşındırıcı malzeme giderme : Dönen bir taşlama çarkı, dairesel bir dilme bıçağının kesici kenarı ile hassas, tekrarlanabilir bir temasa getirilir ve geometrik olarak doğru, keskin bir kesme eğimini yeniden sağlamak için aşınmış veya hasar görmüş çelikteki mikro katmanlar çıkarılır. Tüm süreç, tutarlı, tekrarlanabilir bir kenar profili oluşturmak için koordineli bir sırayla çalışan, birbirine bağlı üç alt sistem (taşlama çarkı tahriki, bıçak tutma ve döndürme mekanizması ve besleme kontrol sistemi) tarafından yönetilir.

Pratik anlamda, makine dairesel bıçağı hassas bir mile kelepçeler, kontrollü bir hızda döndürür ve taşlama çarkını bıçak yüzeyi boyunca programlanmış bir ilerleme hızı ve kesme derinliğinde hareket ettirir. Sonuç, geri yüklenen doğru bir eğim açısıdır. /-0,5 derece dahilinde ve yüzey pürüzlülüğü tipik olarak şu aralıktadır: Ra 0,2 ila Ra 0,8 mikrometre bitirme geçişi spesifikasyonuna bağlı olarak.

Taşlama Taşı: Birincil Kesme Elemanı

Taşlama çarkı makinenin fonksiyonel kalbidir. Bu, bağlı bir aşındırıcı alettir; yani aşındırıcı tanecikler (kesici maddeler), camlaştırılmış, reçineli veya metal bağ matrisi tarafından bir arada tutulur. Tekerlek yüksek çevresel hızda dönerken, açıkta kalan her aşındırıcı tanecik, tek noktalı bir kesme aleti görevi görür ve her geçişte bıçak çeliğinden küçük bir talaşı keser. Bu, prensipte geleneksel işlemeyle aynıdır, ancak mikroskobik ölçekte aynı anda milyonlarca kesme noktasını içerir.

Tekerlek Hızı ve Malzeme Kaldırma Oranı

Taşlama taşının çevresel hızı tipik olarak 25 ve 35 m/s geleneksel alüminyum oksit jantlar için ve 45 m/sn Sertleştirilmiş takım çeliği veya karbür bıçaklarda kullanılan CBN (Kübik Bor Nitrür) süper aşındırıcı tekerlekler için. Daha yüksek çevresel hız, saniyede kesme temas sayısını artırarak yüzey kalitesini iyileştirirken tane başına talaş yükünü azaltır ve bu da taş ömrünü uzatır.

Malzeme kaldırma oranı (MRR), saniyede kaldırılan milimetreküp çelik olarak ifade edilir. Bıçakla taşlamada, paso başına kesme derinliği kasıtlı olarak sığ tutulur - tipik olarak Geçiş başına 0,005 ila 0,02 mm -- bıçağın kenarında termal hasarı önlemek için. Taşlama sırasındaki aşırı ısı, çeliğin sertliğini kesici kenarın 0,1 ila 0,3 mm yakınında azaltabilir; bu, termal yumuşama veya yanma olarak bilinen bir olgudur ve hizmet sırasında hızlı bir şekilde yeniden matlaşmaya neden olur.

Aşındırıcı Çeşitleri ve Uygulamaları

• Alüminyum Oksit (Al2O3): Kağıt ve nonwoven dönüştürmede kullanılan yüksek hız çeliği (HSS) ve orta sertlikteki takım çeliği bıçakları için standart aşındırıcı. Uygun maliyetlidir ve yaygın olarak bulunur.
• Silisyum Karbür (SiC): Daha sert ve daha kırılgan malzemeler için kullanılır. Bıçak taşlamada daha az yaygındır ancak bazı seramik kaplı bıçaklara uygulanabilir.
• CBN (Kübik Bor Nitrür): Süper aşındırıcı, sertliği 60 HRC'nin üzerinde olan bıçaklar için uygundur. Önemli ölçüde daha uzun tekerlek ömrü sunar - genellikle 50 ila 100 kez alüminyum oksitten daha uzundur ve üstün termal stabiliteye sahiptir (kaynak: Norton Abrasives Grinding Handbook, 2019).
• Elmas: Tungsten karbür bıçağın taşlanması için kullanılır. Geleneksel aşındırıcılar karbürleri verimli bir şekilde kesemediğinden, karbür bıçaklar için elmas diskler zorunludur.

Bıçak Tutma ve Döndürme: Eşmerkezliliğin Sağlanması

Taşlama işleminin kullanılabilir bir sonuç üretebilmesi için yuvarlak bıçağın yüksek hassasiyetle tutulması ve döndürülmesi gerekir. Taşlama sırasında bıçağın salgısı (eksantrikliği) doğrudan bitmiş bıçakta çap değişimine dönüşür . Birden fazla bıçağın çapının 0,01 mm dahilinde eşleşmesi gereken çete kesici uygulamalarında, iş mili salgısı kabul edilemez.

Bıçak, bıçak deliği çapına ve makine tasarımına bağlı olarak bir pens aynası, bir manyetik yüz plakası veya bir hidrolik genleşme mili kullanılarak hassas taşlanmış bir mile monte edilir. Kaliteli geri sarma bıçağı taşlama makinelerinde iş mili salgısı aynı seviyede tutulur 0,003 mm'den (3 mikrometre) az TIR (Toplam Gösterge Okuması), makine kabul testleri sırasında doğrulanan bir spesifikasyondur.

Bıçağın Dönüş Hızı

Bıçağın kendisi taşlama sırasında yavaşça döner - tipik olarak 5 ila 30 RPM -- taşlama çarkının tüm çevre çevresinde aşamalı olarak çalışmasına olanak tanır. Bu yavaş dönüş, tekerlekten bıçağa temas arkının tutarlı bir şekilde korunmasını sağlar ve bıçağın çevresinde düz noktalar veya yüksek noktalar olmayan tekdüze bir eğim üretir. Bazı makineler, özellikle radyal özelliklere sahip veya bir sektöre lokalize hasara sahip bıçakları taşlarken, bıçağı sürekli dönüş yerine sabit açısal adımlarla indeksler.

Besleme Sistemi: Derinlik ve Çapraz Kontrolün Kontrolü

Besleme sistemi, taşlama sonucunu birlikte tanımlayan iki bağımsız hareket eksenini kontrol eder:

• İlerleme (kesme ekseninin derinliği): Taşlama çarkını mümkün olan en küçük artışlarla bıçak yüzüne doğru hareket ettirir. 0,001 mm adım başına. Bu eksen, taşlama döngüsü başına ne kadar malzemenin çıkarılacağını belirler ve son bıçak çapını kontrol eder.
• Çapraz (çapraz kayma ekseni): Taşlama çarkını bıçağın eğim yüzeyinin genişliği boyunca hareket ettirir. Çapraz hız - tipik olarak 50 - 300 mm/dak -- besleme derinliği ile birleştiğinde yüzey kalitesi ve ısı üretimi belirlenir. Sığ ilerlemede daha yavaş travers daha ince bir yüzey elde edilmesini sağlar; daha derin beslemede daha hızlı hareket, malzemeyi daha hızlı ancak daha kaba yüzey dokusuyla kaldırır.

MCD Serisi gibi CNC donanımlı makinelerde Sarma Bıçağı Bileme Makinası , her iki eksen de servo tahriklidir ve programlanabilir bir mantık denetleyicisi (PLC) veya özel CNC ünitesi tarafından kontrol edilir. Operatör hedef eğim açısını, toplam talaş kaldırma işlemini, kaba işleme ve bitirme pasolarının sayısını ve ilerleme hızını girer; makine döngüyü otomatik olarak yürütür ve bunu partideki her bıçak için aynı şekilde tekrarlar.

Eğim Açısı Oluşumu: Taşlama İşleminin Geometrisi

Eğim açısı (bıçağın kesici kenarının dahil ettiği açı) taşlama taşı yüzü ile temas noktasındaki bıçak yüzü arasındaki açısal ilişki tarafından belirlenir. Bu ilişki, taşlama döngüsü başlamadan önce taşlama kafasının veya bıçak milinin istenen açıya eğilmesiyle ayarlanır.

Farklı alt tabakalar için ortak eğim açıları aşağıdaki tabloda gösterilmektedir. Bunlar endüstrinin belirlediği başlangıç ​​noktalarıdır; gerçek açılar, bıçak çeliği kalitesine ve özel dilme koşullarına göre ince ayarlanmıştır.

Taşlama taşı profili (düz yüzlü, açılı veya radyal) aynı zamanda son kenar geometrisine de katkıda bulunur. Düz bir tekerlek yüzü düz bir eğim oluşturur; radyüslü bir disk hafif oyuk bir taşlama sağlar, bu da kesici kenar ucundaki iç açıyı azaltırken arkasındaki omurga gücünü korur. Aşırı keskinliğin gerekli olduğu film ve folyo uygulamalarında içi boş taşlamalar tercih edilir.

Soğutma Sistemi: Termal Hasarın Önlenmesi

Taşlama, sürtünme ve talaşın plastik deformasyonu yoluyla taş-iş parçası arayüzünde ısı üretir. Aktif soğutma olmadan bıçak kenarı sıcaklığı 300 ila 800 santigrat derece saniyeler içinde - çoğu takım çeliğinin temperleme sıcaklığının çok üstünde (sertliğin kritik olduğu uygulamalar için tipik olarak 150 ila 250 derece C). Temperleme sıcaklığının aşılması sertliği azaltır ve kullanım sırasında mikroçip oluşumunu teşvik eden artık çekme gerilimleri yaratır.

Sarma bıçağı taşlama makinesindeki soğutma sistemi dört fonksiyona hizmet eder:

1. Isı giderme: Taşlama bölgesine yönlendirilen taşma soğutucusu, arayüzden ısıyı emer ve bunu bıçaktan uzaklaştırır.
2. Talaş yıkama: Soğutma sıvısı akışı metal talaşlarını ve aşındırıcı kalıntıları taşlama bölgesinden uzaklaştırarak yüzey kalitesini bozan talaşların yeniden kesilmesini önler.
3. Tekerlek temizliği: Sürekli soğutma sıvısı akışı, taş yüzeyinin metal parçacıklarla yüklenmesini (tıkanmasını) önleyerek kesme verimliliğini korur.
4. Korozyon önleme: Su bazlı soğutucular, hem zemin bıçağı yüzeyini hem de makine yapısını korumak için pas önleyiciler içerir.

Soğutucu konsantrasyonu tipik olarak aynı seviyede tutulur %3 ila 8 suda çözünür yağ veya sentetik soğutucu karterde bakteri üremesini teşvik etmeden kayganlık sağlayacak şekilde dengelenmiştir (kaynak: IMTS Metalworking Fluid Management Guidelines, 2021). Konsantrasyon kontrolleri, pH izleme (hedef pH 8,5 ila 9,5) ve düzenli sıvı değişimi dahil olmak üzere karter bakımı, makine bakımının standart bir parçasıdır.

Tekerlek Bitirme: Taşlama Tekerleğinin Yenilenmesi

Taşlama çarkı çalışırken aşındırıcı taneler aşınır ve matlaşır ve taş metal parçacıklarla yüklenir. Bu, kesme verimliliğini giderek azaltır ve yüzey kalitesini bozar. Bileme, taşlama çarkının yeniden keskinleştirilmesi ve yeniden düzeltilmesi işlemidir bir elmas işleme aleti (tek noktalı bir elmas, bir elmas rulo veya makineye monte edilmiş bir döner elmas bileme aleti) kullanarak.

Bileme sırasında elmas alet, kontrollü bir ilerleme hızında taş yüzeyi boyunca hareket eder, taze, keskin aşındırıcı taneciği ortaya çıkarmak için taşı kırar ve en dış katmanını çıkarır. Bileme aynı zamanda jantın eşit olmayan bir şekilde aşınması nedeniyle ortaya çıkan herhangi bir yuvarlaklık dışı durumu da düzeltir. CNC makinelerinde işleme, otomatik döngünün bir parçası olarak programlanır ve belirli sayıda bıçak geçişinden sonra veya bir kuvvet veya güç eşiği aşıldığında gerçekleştirilir; böylece tekerleğin operatör müdahalesine gerek kalmadan her zaman en iyi durumda olmasını sağlar.

Taş aşınma telafisi ilgili bir fonksiyondur: Bileme ve normal aşınma nedeniyle taş çapı azaldıkça, CNC kontrolü doğru kesme derinliğini korumak için otomatik olarak ilerleme konumunu dengeler. Bu dengeleme olmadan, daralan bir tekerlek çapı, giderek daha küçük boyutlu bıçak eğimleri üretecektir. MCD Serisi gibi makinelerde Sarma Bıçağı Bileme Makinası , bu telafi otomatik olarak gerçekleştirilir ve döngüler arasında manüel çap ofseti düzeltmelerine duyulan ihtiyaç ortadan kalkar.

Komple Öğütme Döngüsü: Adım Adım

Taşlama döngüsünün her aşamasını anlamak, operatörlerin makine ayarlarını kendi bıçak tipine ve durumuna göre optimize etmesine yardımcı olur:

1. Bıçak montajı ve veri ayarı: Bıçak iş miline monte edilir ve makine, başlangıç konumunu belirlemek için bıçağın yüzeyini inceler. Bu veri, programlanan toplam talaş kaldırma işleminin teorik bir konumdan değil, fiili mevcut bıçak yüzeyinden uygulanmasını sağlar.
2. Kaba işleme pasoları: Taşlama taşı, aşınmış veya hasar görmüş malzemenin büyük kısmını daha yüksek bir besleme derinliğinde (tipik olarak) temizler. Geçiş başına 0,01 ila 0,02 mm ) ve daha hızlı travers. Kenar hasarının boyutuna bağlı olarak bu aşamada birden fazla geçiş yapılabilir.
3. Yarı bitirme geçişleri: Besleme azaltıldı Geçiş başına 0,005 ila 0,01 mm ve ilerleme hızı azalır. Bu geçişler, kaba işlemede oluşturulan eğim geometrisini düzeltir ve yüzey pürüzlülüğünü bitirme aşaması için kabul edilebilir bir aralığa getirir.
4. Bitirme geçişi: Son geçişte minimum ilerleme kullanılır (genellikle 0,001 ila 0,003 mm veya sıfır ilerlemede bir kıvılcım çıkışı) ve son yüzey kalitesini elde etmek için en yavaş traversi içerir. Taşın ek besleme olmadan geçtiği kıvılcım çıkış geçişleri, kalan taşlama kuvvetlerinin gevşemesine ve kaba işleme veya yarı ince işleme aşamalarına göre daha ince bir yüzey elde edilmesine olanak tanır.
5. Çap ölçümü ve doğrulama: Taşlamadan sonra bıçak çapı, bir temas probu kullanılarak makinede veya bir mikrometre ile çevrimdışı olarak ölçülür. Sonuç, hedef çap ve tolerans bandıyla karşılaştırılır. Tolerans dahilindeyse bıçak serbest bırakılır; eğer dışarıdaysa, ilave düzeltme pasları gerçekleştirilir.

CNC Kontrolü: Hassasiyeti ve Tekrarlanabilirliği Otomatikleştirme

Manuel taşlama makineleri, her bıçak için kesme derinliğini, ilerleme hızını ve açıyı ayarlamak için yetenekli bir operatör gerektirir; bu da operatörler arasında ve vardiyalar arasında değişkenlik sağlar. CNC kontrollü sarma bıçağı taşlama makineleri bu manuel girişleri kayıtlı programlarla değiştirerek, Belirli bir programa uygulanan her bıçak taşlaması, makineyi kimin çalıştırdığına bakılmaksızın aynı kenar geometrisini alır .

Modern bir CNC taşlama kontrolörü, her biri aşağıdakileri içeren birden fazla bıçak programını (orta düzey sistemlerde genellikle 50 ila 200 program) saklar:

• Eğim açısı ayarı
• Kaba işleme, yarı ince işleme ve son işlem pasolarının sayısı
• Her aşama için geçiş başına ilerleme derinliği
• Her faz için ilerleme hızı
• Bıçak dönüş hızı
• Pansuman sıklığı ve şifoniyer besleme parametreleri
• Hedef bıçak çapı ve toleransı

Bu programlanabilirlik, aynı makinenin kağıt, film ve folyo hatları için bıçakları taşlaması gereken çok katmanlı dönüştürme tesislerinde özellikle değerlidir. Bıçak türleri arasında geçiş yapmak, mekanik yeniden yapılandırmayı değil, yalnızca programın geri çağrılmasını gerektirir; böylece kurulum süresi kısalır. 15 ila 30 dakika (manuel) ila 2 dakikanın altında (CNC program geri çağırma) .

Çalışma Prensibi Gerçek Dünya Performansına Nasıl Dönüşür?

Yukarıda açıklanan çalışma prensibi (kontrollü aşındırıcı temizleme, hassas bıçak dönüşü, programlanmış besleme eksenleri, aktif soğutma ve otomatik tekerlek dengeleme) dönüştürme işlemlerinde ölçülebilir sonuçlar üretmek için bir araya gelir:

Yukarıdaki tablodaki veriler, AIMCAL (Uluslararası Metalleştiriciler, Kaplamacılar ve Laminatörler Birliği) Teknik Komitesi, 2022 tarafından yayınlanan sektör karşılaştırmalarına dayanmaktadır. Gerçek sonuçlar, bıçak çeliği kalitesine, alt tabakaya ve makinenin durumuna göre değişiklik gösterir.

Düzgün çalıştırılan bir CNC makinesiyle elde edilebilen daha uzun yeniden taşlama çevrim ömrü, doğrudan kontrollü termal ortamdan (kenar yumuşamasını önler) ve tutarlı malzeme kaldırmadan (çap kaybını hızlandıran aşırı taşlamayı önler) kaynaklanır. 200 bıçaktan oluşan bir bıçak popülasyonunda, 6 ila 14 yeniden bileme döngüsü arasındaki fark şunu temsil eder: Bıçak başına 8 ek servis ömrü -- yıllık bıçak tedarik maliyetini doğrudan azaltır.