Kako radi kružni stroj za brušenje noževa?

A Stroj za brušenje kružnih noževa radi montiranjem kružnog (rotacionog) noža za rezanje na precizno vreteno, okrećući ga kontroliranom malom brzinom i dovodeći rotirajući abrazivni brusni kotač u kontakt s oštricom noža pod programiranim kutom, dubinom uvlačenja i brzinom kretanja. Brusni kotač uklanja mikroslojeve čelika s ruba oštrice u nizu prolaza grube obrade, poluzavršne obrade i završne obrade sve dok se kosi rez ne vrati na specificiranu geometriju, površinsku obradu i promjer. Cjelokupnim procesom upravljaju tri međuovisna sustava -- pogon brusnog kotača, mehanizam za držanje noža i rotaciju te CNC kontrola dodavanja -- koji rade u koordiniranom slijedu kako bi proizveli ponovljivu, geometrijski preciznu oštricu.

Stroj za brušenje kružnih noževa posebno je dizajniran za ponovno brušenje kružnih (u obliku diska) noževa za rezanje koji se koriste u linijama za rezanje i premotavanje u industriji za preradu papira, filma, folije, netkanog tekstila, ljepljive trake, tekstila i fleksibilne ambalaže. Za razliku od površinskih brusilica ili cilindričnih brusilica, namjenski je izrađen za držanje, okretanje i brušenje kružnih noževa s ekstremnom koncentričnošću -- jer će kružni nož koji je ponovno brušen s čak 0,01 mm odstupanja proizvesti nejednaku kvalitetu proreza na liniji za pretvorbu velike brzine. Detaljno razumijevanje svake faze radnog procesa je najpraktičniji način za ispravno specificiranje, rukovanje i održavanje ovih strojeva.

Faza 1 -- Montaža noža i postavljanje datuma

Svaki ciklus brušenja započinje postavljanjem kružnog noža na vreteno stroja i uspostavljanjem referentne točke brušenja -- referentne pozicije od koje se mjere svi programirani ulazni pokreti. Ova dva koraka moraju se izvesti ispravno prije nego što započne bilo kakvo brušenje, jer se pogreške ovdje šire kroz cijeli ciklus mljevenja i proizvode nož koji ne zadovoljava svoje dimenzionalne specifikacije bez obzira na to koliko su dobro sami prolazi brušenja izvedeni.

Sustavi vretena i osovine

Kružni nož montiran je na precizno brušeni trn vretena pomoću jednog od nekoliko stezanja ovisno o promjeru provrta noža i dizajnu stroja:

• Stezna glava: Stezna čahura od opružnog čelika koncentrično se zatvara na provrtu noža kada je ruda zategnuta, centrirajući nož na os vretena. Sustavi steznih čahura postižu vrijednosti odstupanja manje od 0,003 mm TIR (ukupno očitavanje indikatora) kada su stezna čahura i provrt čisti i neoštećeni -- bitno za koncentričnost brušenog noža.
• Hidraulični ekspanzijski nosač: Komora za hidrauličku tekućinu širi vanjsku čahuru kako bi zahvatila provrt noža. Hidraulički trnovi pružaju izvrsnu ponovljivost centriranja i poželjni su za proizvodno brušenje više identičnih noževa gdje vrijeme postavljanja mora biti minimalizirano.
• Precizni trn s prirubnicom sa steznom maticom: Nož se naslanja na površinu brušene prirubnice i aksijalno je stegnut maticom. Ovaj sustav je manje osjetljiv na varijacije promjera provrta i koristi se za noževe s nestandardnom veličinom provrta ili nepravilnim uvjetima provrta od prethodnog trošenja.

Prije montaže, i površina trna vretena i provrt noža moraju se očistiti od svih strugotina, ostataka rashladnog sredstva i površinske kontaminacije. Čestica strugotine između vrha i provrta pomiče nož izvan središta za punu debljinu čestice -- strugotina od 0,05 mm proizvodi 0,05 mm odstupanja, što je neprihvatljivo za precizne noževe za rezanje folije ili folije kod kojih je tolerancija tipična manji od 0,005 mm TIR .

Postavljanje datuma i ispitivanje površine

Nakon što je nož postavljen, stroj utvrđuje referentnu točku brušenja sondiranjem prednje strane noža ili kontaktnom sondom (očvrsla igla koja dodiruje površinu noža i registrira kontaktni položaj) ili beskontaktnim senzorom (vrtložna struja ili laser). Ispitani položaj govori CNC kontroleru gdje se točno nalazi lice noža u koordinatnom sustavu stroja, tako da se programirano ukupno uvlačenje (količina čelika koju treba ukloniti) primjenjuje sa stvarne površine noža, a ne s pretpostavljenog nominalnog položaja.

Ovaj referentni korak je ono što sprječava najčešću pogrešku u ručnom brušenju -- uklanjanje previše ili premalo materijala jer operater pogrešno procjenjuje gdje kotačić prvi dodiruje nož. Na CNC strojevima za brušenje kružnih noževa, referentna sonda se razlučuje na 0,001 mm ili bolje , čime se osigurava da ciklus mljevenja uklanja točno programiranu količinu materijala bez obzira na varijacije u promjeru noža od prethodnih brušenja.

Faza 2 -- Brusni kotač: Abrazivno djelovanje i uklanjanje materijala

Brusna ploča je primarni rezni element stroja. To je vezani abrazivni alat -- milijuni abrazivnih zrnaca koji se drže u ostakljenoj, rezinoidnoj ili metalnoj vezivnoj matrici -- koji se okreće velikom perifernom brzinom. Svako izloženo abrazivno zrno na površini kotača djeluje kao alat za rezanje s jednom točkom, odsijecajući mikroskopski komadić čelika za noževe na mjestu kontakta s oštricom noža. Ovo je mehanički ekvivalentno konvencionalnom tokarenju ili glodanju, ali na skali od mikrometara po zrnu, a ne milimetara po prolazu alata.

Brzina brusne ploče i periferna brzina

Periferna brzina brusne ploče -- brzina ruba brusne ploče na točki kontakta s nožem -- najkritičniji je radni parametar koji utječe i na završnu obradu površine i na vijek trajanja ploče. Standardni kotači od aluminijskog oksida za kružno brušenje noževa rade na perifernim brzinama od 25 do 35 m/s . CBN (kubični bor nitrid) superabrazivni kotači rade na 35 do 60 m/s . Veća periferna brzina povećava broj kontakta abrazivnog zrna s čelikom u sekundi, stvarajući finiju završnu obradu površine i smanjujući opterećenje strugotine po zrnu -- što poboljšava završnu obradu i produljuje vijek trajanja kotača.

Periferna brzina se izračunava kao: V = pi x D x n / 60, gdje je V periferna brzina u m/s, D je promjer kotača u metrima, a n je broj okretaja u minuti. Kotač promjera 200 mm koji radi na 2865 okretaja u minuti postiže perifernu brzinu od približno 30 m/s -- središte optimalnog raspona za kotače od aluminijskog oksida pri brušenju noževa od alatnog čelika (izvor: Norton Abrasives Grinding Application Guide, 2020).

Vrste abrazivnih zrna za brušenje kružnih noževa

Za većinu primjena brušenja kružnih noževa -- HSS i D2 čelične oštrice za rezanje za preradu papira, filma i netkanog materijala -- kotači od ostakljenog aluminijskog oksida granulacije 46 do 80 za grubu obradu i 100 do 220 za završnu obradu su standardna specifikacija. CBN kotači opravdani su za visokoproizvodne objekte koji bruse veliki broj očvrslih HSS noževa gdje dulji životni vijek kotača i kraća vremena ciklusa nadoknađuju veće troškove kotača.

Geometrija prednje strane kotača i formiranje kosine

Oblik lica brusnog kotača -- bilo da je ravan, pod kutom ili polumjerom -- izravno određuje geometriju skošenja koja se proizvodi na oštrici noža. Ravno lice kotača daje ravan kos; radijusirana ili konkavna površina kotača proizvodi šuplje brušenje -- blago konkavno skošenje koje smanjuje uključeni kut na vrhu oštrice dok zadržava čeličnu podlogu iza ruba. Šuplje brušenje je poželjno za noževe za rezanje folije i folije jer smanjeni kut vrha daje oštrije rezanje s manje otpora na rubu proreza.

Sam kut skošenja -- kut između površine kotača i površine noža na kontaktnoj točki -- postavlja se naginjanjem ili glave za mljevenje ili vretena noža u traženi kutni položaj prije početka ciklusa brušenja. Uobičajeni uključeni kutovi skošenja za kružne noževe za rezanje kreću se od 30 stupnjeva za aplikacije filma i folije do 55 stupnjeva za papir i karton , sa specifičnim kutom za svaku primjenu određenim vrstom čelika noža, podlogom koja se reže i brzinom linije.

Faza 3 -- Rotacija noža tijekom mljevenja

Dok kotač za mljevenje osigurava djelovanje rezanja, sam kružni nož mora se polako okretati tijekom brušenja tako da kotač progresivno radi oko punih 360 stupnjeva opsega noža. Ova rotacija noževa je ono što čini kružni stroj za brušenje noževa bitno drugačijim od ravnog oštrila noževa ili standardne površinske brusilice -- rotirajući obradak zahtijeva namjenski pogonski sustav rotacije i dizajn vretena koji održava koncentričnost koji su ključni za dizajn stroja.

Brzina rotacije noža

Nož se okreće sporom, kontroliranom brzinom tijekom mljevenja - obično 3 do 25 okretaja u minuti ovisno o promjeru noža, dubini uvlačenja brusne ploče i potrebnoj završnoj obradi površine. Sporija rotacija omogućuje više vremena kontakta brusne ploče po jedinici opsega noža, stvarajući finiju završnu obradu. Brža rotacija pomiče više noža kroz zonu kontakta kotača po jedinici vremena, povećavajući brzinu skidanja materijala, ali smanjujući kvalitetu završne obrade.

Za brušenje noža promjera 200 mm pri 10 okretaja u minuti, opseg noža putuje približno 105 mm/s kroz zonu kontakta kotača. Za nož od 450 mm pri istom broju okretaja u minuti, opsegna brzina je 236 mm/s -- što znači da se kotač učinkovito kreće brže u odnosu na površinu noža, zahtijevajući ili sporiju rotaciju noža ili veću perifernu brzinu kotača kako bi se održala ekvivalentna završna obrada površine. CNC kružni strojevi za brušenje noževa to automatski kompenziraju kada se promjer noža unese u program, prilagođavajući brzinu rotacije kako bi se održala dosljedna površinska brzina na kontaktnoj točki kotača za različite veličine noževa.

Odstupanje vretena: kritični parametar koncentričnosti

Vreteno koje pokreće rotaciju noža mora održavati nož na savršeno pravoj kružnoj putanji tijekom brušenja. Svako odstupanje (ekscentricitet) u ležaju vretena uzrokuje njihanje noža dok se okreće, što se izravno prevodi u varijaciju promjera oko opsega noža nakon brušenja. U stroju za višestruko rezanje gdje se više noževa mora podudarati u promjeru do unutar 0,01 mm, odstupanje vretena je primarni ograničavajući čimbenik u ostvarivoj konzistentnosti promjera noža.

Kvalitetni strojevi za brušenje kružnih noževa određuju otkazivanje vretena manje od 0,002 mm TIR , postignuto preciznim kutnim kontaktnim ležajevima koji su prednapregnuti kako bi se eliminirao zazor, brušenim rukavcima vretena i toplinski stabilnim dizajnom kućišta vretena. Ova se specifikacija provjerava tijekom ispitivanja prihvatljivosti stroja pomoću indikatora s brojčanikom visoke rezolucije ili laserskog interferometra i treba je povremeno ponovno provjeravati kao dio preventivnog održavanja stroja jer trošenje ležajeva postupno povećava otkazivanje tijekom vremena.

Faza 4 -- Sustav kontrole posmaka: ulazne i poprečne osi

Sustav dodavanja je mehanizam koji kontrolira položaj, brzinu i dubinu brusne ploče u odnosu na lice noža u svakom trenutku tijekom ciklusa brušenja. Sastoji se od dvije neovisne linearne osi gibanja koje zajedno definiraju sve aspekte procesa uklanjanja materijala.

Ulazna os (X-os)

Ulazna os pomiče brusni kotač prema licu noža, dovodeći abrazivnu površinu u kontakt i pomičući je programiranim koracima nakon svakog prolaza kako bi se uklonili uzastopni slojevi čelika. Razlučivost uvlačenja kvalitetnog CNC stroja za brušenje kružnih noževa je 0,001 mm (1 mikrometar) po koraku , omogućujući programu brušenja da odredi korake uvlačenja od samo 0,001 mm za najfinije završne prolaze. Tipične vrijednosti dodavanja po fazi mljevenja su:

• Prolazi grube obrade: 0,01 do 0,03 mm po prolazu -- brzo uklanja većinu istrošenog ili oštećenog materijala; završna obrada površine je gruba, ali točnost u ovoj fazi nije kritična
• Poluzavršni prolazi: 0,005 do 0,01 mm po prolazu -- poboljšava geometriju skošenja utvrđenu u gruboj obradi; hrapavost površine počinje se približavati konačnoj specifikaciji
• Završni prolaz: 0,001 do 0,003 mm po prolazu -- daje konačnu završnu obradu površine i geometriju; u ovoj fazi može se postići hrapavost površine od Ra 0,2 do 0,8 mikrometara
• Prolaz iskre: Nula dodatnog uvlačenja -- kotač prelazi lice noža bez daljnjeg napredovanja, dopuštajući opuštanje zaostalih sila brušenja i elastičnog otklona i stvaranje finijeg finiša od samog zadnjeg uvlačenja

Poprečna os (Z-os)

Poprečna os pomiče brusnu ploču po širini kosine površine noža, osiguravajući ravnomjerno uklanjanje materijala preko cijele širine kosine u svakom prolazu. Brzina kretanja kritičan je parametar jer određuje i brzinu skidanja materijala i kvalitetu završne obrade površine:

• Brzi hod (100 do 400 mm/min): Koristi se tijekom grubih prolaza za visoku stopu skidanja materijala; ostavlja vidljive poprečne tragove na površini tla
• Spori hod (20 do 80 mm/min): Koristi se tijekom završnih prolaza; smanjuje poprečne tragove i poboljšava ujednačenost površine po širini kosine
• Pokret iskre: Tipično pri završnoj brzini pomicanja s nultim dodavanjem; proizvodi najfiniju moguću završnu obradu površine za specifikaciju granulacije kotača i veze

Obje osi su servo pogonjene na CNC strojevima, uz povratnu informaciju o položaju linearnih kodera ili rotacijskih kodera montiranih na kuglični vijak. CNC kontroler očitava položaje osi u stvarnom vremenu i uspoređuje ih s programiranom putanjom, ispravljajući svako odstupanje unutar milisekundi. Ova kontrola položaja zatvorene petlje je ono što omogućuje rezoluciju uvlačenja od 0,001 mm i dosljednost brzine pomicanja koja daje ponovljive rezultate brušenja kroz stotine ciklusa noža.

Faza 5 -- Sustav rashladnog sredstva: upravljanje toplinom tijekom mljevenja

Brušenje stvara intenzivnu lokaliziranu toplinu u kontaktnoj zoni kotača i noža kroz trenje i plastičnu deformaciju metalnog strugotine. Bez aktivnog hlađenja, temperatura oštrice noža može narasti do 300 do 800 stupnjeva Celzijusa unutar nekoliko sekundi , znatno iznad temperature kaljenja većine alatnih čelika koji se koriste za kružne noževe za rezanje (obično 150 do 200 stupnjeva C za D2 čelik pri 60 do 62 HRC). Prekoračenje temperature kaljenja smanjuje tvrdoću čelične trake u blizini oštrice -- vidljivo kao plava ili smeđa toplinska nijansa na površini tla -- stvarajući mekanu zonu koja brzo otupi tijekom rada.

Četiri funkcije rashladnog sredstva za mljevenje

1. Odvođenje topline: Sredstvo za hlađenje usmjereno na kontaktnu zonu mljevenja apsorbira toplinsku energiju sa sučelja kotača i noža i odnosi je dalje od noža prije nego što se može provesti u masu čelika i podići temperaturu ispod površine iznad praga kaljenja.
2. Ispiranje čipova: Protok rashladne tekućine uklanja metalne strugotine i fragmente abrazivnih zrna iz zone brušenja. Bez ispiranja, strugotine se nakupljaju između površine kotača i površine noža, uzrokujući njihovo ponovno rezanje -- što stvara dodatnu toplinu i pogoršava završnu obradu površine.
3. Čišćenje kotača (protiv opterećenja): Kontinuirani protok rashladne tekućine sprječava ugrađivanje metalnih strugotina u pore površine brusne ploče -- stanje koje se naziva opterećenje -- što smanjuje učinkovitost rezanja i stvara dodatnu toplinu od trenja između začepljene ploče i površine noža.
4. Sprječavanje korozije: Sredstva za hlađenje na bazi vode uključuju pakete inhibitora hrđe koji štite i svježe samljevenu površinu noža i čelične komponente stroja od stvaranja hrđe između radnih sesija.

Specifikacija rashladnog sredstva i održavanje

Rashladno sredstvo za brušenje za brušenje kružnih noževa obično je ulje topivo u vodi ili sintetičko rashladno sredstvo razrijeđeno na 3 do 8% koncentracije u čistoj vodi. Koncentracija se mora održavati unutar ovog raspona: previše razrijeđen smanjuje mazivost i zaštitu od hrđe; previše koncentrirana povećava pjenjenje, smanjuje učinkovitost prijenosa topline i ubrzava biološki rast u koritu. pH rashladne tekućine treba održavati između 8.5 i 9.5 -- alkalni raspon koji inhibira rast bakterija i pruža najbolju zaštitu od hrđe za čelične površine noževa (izvor: IMTS Metalworking Fluid Management Guidelines, 2021).

Brzina protoka rashladne tekućine u zoni brušenja trebala bi biti dovoljna da u potpunosti preplavi kontaktni luk -- obično 10 do 20 litara u minuti za brušenje kružnih noževa. Neadekvatan protok najčešći je uzrok toplinskog oštećenja (spaljivanja) rubova noževa tijekom brušenja, čak i kada se održava ispravna koncentracija rashladnog sredstva. Mlaznica rashladne tekućine trebala bi biti postavljena što je moguće bliže kontaktnoj točki kotača i noža, usmjerena na presretanje graničnog sloja zraka koji kotač nosi sa sobom -- koji bi inače skrenuo struju rashladne tekućine dalje od kritične kontaktne zone.

Faza 6 -- Obrada ploče: Održavanje stanja rezanja brusne ploče

Kako brusni kotač reže, dvije se stvari progresivno događaju: abrazivna zrna se troše i postaju zaobljena (gubeći reznu oštrinu), a metalni komadići se ugrađuju u pore na ploči (opterećenje). Oba uvjeta smanjuju učinkovitost rezanja, povećavaju sile brušenja, povećavaju stvaranje topline i pogoršavaju završnu obradu površine. Obrada ploče je proces ponovnog oštrenja i ponovnog poravnanja prednje strane ploče kako bi se vratilo njezino stanje rezanja.

Kako funkcionira odijevanje

Dijamantni alat za obradu -- bilo dijamant s jednom točkom, valjak impregniran dijamantom ili skup dijamanta s više točaka -- prelazi preko površine kotača pri kontroliranoj brzini napredovanja i dubini. Dijamantni alat lomi najudaljeniji sloj abrazivnog zrna i vezne matrice, uklanjajući istrošeni i opterećeni materijal i izlažući svježe, oštro abrazivno zrno ispod. Brzina pomicanja dijamanta preko kotača (kolonica) kontrolira rezultirajuću topografiju lica kotača: sporo pomicanje stvara glatkiju površinu kotača koja daje finiju završnu obradu; brzi hod stvara otvoreniju, agresivniju površinu kotača koja brže uklanja materijal, ali ostavlja grublju završnu obradu.

Na CNC strojevima za brušenje kružnih noževa, obrada kotača programirana je kao podrutina unutar ciklusa brušenja i izvršava se automatski u definiranim intervalima -- ili nakon određenog broja prolaza nožem, nakon određenog ukupnog vremena brušenja ili kada opterećenje vretena ili senzor akustične emisije otkriju da se stanje kotača pogoršalo ispod praga. Automatsko obrađivanje uklanja pogrešku u prosudbi operatera koja je najčešći uzrok nedosljedne završne obrade površine u operacijama ručnog brušenja , i osigurava da je svaki nož u proizvodnoj seriji brušen kotačem u jednakom stanju rezanja.

Kompenzacija istrošenosti kotača

Svaki ciklus obrade uklanja malu količinu promjera brusne ploče. Kako se promjer kotača smanjuje, njegova periferna brzina opada za isti broj okretaja u minuti (budući da je V = pi x D x n / 60), a njegov se položaj u odnosu na lice noža mijenja. Bez kompenzacije, kotač koji se skuplja stvarao bi progresivno premale kosine noža i radio bi progresivno nižom perifernom brzinom.

CNC strojevi za brušenje kružnih noževa automatski kompenziraju istrošenost kotača praćenjem ukupne dubine uklonjene tijekom ciklusa obrade i pomakom položaja osi uvlačenja kako bi se održao ispravan odnos kotača prema nožu. Ova kompenzacija trošenja kotača je transparentna operateru -- stroj nastavlja isporučivati ​​ispravnu geometriju noža bez obzira na trenutni promjer kotača, sve dok kotač ne dosegne svoj minimalni upotrebljivi promjer i mora se zamijeniti. Na MYD seriji Stroj za brušenje kružnih noževa , ova kompenzacija radi u stvarnom vremenu bez potrebe za unosom operatera između promjena kotača.

Faza 7 -- Potpuni CNC ciklus brušenja od početka do kraja

Uz razumijevanje pojedinačnih komponenti sustava, kompletan ciklus mljevenja može se opisati kao integrirani slijed. Na CNC kružnom stroju za brušenje noževa, ovaj slijed je pohranjen kao program u upravljaču stroja i automatski se izvršava nakon što operater ubaci nož i pokrene ciklus.

1. Opoziv programa i unos parametara: Operater poziva pohranjeni program brušenja za vrstu noža (ili stvara novi program unosom promjera noža, kuta skošenja, ukupnog uklanjanja zaliha, rasporeda prolaza i specifikacije kotača). Stroj postavlja nagib vretena na programirani kut skošenja i pomiče kotač u početni položaj.
2. Montaža noža i sondiranje: Operater postavlja nož na osovinu, čisti spojne površine i potvrđuje sigurno stezanje. Stroj ispituje prednju stranu noža kako bi utvrdio referentni položaj i unosi ga u CNC koordinatni sustav.
3. Aktivacija rashladnog sustava: Pumpa rashladne tekućine se pokreće i protok se provjerava na mlaznici za mljevenje prije nego što kotač napreduje do površine noža. Nikada nemojte dopustiti da kotač dođe u dodir s nožem bez protoka rashladne tekućine.
4. Prilaz kotača i zračni rez: Brusni kotač napreduje prema licu noža velikom brzinom dok ne dosegne pristupni položaj, a zatim usporava do brzine brušenja za prvi kontakt. Stroj detektira prvi kontakt putem praćenja opterećenja vretena ili senzora akustične emisije, potvrđujući referentni položaj i započinjući prvi inkrement uvlačenja prolaza grube obrade.
5. Prolazi grube obrade: CNC izvršava programirani broj grubih prolaza pri specificiranoj dubini uvlačenja po prolazu i brzini kretanja. Nož se neprestano okreće. Stroj nadzire opterećenje vretena tijekom grube obrade i može automatski smanjiti dubinu uvlačenja ako opterećenje premaši programirani maksimum, štiteći i nož i kotač od preopterećenja.
6. Automatsko oblačenje (ako je predviđeno): Nakon programiranog broja prolaza grube obrade, kotač se povlači u položaj obrade i alat za dijamantsko poravnavanje prelazi preko površine kotača. Stroj registrira dubinu pravljenja i primjenjuje odgovarajući pomak kompenzacije istrošenosti ploče prije povratka u položaj brušenja.
7. Poluzavršni prolazi: Uvlačenje se smanjuje na specifikaciju poluzavršne obrade i brzina pomicanja se smanjuje. Nož se nastavlja okretati. Ovi prolazi pročišćavaju geometriju kosine i počinju proizvoditi završnu obradu površine potrebnu za završnu fazu.
8. Prolazi za završnu obradu i iskru: Uvlačenje se smanjuje na minimalni završni korak ili na nulu (iskrenje). Poprečna brzina je minimalna. Preostala elastična deformacija u sustavu za mljevenje oslobađa se tijekom iskre, a površina noža postiže programiranu Ra specifikaciju završne obrade.
9. Uvlačenje kotača i mjerenje promjera: Brusna ploča se povlači u slobodni položaj. Stroj mjeri promjer noža pomoću integrirane kontaktne sonde ili ga operater mjeri vanjskim mikrometrom. Izmjereni promjer se uspoređuje s ciljanim i tolerancijskim pojasom. Ako je unutar tolerancije, ciklus je završen. Ako je vani, dodatni korektivni prolazi se izvršavaju automatski (na potpuno automatiziranim sustavima) ili operater pokreće korekcijski prolaz (na poluautomatiziranim sustavima).
10. Zaustavljanje rashladne tekućine i uklanjanje noža: Nakon što konačno mjerenje potvrdi da je nož unutar tolerancije, protok rashladne tekućine prestaje, vreteno noža usporava do zaustavljanja, a operater uklanja nož, čisti ga i prenosi u stalak za gotove dijelove.

Potreban je kompletan ciklus za standardni kružni nož za rezanje 3 do 10 minuta na CNC stroju, ovisno o potrebnoj količini skidanja materijala, promjeru noža i specifikaciji završne obrade. To je u usporedbi s 10 do 25 minuta za ekvivalentnu ručnu operaciju mljevenja, uz dodatnu prednost dosljedne kvalitete bez obzira na razinu vještine operatera ili akumulirani umor.

CNC upravljanje: Kako programiranje daje ponovljive rezultate

Prijelaz s ručnog na CNC brušenje kružnim noževima je jedina najutjecajnija promjena u preciznosti i produktivnosti koja je dostupna alatnici pogona za preinaku. Ručno brušenje zahtijeva vještog operatera da postavi dubinu rezanja, brzinu kretanja i kut skošenja za svaki nož, a rezultat se razlikuje od operatera do smjene. CNC upravljanje zamjenjuje sva ova ručna podešavanja pohranjenim programima koji proizvode identične rezultate za svaki rad noža u svakoj smjeni.

Što CNC program za brušenje kontrolira

Kompletan CNC program brušenja za kružni nož specificira:

• Kosi kut (stupnjevi od prednje strane noža, obično 15 do 28 stupnjeva po strani za uključeni kut od 30 do 55 stupnjeva)
• Ukupno uklanjanje zaliha (mm) -- ukupno uvlačenje od referentne do gotove mjere
• Broj prolaza grube obrade i dubina uvlačenja po prolazu (mm)
• Broj poluzavršnih prolaza i dubina uvlačenja po prolazu (mm)
• Broj završnih prolaza i dubina uvlačenja po prolazu (mm)
• Broj prolaza iskre
• Brzina kretanja za svaku fazu brušenja (mm/min)
• Brzina rotacije noža (RPM) za svaku fazu mljevenja
• Periferna brzina kotača (m/s) za svaku fazu mljevenja
• Učestalost presvlačenja (nakon svakih N prolaza ili nakon svakih N noževa)
• Dubina obrade i brzina pomaka
• Promjer i tolerancija ciljnog noža (mm)
• Redoslijed uključivanja/isključivanja rashladne tekućine

CNC stroj za brušenje kružnih noževa srednje klase 50 do 200 kompletnih programa za noževe , omogućujući alatnici koja opslužuje više linija za preradu s različitim vrstama noževa za prebacivanje između programa za manje od 2 minute -- dramatično smanjenje s 15 na 30 minuta potrebnih za ručno postavljanje ručne brusilice za drugu vrstu noža. Ova mogućnost pohranjivanja programa posebno je vrijedna u postrojenjima koja bruse noževe za linije papira, filma i folije, od kojih svaki zahtijeva različite kutove skošenja i specifikacije završne obrade.

Operatorsko sučelje i kvalitetno snimanje podataka

Moderni CNC kružni strojevi za brušenje noževa pružaju operatersko sučelje sa zaslonom osjetljivim na dodir koje operatera vodi kroz umetanje noževa, odabir programa i pokretanje ciklusa uz minimalnu potrebnu obuku. Podaci o kvaliteti -- izmjereni promjer noža, vrijeme ciklusa mljevenja, broj izvršenih prolaza i svi alarmi ili odstupanja -- automatski se bilježe za svaki nož i mogu se izvesti u sustav upravljanja kvalitetom za sljedivost i analizu procesa. Ovaj zapis podataka podržava analizu statističke kontrole procesa (SPC) dosljednosti brušenja noževa, omogućujući nadzornicima alatnice da identificiraju trendove kao što su uzorci istrošenosti kotača, sustavno pomicanje kuta kosine ili povećanje vremena ciklusa koji ukazuju na potrebu za kalibracijom stroja ili zamjenom kotača.

Podešavanje kuta kosine: Geometrija procesa brušenja

Kosi kut ponovno brušenog noža određuje njegovu učinkovitost rezanja na liniji rezanja. Previše oštar kut proizvodi izrazito oštar rub koji se brzo otupljuje i lomi pod opterećenjem rezanja tvrdih ili debelih podloga. Previše tupi kut stvara izdržljiv, ali tup rub koji se povlači po materijalu proreza i stvara neravne rubove. Točan kut skošenja je kompromis određen vrstom čelika za noževe, vrstom i debljinom podloge te brzinom linije.

Kut skošenja postavlja se na stroju podešavanjem kutnog odnosa između površine brusne ploče i površine noža. Na strojevima s nagibnom glavom vretena, vreteno se naginje do programiranog kuta u odnosu na površinu kotača. Na strojevima s nagibnom glavom kotača, glava kotača se naginje u odnosu na horizontalno vreteno noža. Obje konfiguracije postižu isti geometrijski rezultat -- kotač dolazi u kontakt s prednjom stranom noža pod programiranim kutom skošenja -- ali općenito se preferira dizajn nagibnog vretena zbog boljeg pristupa nožu za mjerenje i pregled tijekom ciklusa.

Rezultati mjerenja: Kako se provjerava kvaliteta noža nakon brušenja

Brušenje noža na ispravnu geometriju samo je polovica zadatka -- provjera zadovoljava li rezultat specifikaciju jednako je važna, osobito za aplikacije višestrukog rezača gdje dosljednost promjera u nizu noževa izravno određuje kvalitetu proreza na liniji za pretvorbu.

Mjerenje promjera

Promjer noža mjeri se na rubu oštrice pomoću mikrometra, digitalnog mjerila ili integrirane strojne sonde. Za set noževa za višestruko rezanje, svi noževi u setu moraju biti brušeni na isti promjer unutar navedene tolerancije -- obično /- 0,005 do 0,01 mm za precizne aplikacije filmova i folija i /- 0,02 do 0,05 mm za standardnu pretvorbu papira. Noževi izvan ovog raspona tolerancije proizvode nejednake širine proreza i različito trošenje između susjednih noževa na osovini rezača.

Provjera kuta kosine

Kut zakošenja provjerava se pomoću projektora optičkog profila, laserskog sustava za mjerenje kuta ili preciznog zakošenog kutomjera primijenjenog na tlo. Tolerancija kuta za većinu primjena je /- 0,5 stupnjeva od navedenog uključenog kuta . Potrebne su strože tolerancije od /- 0,25 stupnjeva za rezanje folije elektrode baterije i primjene folije za pakiranje farmaceutskih proizvoda gdje je dosljednost geometrije ruba potvrđeni parametar procesa.

Mjerenje završne obrade površine

Površinska obrada kosine tla mjeri se kontaktnim profilometrom (instrument igle) koji prelazi preko površine tla i javlja vrijednost Ra (aritmetička sredina hrapavosti). Završena Ra vrijednost potvrđuje da su primijenjeni ispravni zrnatost kotača, brzina kretanja i ciklus iskre. Vrijednost Ra viša od specificirane ukazuje na nedovoljno završnih prolaza, kontaminiranu rashladnu tekućinu, opterećeno lice kotača ili pretjeranu brzinu kretanja u fazi završne obrade.

Cjelovitost rubova -- vizualna i taktilna provjera

Osim mjerenja dimenzija, oštrica brušenog noža mora se pregledati na:

• Toplinska oštećenja (tragovi opeklina): Plava ili smeđa diskoloracija na brušenoj kosini ukazuje na to da je čelik prekoračio svoju temperaturu kaljenja tijekom brušenja -- uzrokovano nedostatkom rashladne tekućine, prekomjernom dubinom uvlačenja ili brušenjem bez obrade opterećene ploče. Spaljeni rubovi su mekani i moraju se brusiti dok se ne uklone sve promjene boje.
• Okrhotina ili mikrofraktura: Vidljive strugotine na vrhu oštrice, uzrokovane oštećenjem od udarca prije brušenja, brušenjem krhkih karbidnih noževa s prekomjernim uvlačenjem ili toplinskim udarom zbog povremenog dovoda rashladnog sredstva. Odlomljeni rubovi zahtijevaju dodatno uklanjanje zaliha dok se oštećena zona potpuno ne izbrusi.
• Brada na vrhu ruba: Tanka metalna peraja koja je ostala na rubu postupkom brušenja, osobito na prijelazu između kosine i ravne strane noža. Neravnine se uklanjaju kratkim prolazom za brušenje kamenom sitnog zrna ili turpijom za skidanje srha primijenjenom na ravnu površinu dok se nož drži ravno na referentnoj površini.

Kako serija MYD radi u praksi: ključne značajke dizajna

The Stroj za brušenje kružnih noževa u seriji MYD implementira sve gore opisane principe rada u namjenskom dizajnu optimiziranom za zahtjeve za brušenjem kružnog noža za rezanje u modernim postrojenjima za preradu. Nekoliko značajki dizajna ove serije izravno su relevantne za razumijevanje načina na koji stroj isporučuje svoje specifikacije performansi:

Precizni sklop vretena

Serija MYD koristi prednapregnute ležajeve s kutnim kontaktom u kućištu vretena s toplinskom kompenzacijom, postižući specifikaciju odstupanja vretena manje od 0,002 mm TIR. Vreteno pokreće servo motor promjenjive brzine s kontrolom brzine u zatvorenoj petlji, održavajući programiranu brzinu rotacije noža unutar /- 1 RPM bez obzira na varijacije opterećenja brušenja tijekom ciklusa.

CNC servo pokretane osovine za pomicanje

I ulazna i poprečna os koriste precizne kuglaste vijke koje pokreću servo motori s povratnom spregom linearnog kodera, dajući rezoluciju položaja od 0,001 mm i ponovljivost položaja manju od 0,002 mm, što je potrebno za dosljedne rezultate promjera noža u proizvodnim serijama. Osi su zaštićene zabrtvljenim linearnim vodilicama koje održavaju svoju preciznost unatoč izloženosti rashladnom sredstvu i strugotinama svojstvenim operacijama brušenja.

Automatsko dotjerivanje kotača s kompenzacijom

Integrirani uređivač dijamantnog kotača servo je kontroliran i programiran kao dio ciklusa brušenja, izvršavajući se u intervalima navedenim u svakom programu noževa i automatski primjenjujući pomak kompenzacije trošenja nakon svakog ciklusa obrade. Ovo osigurava da prvi nož i stoti nož u proizvodnoj seriji dobiju identičan tretman brušenja, uz dosljedne uvjete rezanja kotačića tijekom cijele godine.

Knjižnica programa i snimanje podataka

Kontroler stroja pohranjuje do 100 programa za noževe, kojima se može pristupiti preko sučelja na dodirnom zaslonu s upitima za provjeru parametara programa koji smanjuju pogreške operatera tijekom odabira programa. Podaci o ciklusu mljevenja -- mjerenje promjera, vrijeme ciklusa, broj prolaza i svi kodovi grešaka -- automatski se bilježe u interni dnevnik koji se može izvesti putem USB-a ili mrežne veze za integraciju sustava upravljanja kvalitetom. Ovaj zapis podataka podržava zahtjeve ISO 9001 procesne dokumentacije koje većina velikih operatera postrojenja za pretvorbu sada zahtijeva od svojih operacija alatnica.

Uobičajeni problemi brušenja, uzroci i korektivne radnje

Razumijevanje načina na koji stroj radi također znači razumijevanje što pođe po zlu kada rezultat ne zadovoljava specifikacije i kako identificirati i ispraviti glavni uzrok: