ماشین سنگ زنی چیست؟ اصل کار آن چیست؟

ماشین سنگ زنی چیست؟ یک پاسخ مستقیم

الف ماشین سنگ زنی یک ابزار برقی دقیق یا ماشین صنعتی است که از چرخ ساینده - یا سایر ابزارهای برش ساینده - برای حذف مواد از قطعه کار با ساییدگی استفاده می کند. نتیجه یک سطح کاملاً تمام شده، ابعاد دقیق یا لبه تیز شده است. در تولید، ماشین‌های سنگ‌زنی به عنوان زیرمجموعه‌ای از ماشین‌ابزار طبقه‌بندی می‌شوند و نقش مهمی در عملیات تکمیلی دارند، جایی که تلورانس‌ها به همان اندازه است. 0.001 ± میلی متر (1 میکرون) مورد نیاز هستند.

بر خلاف تراشکاری یا آسیاب که از ابزارهای برش با هندسه تعریف شده استفاده می کنند، سنگ زنی به دانه های ساینده متکی است - ذرات نامنظم مواد سخت مانند اکسید آلومینیوم، کاربید سیلیکون، نیترید بور مکعبی (CBN) یا الماس - که در یک چرخ به هم چسبیده اند. هر دانه به عنوان یک لبه برش کوچک و نامشخص عمل می کند. این امر آسیاب را برای مواد سخت و کارهای تکمیلی بسیار دقیق که ابزارهای برش نرم یا بزرگتر به سادگی نمی توانند به آن دست یابند، ایده آل می کند.

ماشین‌های سنگ‌زنی تقریباً در هر محیط ساخت و تولید فلز، از تولید قطعات خودرو گرفته تا مهندسی هوافضا، ساخت ابزار و قالب، ساخت بلبرینگ، و ساخت دستگاه‌های پزشکی یافت می‌شوند. بازار جهانی ماشین سنگ زنی تقریباً ارزش گذاری شد 5.1 میلیارد دلار در سال 2023 و به رشد خود ادامه می دهد، که ناشی از تقاضا برای قطعات دقیق در صنایع پیشرفته است.

اصل کار ماشین سنگ زنی

اصل کار ماشین سنگ زنی بر اساس آن است ماشینکاری ساینده - حذف مکانیکی مواد از طریق اصطکاک و ریز برش توسط ذرات ساینده. درک جزئیات نحوه عملکرد این فرآیند به اپراتورها کمک می کند تا عملکرد سنگ زنی را بهینه کرده و به نتایج ثابت دست یابند.

مکانیسم برش ساینده

هنگامی که چرخ سنگ زنی با سرعت بالا می چرخد - معمولاً بین 1500 و 3000 دور در دقیقه برای آسیاب های نیمکتی، یا تا سرعت سطح 60 متر بر ثانیه برای سنگ زنی تولید با سرعت بالا - هر دانه ساینده روی سطح چرخ تماس مختصری با قطعه کار برقرار می کند. در طی این تماس، دانه یا یک تراشه کوچک را برش می دهد، مواد را شخم می زند (باعث تغییر شکل پلاستیک می شود)، یا روی سطح می لغزد (باعث اصطکاک و گرما).

نسبت برش، شخم زدن و لغزش به عوامل متعددی بستگی دارد: اندازه شن، سختی چرخ، سختی مواد قطعه کار، عمق برش، و وجود مایع برش (خنک کننده). تنظیم خوب سنگ زنی، برش را به حداکثر می رساند و شخم و لغزش را به حداقل می رساند، که سطح را بهبود می بخشد و تجمع گرما را کاهش می دهد.

تعامل چرخ و قطعه کار

چرخ سنگ زنی و قطعه کار نسبت به یکدیگر به صورت کنترل شده حرکت می کنند. چرخ با سرعت محیطی بالا می چرخد، در حالی که قطعه کار در یک فیکسچر (چک، بین مراکز یا روی میز مغناطیسی) نگه داشته شده و با سرعت کنترل شده به چرخ تغذیه می شود. این نرخ تغذیه، همراه با عمق برش، نرخ حذف مواد (MRR) و کیفیت سطح حاصل را تعیین می کند.

برای مثال، در آسیاب سطحی، قطعه کار (معمولاً یک قطعه فلزی مسطح) در زیر چرخ دوار روی میز رفت و برگشتی به جلو و عقب حرکت داده می‌شود و چرخ به‌طور تدریجی پایین می‌آید - اغلب فقط به اندازه. 0.005 تا 0.025 میلی متر در هر پاس - تا زمانی که ابعاد مورد نظر حاصل شود. در سنگ زنی استوانه ای، قطعه کار بر روی محور خود می چرخد ​​در حالی که چرخ به طور همزمان می چرخد ​​و در طول قطعه کار می چرخد.

ویژگی خود تیز شوندگی چرخ سنگ زنی

یکی از مهمترین و منحصر به فردترین جنبه های رفتار چرخ سنگ زنی است خود تیز شونده . همانطور که دانه های ساینده در طول استفاده کدر می شوند، نیروهای آسیاب وارد بر آنها افزایش می یابد. در نهایت، یا دانه شکسته می شود (نمایش یک لبه تیز جدید) یا پیوند نگهدارنده دانه شکسته می شود، دانه کسل کننده آزاد می شود و یک نوک تیز زیر آن نمایان می شود. به همین دلیل است که "درجه" (سختی) چرخ سنگ زنی اهمیت دارد: چرخی که خیلی سخت است دانه های کدر را برای مدت طولانی حفظ می کند (باعث ایجاد لعاب و گرما می شود)، در حالی که چرخی که خیلی نرم است دانه ها را زودتر از موعد می ریزد (باعث ساییدگی سریع چرخ می شود).

درجه صحیح چرخ باید با مواد قطعه کار مطابقت داشته باشد. مواد سخت مانند فولاد ابزار سخت‌شده به چرخ درجه نرم‌تری نیاز دارند (بنابراین دانه‌ها راحت‌تر از هم جدا می‌شوند)، در حالی که مواد نرم مانند آلومینیوم ممکن است برای جلوگیری از فرسودگی بیش از حد چرخ به چرخ درجه سخت‌تری نیاز داشته باشند.

نقش خنک کننده و مدیریت گرما

سنگ زنی به دلیل اصطکاک گرمای قابل توجهی ایجاد می کند. دما در منطقه آسیاب می تواند برای لحظه ای برسد 800 درجه سانتیگراد تا 1500 درجه سانتیگراد در موارد شدید بدون خنک کردن مناسب، این گرما باعث آسیب حرارتی قطعه کار می شود: سوختن، ریزترک، تنش پسماند، تغییرات سختی سطح و عدم دقت ابعاد. سیالات برش (خنک کننده ها) - معمولاً امولسیون های مبتنی بر آب یا مایعات مصنوعی - در ناحیه آسیاب برای جذب گرما، روغن کاری منطقه تماس، و شستشوی لایه ها (ذرات ریز فلز و ساینده) استفاده می شود. کاربرد صحیح مایع خنک کننده برای کیفیت سنگ زنی به اندازه انتخاب چرخ یا نرخ تغذیه مهم است.

انواع اصلی ماشین های سنگ زنی و کاربردهای آنها

هیچ ماشین سنگ زنی جهانی وجود ندارد. انواع مختلف برای هندسه، مواد و الزامات دقیق قطعه کار طراحی و بهینه شده است. در اینجا یک تفکیک دقیق از رایج ترین انواع ارائه شده است:

دستگاه سنگ زنی سطحی

ماشین های سنگ زنی سطحی سطوح صاف را روی قطعات کار تولید می کنند. متداول ترین پیکربندی از یک دوک افقی با یک چرخ سنگ زنی محیطی و یک میز کار رفت و برگشتی استفاده می کند. قطعه کار معمولاً روی یک چاک مغناطیسی نگه داشته می شود. آسیاب های سطحی به طور گسترده برای تکمیل صفحات فولادی ابزار، پایه های قالب، اسلایدهای ماشین و هر قسمتی که نیاز به سطح مرجع صاف و صاف دارد، استفاده می شود. تحمل صافی از 0.002 تا 0.005 میلی متر به طور معمول قابل دستیابی هستند.

ماشین سنگ زنی استوانه ای

آسیاب های استوانه ای برای سنگ زنی سطوح خارجی یا داخلی قطعات کار استوانه ای مانند شفت ها، پین ها، آستین ها و سوراخ ها استفاده می شود. در سنگ زنی استوانه ای خارجی، قطعه کار بین مراکز یا در یک چاک می چرخد ​​و چرخ در طول آن حرکت می کند. سنگ زنی استوانه ای داخلی (ID grinding) از چرخ کوچکی استفاده می کند که در یک سوراخ قرار می گیرد تا سطح داخلی را آسیاب کند. سنگ زنی استوانه ای برای تولید صندلی های یاتاقان، میله های سیلندر هیدرولیک و دوک های دقیق ضروری است - اجزایی که نیاز به تحمل گرد بودن دارند. 0.001 میلی متر یا کمتر .

ماشین سنگ زنی بدون مرکز

در آسیاب بدون مرکز، قطعه کار بین مراکز یا در یک چاک نگه داشته نمی شود. در عوض، روی یک تیغه استراحت کار پشتیبانی می شود و توسط یک چرخ تنظیم کننده کنترل می شود، در حالی که چرخ سنگ زنی مواد را حذف می کند. این تنظیم امکان سنگ زنی مداوم و خودکار قطعات استوانه ای مانند میله ها، لوله ها و پین ها را با نرخ تولید بسیار بالا فراهم می کند. آسیاب های بدون مرکز به شدت در تولید بست ها، قطعات هیدرولیک و قطعات خودرو استفاده می شود. یک آسیاب بدون مرکز می تواند پردازش کند صدها قسمت در ساعت با تلورانس های قطری ثابت

ماشین سنگ زنی ابزار و برش

این ماشین‌های تخصصی ابزارهای برش مانند آسیاب انتهایی، مته‌ها، ریمر، شیرآلات و فرز را آسیاب می‌کنند. آنها دارای تنظیمات پیچیده چند محوره هستند و در اتاق های ابزار و مغازه های سنگ زنی یافت می شوند. توانایی تیز کردن مجدد ابزارهای برش عمر مفید آنها را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد - یک آسیاب انتهایی که به درستی تیز شده باشد می تواند با کسری از هزینه با عملکرد یک دستگاه جدید مطابقت داشته باشد.

آسیاب نیمکتی

آسیاب نیمکتی یک دستگاه ساده و فشرده است که روی یک میز کار نصب می شود و یک یا دو چرخ سنگ زنی روی یک دوک افقی نصب می شود. برای سنگ زنی خشن، سوراخ کردن، تیز کردن ابزار دستی و حذف مواد سبک استفاده می شود. اگرچه یک ماشین دقیق نیست، اما یکی از رایج ترین ماشین های سنگ زنی است که در کارگاه ها، گاراژها و تاسیسات تعمیر و نگهداری در سراسر جهان یافت می شود. آسیاب های نیمکتی استاندارد معمولاً روی آن کار می کنند 3450 دور در دقیقه و از قطر چرخ های 6 تا 8 اینچ استفاده کنید.

الفngle Grinder (Handheld)

آسیاب زاویه ای یک ابزار برقی دستی است که برای برش، سنگ زنی و پرداخت فلز، سنگ و سایر مواد استفاده می شود. یکی از همه کاره ترین و پرکاربردترین ابزارهای برقی در ساخت و ساز، ساخت و فلزکاری است. آسیاب های زاویه ای از چرخ های ساینده دیسکی، دیسک های برش، دیسک های فلپ یا برس های سیمی استفاده می کنند و معمولاً در سرعت های بین 6000 و 12000 دور در دقیقه . قطر دیسک معمولی 4.5 اینچ (115 میلی متر)، 5 اینچ (125 میلی متر) و 9 اینچ (230 میلی متر) است.

اجزای اصلی یک ماشین سنگ زنی

درک اجزای اصلی یک ماشین سنگ زنی به ابهام زدایی از چگونگی دستیابی دستگاه به دقت و کنترل کمک می کند. در حالی که پیکربندی ها بر اساس نوع ماشین متفاوت است، اکثر ماشین های سنگ زنی اجزای اصلی زیر را به اشتراک می گذارند:

• پایه (تخت): فونداسیون چدن سنگین یا فولاد ساخته شده که از تمام اجزای دیگر پشتیبانی می کند. سفتی و خواص ارتعاشی آن به طور مستقیم بر کیفیت پرداخت سطح تأثیر می گذارد. یک پایه سفت و سخت انحراف تحت نیروهای برش را به حداقل می رساند.
• چرخ سنگ زنی: ابزار برش اولیه، ساخته شده از دانه های ساینده به هم چسبیده در یک ماتریس. مشخصات چرخ ها شامل نوع ساینده، اندازه سنگ ریزه، درجه، ساختار و نوع اتصال است - همه در یک سیستم علامت گذاری استاندارد کدگذاری شده اند (به عنوان مثال، A60-K5-V برای چرخ اکسید آلومینیوم شیشه ای).
• محافظ چرخ: الف protective enclosure around the grinding wheel that contains fragments in the event of wheel breakage. This is a critical safety component and is required by OSHA and other safety standards.
• اسپیندل: محور چرخشی که چرخ سنگ زنی را به حرکت در می آورد. یاتاقان‌های اسپیندل باید از کیفیت بالایی برخوردار باشند تا ریزش به حداقل برسد، که مستقیماً سطح را کاهش می‌دهد. دوک های با سرعت بالا در ماشین های سنگ زنی CNC اغلب توسط موتورهای داخلی (انتگرال) هدایت می شوند.
• میز کار: سطح یا وسیله ای که قطعه کار را نگه می دارد و تغذیه می کند. در آسیاب های سطحی، میز به صورت افقی رفت و برگشتی دارد. در آسیاب های استوانه ای، میز را می توان به صورت طولی طی کرد. در ماشین های سنگ زنی CNC، حرکت میز توسط موتورهای سروو از طریق کنترلر CNC کنترل می شود.
• دستگاه کار: گیره های مغناطیسی، گیره ها، مراکز، چاک ها یا وسایلی که قطعه کار را در حین سنگ زنی ایمن نگه می دارند. انتخاب محل کار به هندسه و جنس قطعه کار بستگی دارد.
• سیستم پانسمان چرخ: الف device (diamond dresser, rotary dresser, or dressing roll) used to true and dress the grinding wheel — restoring its shape, correcting imbalance, and exposing fresh abrasive grains. Regular dressing is essential for maintaining grinding accuracy and preventing workpiece burn.
• سیستم خنک کننده: مخازن، پمپ ها، فیلترها و نازل هایی که مایع خنک کننده را به منطقه آسیاب می رسانند. ماشین‌های سنگ‌زنی CNC مدرن از سیستم‌های خنک‌کننده فشار بالا استفاده می‌کنند که مایع را در آن تحویل می‌دهند 10 تا 70 بار برای نفوذ به لایه مرزی هوا در اطراف چرخ چرخشی سریع و رسیدن به منطقه تماس واقعی آسیاب.
• کنترلر CNC (در ماشین های سنگ زنی CNC): واحد کنترل عددی کامپیوتری که تمام حرکات محور، سرعت دوک، نرخ تغذیه، چرخه‌های پانسمان و اندازه‌گیری در حین فرآیند را مدیریت می‌کند. ماشین های سنگ زنی مدرن CNC می توانند صدها قطعه برنامه را ذخیره کرده و با سیستم های اتوماسیون کارخانه ادغام شوند.

مشخصات چرخ سنگ زنی توضیح داده شده است

چرخ سنگ زنی قلب هر ماشین سنگ زنی است. انتخاب چرخ نامناسب یکی از شایع‌ترین دلایل نتایج ضعیف است - سوختن، پچ پچ، سایش سریع چرخ، یا پوشش ضعیف سطح. چرخ های سنگ زنی توسط یک سیستم استاندارد مشخص می شوند که پنج ویژگی کلیدی را رمزگذاری می کند:

1. الفbrasive Type: "A" = اکسید آلومینیوم (برای فولاد و فلزات آهنی)، "C" = کاربید سیلیکون (برای چدن، غیر آهنی، سرامیک)، "B" = CBN (نیترید بور مکعبی، برای فولاد سخت شده)، "D" = الماس (برای کاربید و سرامیک).
2. اندازه گریت: الف number indicating abrasive grain size. Coarse grits (8–24) remove material quickly but leave a rough finish. Medium grits (30–60) are general-purpose. Fine grits (70–220) produce smooth surfaces. Very fine grits (240 ) are used for superfinishing.
3. درجه (سختی): الف letter from A (very soft) to Z (very hard) indicating the strength of the bond holding the grains. Softer grades are used for hard workpieces; harder grades for soft workpieces.
4. ساختار: الف number (1–15 ) indicating the spacing between abrasive grains. Dense structures (low numbers) cut fine finishes. Open structures (high numbers) allow chip clearance and are better for soft or gummy materials.
5. نوع اوراق قرضه: "V" = شیشه ای (متداول ترین، سفت، مورد استفاده برای سنگ زنی دقیق)، "R" = لاستیک (انعطاف پذیر، مورد استفاده برای تنظیم چرخ ها و پرداخت)، "B" = رزینوئید (برای سنگ زنی با سرعت بالا و عملیات خشن)، "E" = شلاک (برای پرداخت های ظریف).

الفs a practical example, a wheel marked الف46-L5-V یک چرخ اکسید آلومینیوم، شن 46 (متوسط)، درجه L (متوسط سخت)، ساختار 5 (متوسط متراکم)، باند شیشه‌ای - یک چرخ معمولی همه منظوره برای سنگ‌زنی سطحی فولاد است.

فرآیند سنگ زنی: گام به گام

درک توالی عملیات سنگ زنی - نه فقط خود ماشین - برای دستیابی به نتایج ثابت و با کیفیت بالا ضروری است. در اینجا یک توالی معمولی برای سنگ زنی سطح دقیق وجود دارد:

1. آماده سازی قطعه کار: سطح قطعه کار را تمیز کنید و آن را از نظر ابعادی بررسی کنید (مقدار ماده باقی مانده برای سنگ زنی، معمولاً 0.1 تا 0.5 میلی متر). خراش ها و بی نظمی های بزرگ باید قبل از آسیاب برداشته شوند.
2. انتخاب و نصب چرخ: نوع چرخ، سنگ ریزه و درجه مناسب را برای مواد و پرداخت مورد نیاز انتخاب کنید. با پیروی از مشخصات فلنج و گشتاور سازنده، چرخ را روی اسپیندل نصب کنید. هرگز از حداکثر سرعت عملیاتی مشخص شده چرخ تجاوز نکنید.
3. بالانس چرخ: چرخ نصب شده را به صورت ایستا یا دینامیکی متعادل کنید تا لرزش را کاهش دهد، که در غیر این صورت باعث ایجاد علائم پچ پچ روی سطح قطعه کار می شود.
4. پانسمان چرخ: درست است و چرخ را با یک کمد الماس یا ابزار پانسمان چرخشی بپوشانید تا مطمئن شوید که صفحه چرخ صاف، گرد است و دارای دانه های ساینده باز و تیز است.
5. راه اندازی قطعه کار: قطعه کار را روی چاک یا فیکسچر مغناطیسی نصب کنید. برای چاک‌های مغناطیسی، مطمئن شوید که قطعه کار مغناطیسی‌زدایی شده است یا نسبت به میدان مغناطیسی جهت‌گیری مناسبی برای حداکثر نیروی نگه‌دارنده دارد.
6. تنظیم پارامترها: نرخ تغذیه میز (معمولاً 5-25 متر در دقیقه برای آسیاب سطح)، تغذیه متقاطع (0.5-3 میلی متر در هر پاس روی میز) و تغذیه پایین (عمق برش، 0.005-0.025 میلی متر در هر پاس برای تکمیل، تا 0.1 میلی متر برای خشن کردن) تنظیم کنید.
7. سنگ زنی خشن: مواد حجیم را با تغذیه های سنگین تر و عمق برش جدا کنید. 0.02-0.05 میلی متر را برای پاس نهایی بگذارید.
8. سنگ زنی نهایی: عمق برش را به میزان قابل توجهی کاهش دهید، جریان مایع خنک کننده را افزایش دهید، و چندین بار عبور جرقه را انجام دهید (روی میز بدون تغذیه پایین) تا زمانی که جرقه متوقف شود. این تضمین می کند که چرخ به طور کامل از انحراف الاستیک بازیابی شده و سطح در ابعاد مورد نظر است.
9. اندازه گیری و بازرسی: قطعه کار را بردارید و ابعاد را با میکرومتر، ارتفاع سنج یا CMM اندازه گیری کنید. در صورت لزوم زبری سطح را با پروفیلومتر بررسی کنید.

پارامترهای پایان سطح در سنگ زنی

یکی از دلایل اصلی انتخاب سنگ زنی نسبت به سایر فرآیندهای ماشینکاری، پرداخت سطح استثنایی است که می تواند ایجاد کند. پرداخت سطح با پارامترهایی مانند Ra (میانگین زبری حسابی)، Rz (میانگین عمق زبری)، و Rmax (حداکثر ارتفاع زبری) اندازه‌گیری می‌شود. در اینجا چیزی است که سنگ زنی می تواند به طور واقع بینانه به دست آورد:

• آسیاب خشن: Ra 3.2-6.3 میکرومتر (مقایسه با آسیاب)
• سنگ زنی با دقت عمومی: Ra 0.8-1.6 میکرومتر
• آسیاب ریز: Ra 0.2-0.4 میکرومتر
• سوپرفینیشینگ (هنینگ/لاپینگ پس از آسیاب): Ra 0.025-0.1 میکرومتر

برای مرجع، یک سطح شافت چرخشی استاندارد دارای Ra 1.6-3.2 میکرومتر است. زمین مسابقه تحمل به Ra 0.2 میکرومتر بسیار صاف تر است - این سطح از پرداخت برای یاتاقان های عناصر نورد، دوک های دقیق و سطوح آب بندی هیدرولیک بسیار مهم است. هر چه سنگ ریزه و پاس پایانی سبک تر باشد، مقدار Ra کمتری می توان به دست آورد.

الفdvantages and Limitations of Grinding Machines

الفdvantages

• دقت استثنایی: سنگ زنی به طور معمول به تحمل 0.001 ± میلی متر یا بهتر می رسد، بسیار فراتر از آنچه که اکثر فرآیندهای ماشینکاری به طور مداوم می توانند تولید کنند.
• الفbility to machine hard materials: فولادهای سخت شده (60 HRC)، کاربید، سرامیک و شیشه می توانند به طور موثر آسیاب شوند. اکثر ابزارهای برش نمی توانند این مواد را ماشین کاری کنند.
• پرداخت سطح برتر: سنگ زنی صاف ترین سطوح را در بین هر فرآیند ماشینکاری معمولی تولید می کند که اصطکاک، سایش و نویز را در اجزای جفت گیری کاهش می دهد.
• تطبیق پذیری: با چرخ و راه اندازی مناسب، ماشین های سنگ زنی می توانند سطوح پروفیل مسطح، استوانه ای، مخروطی، رزوه ای و پیچیده تولید کنند.
• نرخ تولید بالا (سوز کردن بدون مرکز): سنگ زنی بدون مرکز می تواند صدها قطعه را در ساعت با دقت ثابت آسیاب کند و برای تولید با حجم بالا ایده آل باشد.

محدودیت ها

• سرعت حذف مواد آهسته: در مقایسه با آسیاب یا تراشکاری، آسیاب کردن مواد را به آرامی حذف می کند. به عنوان یک فرآیند زبر اولیه برای حذف مواد بزرگ مناسب نیست.
• تولید گرما: خطر آسیب حرارتی به قطعه کار (سوختن، نرم شدن، تنش پسماند) نیاز به کنترل دقیق فرآیند و خنک کننده کافی دارد.
• پوشیدن چرخ و پانسمان: چرخ های سنگ زنی برای حفظ دقت نیاز به پانسمان دوره ای دارند که به زمان چرخه و هزینه چرخ می افزاید.
• نگرانی های ایمنی: شکستگی چرخ سنگ زنی در سرعت بالا یک خطر ایمنی جدی است. بازرسی صحیح چرخ، حفاظ و رعایت سرعت الزامی است.
• هزینه: ماشین های سنگ زنی دقیق، به ویژه آسیاب های استوانه ای و سطحی CNC، گران هستند. هزینه ماشین، ابزارسازی (CBN و چرخ های الماسی) و مدیریت مایع خنک کننده به هزینه های عملیاتی می افزاید.

ماشین های سنگ زنی CNC: استاندارد مدرن

تغییر از ماشین‌های سنگ‌زنی دستی به CNC (کنترل عددی کامپیوتری) تولید دقیق را در سه دهه گذشته متحول کرده است. برای مثال، یک آسیاب استوانه ای CNC مدرن می تواند با آن کار کند 5 تا 7 محور CNC همزمان ، چرخ را به طور خودکار پانسمان کنید، اندازه گیری حین فرآیند را انجام دهید (اندازه گیری ابعاد قطعه کار در حین سنگ زنی) و سایش چرخ را در زمان واقعی جبران کنید - همه اینها بدون دخالت اپراتور.

مزایای کلیدی ماشین های سنگ زنی CNC نسبت به ماشین های دستی عبارتند از:

• تکرارپذیری: ماشین های CNC می توانند تحمل یکسانی را در هزاران قطعه در یک دوره تولید بدون تنظیم اپراتور داشته باشند.
• پروفیل های پیچیده: سنگ زنی CNC می تواند سطوح مقطع غیر دایره ای پیچیده (میل بادامک، میل لنگ)، آسیاب رزوه ای و سنگ زنی دنده ایجاد کند که به صورت دستی غیرممکن یا غیرعملی است.
• الفutomation integration: CNC grinding machines can be integrated with robotic part loading and unloading, making lights-out (unmanned) production possible.
• جمع‌آوری داده‌ها: آسیاب‌های CNC مدرن برای صنعت 4.0 آماده هستند، داده‌های فرآیند (نیروها، دما، وضعیت چرخ‌ها) را جمع‌آوری می‌کنند و به سیستم‌های اجرایی تولید (MES) متصل می‌شوند.

تولید کنندگان عمده ماشین های سنگ زنی CNC عبارتند از STUDER (سوئیس)، JUNKER (آلمان)، Okuma (ژاپن)، ANCA (استرالیا) و United سنگ زنی Group. آسیاب‌های استوانه‌ای CNC سطح بالا از این تولیدکنندگان می‌توانند از هر جایی قیمت داشته باشند 150,000 دلار تا بیش از 1,000,000 دلار بسته به اندازه، قابلیت و سطح اتوماسیون.

شیوه های ایمنی برای کارکرد ماشین های سنگ زنی

ماشین‌های سنگ‌زنی قدرتمند هستند و شامل چرخ‌های ساینده سریع می‌شوند که در صورت استفاده نادرست، می‌توانند صدمات جدی ایجاد کنند. استاندارد 29 CFR 1910.215 اداره ایمنی و بهداشت شغلی ایالات متحده (OSHA) به طور خاص ایمنی ماشین آلات چرخ ساینده را کنترل می کند. اقدامات ایمنی کلیدی عبارتند از:

• تست حلقه قبل از نصب: قبل از نصب با یک جسم غیر فلزی به چرخ سنگ زنی ضربه بزنید. صدای زنگ واضح نشان می دهد که چرخ صدا دارد. ضربات خفیف نشان دهنده ترک است. هرگز از چرخ ترک خورده استفاده نکنید.
• هرگز از حداکثر دور در دقیقه تجاوز نکنید: هر چرخ سنگ زنی با حداکثر سرعت عملیاتی خود مشخص شده است. بیش از حد آن می تواند باعث از هم پاشیدگی چرخ فاجعه آمیز شود. همیشه قبل از سوار کردن چرخ سرعت اسپیندل را بررسی کنید.
• الفlways use wheel guards: حفاظ ها باید به درستی نصب و تنظیم شوند. استاندارد OSHA حفاظ را ملزم می کند که حداقل 270 درجه دور چرخ را محصور کند.
• تجهیزات حفاظت فردی (PPE): عینک ایمنی یا محافظ صورت، محافظ شنوایی (صدای سنگ زنی اغلب بیش از 85 دسی بل است)، و دستکش های مناسب (برای جابجایی چرخ ها، نه در حین کار بر روی قطعات در حال چرخش).
• مدیریت مایع خنک کننده: سیستم های خنک کننده را تمیز نگه دارید تا از رشد باکتری ها جلوگیری کنید. استخراج غبار ممکن است برای جلوگیری از استنشاق آئروسل های خنک کننده که حاوی ذرات ریز فلزی هستند مورد نیاز باشد.
• ذخیره سازی چرخ مناسب: چرخ های سنگ زنی را در محیط خشک و با درجه حرارت پایدار روی قفسه های بالشتکی نگهداری کنید. چرخ های شیشه ای شکننده هستند و نباید رها شوند یا در معرض شوک حرارتی قرار گیرند.

سنگ زنی در مقابل سایر فرآیندهای ماشینکاری: چه زمانی باید سنگ زنی را انتخاب کرد

آسیاب کردن همیشه انتخاب درستی نیست. دانستن زمان آسیاب کردن و زمان استفاده از فرآیندهای دیگر بخشی از برنامه ریزی فرآیند تولید خوب است.

زمانی که قطعه کار سخت شده است (HRC 50)، زمانی که نیاز به پرداخت سطح 0.8 میکرومتر Ra یا بهتر است، زمانی که تحمل ابعادی کمتر از ± 0.01 میلی متر است، یا زمانی که مواد (کاربید، سرامیک) نمی توانند با ابزارهای برش معمولی ماشین کاری شوند، آسیاب را انتخاب کنید. برای مواد نرم با تحمل آرام تر، تراشکاری یا آسیاب مقرون به صرفه تر است.

کاربردهای صنعتی ماشین های سنگ زنی

ماشین های سنگ زنی عمیقاً در ساخت قطعات دقیق در تقریباً هر صنعت با فناوری پیشرفته تعبیه شده اند. در اینجا نگاهی می اندازیم به جایی که سنگ زنی بیشترین اهمیت را دارد:

• الفutomotive industry: میل بادامک، میل لنگ، میل انتقال، پین های پیستون، دیسک های ترمز، و صندلی های سوپاپ، همگی دارای تلورانس های محکم هستند. یک ماشین مدرن شامل صدها قطعه فلزی زمینی است.
• الفerospace: شکل‌های ریشه‌ی تیغه‌های توربین، اجزای ارابه فرود، شفت‌های موتور هواپیما و براکت‌های ساختاری اغلب برای دستیابی به ترکیبی از تلورانس‌های نزدیک و سطوح صاف مورد نیاز برای مقاومت در برابر خستگی و گواهی ایمنی نیاز به سنگ‌زنی دارند.
• ساخت بلبرینگ: بلبرینگ های المنت نورد - دقیق ترین جزء تولید انبوه در صنعت - تقریباً به طور کامل به سنگ زنی برای نژادهای داخلی، نژادهای بیرونی و عناصر نورد خود متکی هستند. گرد بودن و پرداخت سطحی نژادهای بلبرینگ باید تا سطح زیر میکرون حفظ شود.
• وسایل پزشکی: ایمپلنت های ارتوپدی (تعویض مفصل ران و زانو)، ابزار جراحی و ابزارهای دندانپزشکی برای دستیابی به پوشش های سطحی زیست سازگار و ابعاد دقیق، آسیاب می شوند.
• تولید الکترونیک و نیمه هادی ها: سنگ زنی پس زمینه ویفر سیلیکونی (نازک کردن ویفرها از ~ 750 میکرومتر تا 50 تا 150 میکرومتر) و سنگ زنی دقیق زیرلایه های قطعات الکترونیکی از کاربردهای تخصصی سنگ زنی برای تولید نیمه هادی هستند.
• ساخت ابزار و قالب: پانچ‌ها، قالب‌ها، قالب‌ها و ابزارهای برش به شکل آسیاب می‌شوند و با آسیاب تیز می‌شوند. آسیاب اتاق ابزار یکی از مهم ترین ماشین آلات در هر فروشگاه ابزار دقیق است.