مزایای ماشین های سنگ زنی بدون مرکز چیست؟

ماشین های سنگ زنی بدون مرکز مجموعه ای متمایز از مزایای تولید را ارائه می دهد که آسیاب های استوانه ای معمولی نمی توانند با آنها مطابقت داشته باشند: توان عملیاتی بالاتر، قوام گردی برتر، عدم اتصال قطعه کار، و قابلیت تغذیه مداوم . برای سازندگانی که حجم بالایی از قطعات دقیق استوانه‌ای را تولید می‌کنند - مانند شفت، پین، غلتک و اجزای پزشکی - این مزایا مستقیماً به زمان‌های چرخه کمتر، کاهش هزینه‌های نیروی کار و کنترل ابعادی دقیق‌تر در کل دوره‌های تولید ترجمه می‌شوند. یک ماشین سنگ زنی بدون مرکز CNC برای قطعات دقیق این مزایا را با افزودن کنترل قابل برنامه ریزی، بازخورد تطبیقی و اتوماسیون چرخه چند مرحله ای به یک فرآیند کارآمد، بیشتر می کند.

ماشین سنگ زنی بدون مرکز چگونه کار می کند

درک مزایای یک ماشین سنگ زنی بدون مرکز با اصل عملکرد آن آغاز می شود. بر خلاف آسیاب های استوانه ای نوع مرکزی که قطعه کار را بین دو مرکز یا در یک چاک نگه می دارد، دستگاه سنگ زنی بدون مرکز قطعه را در سه نقطه تماس پشتیبانی می کند: چرخ سنگ زنی، چرخ تنظیم و یک تیغه استراحت کار بین آنها. این آرایش سه نقطه ای همان چیزی است که بیشتر مزایای تولید دستگاه را ممکن می کند.

چرخ سنگ زنی مواد را با سرعت بالای سطح حذف می کند، در حالی که چرخ تنظیم سرعت چرخش و تغذیه محوری قطعه کار را کنترل می کند. تیغه استراحت کار قطعه را در ارتفاع دقیق نسبت به خطوط مرکزی چرخ نگه می دارد. از آنجایی که قطعه کار در مقابل این سه نقطه مرجع قرار می گیرد، نیازی به نصب چاک، کولت یا مرکز نیست. قطعات به سادگی وارد منطقه آسیاب می شوند و به پایان می رسند و تولید مداوم را بدون دخالت دستی بین چرخه ها امکان پذیر می کنند.

دو حالت عملیاتی اولیه در ماشین های سنگ زنی بدون مرکز استفاده می شود:

آسیاب از طریق خوراک: قطعه کار به صورت محوری از ورودی تا خروجی در یک پاس پیوسته از دستگاه عبور می کند. این حالت که برای قطعات استوانه‌ای ساده با قطر یکنواخت استفاده می‌شود، به بالاترین نرخ توان ممکن دست می‌یابد.
سنگ زنی در خوراک (غوطه ور): چرخ تنظیم کننده قطعه کار را به صورت شعاعی به چرخ سنگ زنی تغذیه می کند. برای قطعات با شانه ها، مخروطی ها یا پروفیل های پیچیده استفاده می شود که از تغذیه محوری جلوگیری می کند.

بدون تثبیت قطعه کار: پایه کارکرد بالا

یکی از مهمترین مزیت های عملیاتی ماشین سنگ زنی بدون مرکز، حذف اتصال قطعه کار است. در سنگ زنی معمولی، هر قطعه باید در یک چاک بارگذاری شود یا بین مراکز نصب شود، گیره، زمین، بدون گیره و تخلیه شود. این دنباله زمان بدون برش را به هر چرخه قطعه اضافه می کند.

در آسیاب بدون مرکز تغذیه، قطعات از یک قیف یا فیدر ارتعاشی تغذیه می‌شوند و بدون هیچ گونه دستکاری اپراتور بین ورود و خروج، از زمین دستگاه خارج می‌شوند. برای قطعات کوچک استوانه ای مانند غلتک های بلبرینگ، قرقره های سوپاپ یا پین های هیدرولیک ، این امکان نرخ های توان عملیاتی را فراهم می کند 200 تا بیش از 1000 قسمت در ساعت روی یک ماشین واحد که هیچ فرآیند مبتنی بر فیکسچر نمی تواند به آن نزدیک شود.

این معماری بدون فیکسچر نیز اعوجاج گیره را از بین می برد. هنگامی که یک قطعه کار با دیواره نازک یا باریک در یک چاک تحت نیروی گیره نگه داشته می شود، قطعه در هنگام سنگ زنی کمی تغییر شکل می دهد و هنگامی که آزاد می شود به عقب برمی گردد و خطای دوری ایجاد می کند. ماشین سنگ زنی بدون مرکز به طور کامل از این امر اجتناب می کند، و آن را برای قطعاتی با ضخامت دیواره کمتر از تقریباً به فرآیند ترجیحی تبدیل می کند 3 میلی متر نسبت به قطر آنها

گردی برتر و سازگاری ابعادی

هندسه تماس سه نقطه ای سنگ زنی بدون مرکز ذاتاً به طور ذاتی میانگین از گرد بودن از قبل موجود در فضای خالی ورودی را نشان می دهد. همانطور که قطعه کار در برابر هر سه سطح تماس به طور همزمان می چرخد، نقاط بالای محیط آن ترجیحا حذف می شوند تا زمانی که سطح روی یک استوانه واقعی همگرا شود. این عمل گرد کردن خود تصحیح کننده مقادیر گردی را ایجاد می کند که دستیابی به آن با وسایل دیگر با نرخ تولید معادل دشوار است.

در تنظیمات بهینه سنگ زنی بدون مرکز، خطای گرد بودن از کمتر از 0.001 میلی متر (1 میکرون) بر روی قطعات فولادی سخت شده قابل دستیابی است. تحمل قطر از مثبت یا منفی 0.002 تا 0.005 میلی متر استاندارد در محیط های تولید، و مقادیر زبری سطح است Ra 0.2 تا 0.4 میکرومتر به طور مداوم بدون عملیات تکمیلی اضافی به دست می آیند.

تلورانس های قابل دستیابی معمولی که سنگ زنی بدون مرکز را با فرآیندهای تکمیل جایگزین مقایسه می کند
فرآیند	تحمل قطر	گرد بودن (معمولی)	زبری سطح Ra	نرخ تولید
سنگ زنی بدون مرکز	/- 0.002 - 0.005 میلی متر	0.001 - 0.003 میلی متر	0.2 - 0.4 um	200 - 1000 pph
سنگ زنی استوانه ای (نوع مرکزی).	/- 0.003 - 0.010 میلی متر	0.002 - 0.005 میلی متر	0.2 - 0.8 um	30 - 120 pph
تراش CNC (خوب)	/- 0.010 - 0.025 میلی متر	0.005 - 0.015 میلی متر	0.8 - 3.2 um	60 - 300 pph
هونگ کردن	/- 0.003 - 0.008 میلی متر	0.001 - 0.003 میلی متر	0.1 - 0.4 um	20 - 80 pph

مزایای ماشین سنگ زنی بدون مرکز CNC برای قطعات دقیق

یک ماشین سنگ زنی بدون مرکز CNC برای قطعات دقیق، مزیت های پایه فرآیند را با اتوماسیون قابل برنامه ریزی، کنترل ابعاد حلقه بسته و مدیریت چرخه چند پارامتری گسترش می دهد. این قابلیت‌ها، ماشین‌های بدون مرکز CNC را به پیکربندی ترجیحی برای محیط‌های تولید دقیق تبدیل می‌کند.

بازخورد گیج حلقه بسته

ماشین‌های سنگ‌زنی بدون مرکز CNC مدرن، سیستم‌های اندازه‌گیری پس از فرآیند یا در حین فرآیند را یکپارچه می‌کنند که قطر قطعه نهایی را اندازه‌گیری می‌کنند و سیگنال‌های تصحیح تغذیه را به کنترل‌کننده CNC برمی‌گردانند. هنگامی که قطر قطعه از یک باند تحمل از پیش تعیین شده خارج می شود - معمولاً پس از شناسایی به اندازه کوچک شروع می شود 0.001 میلی متر دریفت - کنترل کننده به طور خودکار موقعیت چرخ را برای جبران تنظیم می کند. این نیاز به اندازه‌گیری و تصحیح دستی دوره‌ای را از بین می‌برد و ثبات ابعادی را در سراسر شیفت‌ها بدون دخالت اپراتور حفظ می‌کند.

چرخه های چند مرحله ای قابل برنامه ریزی

کنترل CNC اجازه می دهد تا چرخه سنگ زنی به پاس های خشن، نیمه تمام و پایان با نرخ های تغذیه برنامه ریزی شده مستقل و زمان توقف جرقه تقسیم شود. این رویکرد ساختاریافته، سرعت حذف مواد را در پاس‌های اولیه به حداکثر می‌رساند، در حالی که به سطح خوب و دقت ابعادی در پاس نهایی دست می‌یابد - ترکیبی از بهره‌وری و کیفیت در یک راه‌اندازی واحد.

فراخوانی سریع پارامتر برای تغییر شغل

ماشین های سنگ زنی بدون مرکز CNC برنامه های کامل کاری از جمله سرعت چرخ، تنظیم زاویه چرخ، نرخ تغذیه، ارتفاع قطعه و پارامترهای پانسمان را ذخیره می کنند. جابه‌جایی بین خانواده‌های قطعه فقط به یادآوری برنامه نیاز دارد و زمان تغییر را از قسمت کاهش می‌دهد 90-120 دقیقه معمولی دستگاه های تنظیم دستی به زیر 20 دقیقه در سلول هایی که به خوبی سازماندهی شده اند.

قابلیت تغذیه مداوم و راندمان تولید

یکی از مهمترین مزیت های عملیاتی ماشین سنگ زنی بدون مرکز در زمینه تولید انبوه، توانایی آن در کار مداوم بدون وقفه است. در حالت تغذیه از طریق، قطعات وارد یک سر دستگاه می شوند و در یک جریان ثابت از سر دیگر خارج می شوند. این جریان پیوسته با سیستم‌های بارگیری خودکار و بازرسی کیفیت درون خطی سازگار است و سلول‌های تولیدی کاملاً یکپارچه را که به حداقل نقاط تماس انسانی نیاز دارند، امکان‌پذیر می‌سازد.

توان نسبی قطعات در ساعت برای یک پین فولادی با قطر 20 میلی متر در پیکربندی های سنگ زنی

برای یک پین فولادی سخت شده استاندارد با قطر 20 میلی متر که به تحمل سطح زمین 0.005 میلی متر مثبت یا منفی نیاز دارد، یک ماشین سنگ زنی بدون مرکز با تغذیه از طریق تغذیه می تواند عملیات را با سرعت های 2000 کامل کند. 600 تا 800 قسمت در ساعت . سنگ زنی معادل استوانه ای نوع مرکزی همان قطعه به طور متوسط 80 تا 120 قسمت در ساعت است - تفاوت توان عملیاتی تقریباً 6 تا 7 بار به نفع سنگ زنی بدون مرکز.

کاهش زمان راه اندازی و کاهش وابستگی به نیروی کار

ماشین سنگ زنی بدون مرکز وابستگی نیروی کار را از دو طریق کاهش می دهد: از طریق تغذیه مداوم، دست زدن به هر قطعه را حذف می کند، و بدون نیاز به اندازه گیری و تنظیم مکرر اپراتور، ثبات ابعادی را حفظ می کند. هنگامی که یک راه اندازی از طریق تغذیه واجد شرایط شد، یک اپراتور واحد می تواند چندین ماشین را به طور همزمان نظارت کند، که در آسیاب های مبتنی بر فیکسچر که در آن هر چرخه قطعه نیاز به بارگذاری دستی دارد، امکان پذیر نیست.

در سلول های خودکار با استفاده از فیدرهای کاسه ارتعاشی و سیستم های خروجی نوار نقاله، نقش اپراتور به طور کامل به نمونه برداری دوره ای کیفیت و نظارت بر وضعیت چرخ تغییر می کند. بهبود استفاده از نیروی کار 40 تا 60 درصد در مقایسه با نوع مرکزی، عملیات سنگ زنی معمولاً هنگام تعویض قطعات استوانه ای با حجم بالا به فرآیندهای بدون مرکز ثبت می شود.

قطعات اپراتور تخمینی تحت نظارت در هر ساعت در سراسر پیکربندی ماشین سنگ زنی

تطبیق پذیری جنس و نوع قطعه

ماشین های سنگ زنی بدون مرکز محدود به محدوده محدودی از مواد یا اندازه قطعات نیستند. معماری پشتیبانی تماس آنها طیف گسترده ای از ویژگی های قطعه کار را در خود جای می دهد.

مواد سازگار

فولاد سخت شده (تا 65 HRC) شامل فولاد ابزار و گریدهای فولاد بلبرینگ
آلیاژهای فولاد ضد زنگ شامل گریدهای آستنیتی و مارتنزیتی
تیتانیوم و آلیاژهای هوافضا (با انتخاب چرخ مناسب)
کاربید سیمانی و مواد سرامیکی با استفاده از پیکربندی CBN یا چرخ الماس
آلیاژهای آلومینیوم و مس برای کاربردهای دقیق میله و لوله

محدوده اندازه قطعه

دستگاه های سنگ زنی استاندارد بدون مرکز قطر قطعه کار را از 0.5 میلی متر (پیکربندی های میکرو بدون مرکز) تا 300 میلی متر یا بیشتر در مدل های صنعتی سنگین طول قطعه در حالت تغذیه عبوری تنها با آرایش راهنمای ورودی محدود می‌شود، و باعث می‌شود قطعات باریک بسیار بلند مانند میله‌های سیلندر هیدرولیک و میله‌های فشار خودرو کاندیدای عملی این فرآیند شوند.

کاربردهای صنعتی در جایی که ماشین های سنگ زنی بدون مرکز اکسل

ترکیبی از توان عملیاتی بالا، تحمل‌های خوب و تطبیق‌پذیری مواد، ماشین سنگ‌زنی بدون مرکز را به عنوان فرآیند انتخابی در چندین بخش تولیدی پر تقاضا قرار می‌دهد.

کاربردهای نمایندگی ماشین های سنگ زنی بدون مرکز بر اساس بخش صنعت
صنعت	زمین قطعات معمولی	الزامات تحمل کلید	حالت ترجیحی
خودرو	میل بادامک، میل سوپاپ، پین انتقال	/- 0.003 میلی متر قطر	از طریق خوراک / در خوراک
تولید بلبرینگ	غلتک های بلبرینگ، غلتک های سوزنی، حلقه های داخلی	گردی < 0.001 میلی متر	از طریق خوراک
تجهیزات پزشکی	پیچ های استخوانی، لوله های کاتتر، میله های ایمپلنت	Ra <0.2 um سطح پرداخت	از طریق خوراک / در خوراک
هیدرولیک و پنوماتیک	میله سیلندر، قرقره سوپاپ، پیستون	/- 0.005 میلی متر، Ra 0.4 um	از طریق خوراک
هوافضا	اتصال دهنده های توربین، محورهای محرک، بوشینگ ها	/- 0.002 میلی متر، قابلیت ردیابی کامل	CNC ورودی

محدودیت ها برای درک در کنار مزایا

یک ارزیابی متعادل از ماشین سنگ زنی بدون مرکز باید شامل محدودیت های عملیاتی آن باشد، که تعیین می کند آیا فرآیند مناسب برای یک برنامه خاص است یا خیر.

پیچیدگی راه اندازی: تنظیم اولیه نیاز به تراز دقیق ارتفاع استراحت کار، تنظیم زاویه چرخ و پارامترهای پانسمان چرخ دارد. تنظیم نادرست باعث ایجاد لوب (خطای گردی لوب فرد) می شود که تشخیص آن بدون تجربه دشوار است. زمان راه اندازی برای یک قطعه جدید می تواند از 2 تا 8 ساعت متغیر باشد.
برای قطعات منشوری مناسب نیست: سنگ زنی بدون مرکز اساساً یک فرآیند استوانه ای است. قطعات با سطح صاف، کلیدها یا مقطع غیر دایره ای نیاز به روش های سنگ زنی دیگری دارند.
توجیه اندازه دسته: این فرآیند برای حجم های تولید بالای تقریباً 500 قطعه در هر کار مقرون به صرفه ترین است. برای نمونه اولیه یا کار دسته‌ای بسیار کوچک، سرمایه‌گذاری در راه‌اندازی نسبت به تعداد قطعات، مزیت توان عملیاتی را کاهش می‌دهد.
سطوح منقطع: سوراخ‌ها، شیارهای عمیق، یا وقفه‌های سطحی قابل توجه در طول قطعه می‌توانند باعث ناپایداری در ناحیه آسیاب شوند و فرآیند را به فرم‌های استوانه‌ای جامد یا با حداقل وقفه محدود کنند.

سوالات متداول

Q1 مزیت اصلی ماشین سنگ زنی بدون مرکز نسبت به آسیاب استوانه ای چیست؟ ▶

مزیت اصلی توان عملیاتی است. سنگ زنی بدون مرکز اتصال قطعه کار را حذف می کند و تغذیه مداوم را امکان پذیر می کند و 6 تا 10 برابر بیشتر از سنگ زنی استوانه ای مرکز برای هندسه های قطعات معادل تولید می کند. همچنین از طریق عمل گرد کردن خود میانگین گیری پشتیبانی از تماس سه نقطه، گردی برتر را به دست می آورد.

Q2 آیا یک ماشین سنگ زنی بدون مرکز CNC می تواند پروفایل های پیچیده قطعات را مدیریت کند؟ ▶

بله، از طریق حالت آسیاب درون خوراک (غوطه وری). یک ماشین سنگ زنی بدون مرکز CNC برای قطعات دقیق می تواند با برنامه ریزی مسیر ورودی و استفاده از چرخ های سنگ زنی پروفیلی، قطرهای پلکانی، مخروطی ها و فرم های شعاع را آسیاب کند. حالت از طریق تغذیه محدود به قطعات با قطر یکنواخت است، اما حالت ورودی فرآیند را به هندسه های پیچیده تر گسترش می دهد.

Q3 علت ایجاد لوبینگ در آسیاب بدون مرکز چیست و چگونه از آن جلوگیری می شود؟ ▶

لوبینگ زمانی اتفاق می‌افتد که ارتفاع استراحت کار به طور نادرست نسبت به خط مرکزی چرخ تنظیم می‌شود و شرایط هندسی ایجاد می‌کند که در آن عمل گرد کردن به جای اصلاح خارج از گرد بودن، تقویت می‌شود. با تنظیم ارتفاع استراحت کار روی تقریباً 30 درصد قطر قطعه کار بالای خط مرکزی چرخ، همراه با تنظیم دقیق پانسمان چرخ برای حفظ سرعت چرخش قطعه ثابت، از آن جلوگیری می شود.

Q4 آیا سنگ زنی بدون مرکز برای قطعات با قطر بسیار کوچک مناسب است؟ ▶

بله. پیکربندی‌های سنگ‌زنی بدون مرکز، قطعاتی به قطر 0.5 میلی‌متر، مانند راهنماهای سیم پزشکی، شفت‌های محوری ساعت، و غلتک‌های بلبرینگ مینیاتوری را پردازش می‌کنند. این برنامه‌ها از چرخ‌های باریک تخصصی و تیغه‌های استراحت کار دقیق استفاده می‌کنند و از معدود فرآیندهایی هستند که می‌توانند گردی زیر 0.0005 میلی‌متر را در قطرهای بسیار کوچک با نرخ تولید به دست آورند.

Q5 چرخ سنگ زنی هر چند وقت یکبار باید در مصارف تولیدی پانسمان شود؟ ▶

فرکانس پانسمان به سختی مواد، سرعت حذف مواد و سطح مورد نیاز بستگی دارد. در تولید مداوم قطعات فولادی سخت شده، چرخه های پانسمان هر 20 تا 60 دقیقه با استفاده از چرخ های ساینده معمولی معمول است. چرخ های فوق ساینده CBN یا الماسی فواصل پانسمان را به طور قابل توجهی افزایش می دهند، گاهی اوقات تا چندین ساعت کار مداوم، باعث کاهش زمان خرابی و بهبود ثبات ابعادی در طول دوره های تولید طولانی تر می شوند.