Máy mài dao tròn hoạt động như thế nào?

A Máy mài dao tròn hoạt động bằng cách gắn một con dao xẻ hình tròn (quay) trên một trục chính xác, quay nó ở tốc độ thấp được kiểm soát và đưa một bánh mài mài mòn quay tiếp xúc với lưỡi cắt của dao ở góc được lập trình, độ sâu tiến dao và tốc độ di chuyển ngang. Bánh mài loại bỏ các lớp thép siêu nhỏ khỏi lưỡi dao theo trình tự các bước gia công thô, bán tinh và hoàn thiện cho đến khi góc xiên cắt được khôi phục về hình dạng, độ hoàn thiện bề mặt và đường kính đã chỉ định. Toàn bộ quá trình được điều chỉnh bởi ba hệ thống phụ thuộc lẫn nhau -- dẫn động bánh mài, cơ cấu giữ và xoay dao, và bộ điều khiển cấp liệu CNC -- hoạt động theo trình tự phối hợp để tạo ra lưỡi cắt chính xác về mặt hình học, có thể lặp lại.

Máy mài dao tròn được thiết kế đặc biệt để mài lại các lưỡi xén tròn (hình đĩa) được sử dụng trong các đường rạch và cuộn lại trên các ngành công nghiệp giấy, màng, giấy bạc, vải không dệt, băng dính, dệt và chuyển đổi bao bì linh hoạt. Không giống như máy mài bề mặt hoặc máy mài hình trụ, nó được thiết kế nhằm mục đích giữ, xoay và mài dao tròn với độ đồng tâm cực cao -- bởi vì dao tròn đã được mài lại với độ đảo thậm chí 0,01 mm sẽ tạo ra chất lượng khe không đồng đều trên đường chuyển đổi tốc độ cao. Hiểu chi tiết từng giai đoạn của quy trình làm việc là cách thiết thực nhất để xác định, vận hành và bảo trì các máy này một cách chính xác.

Giai đoạn 1 -- Lắp dao và thiết lập mốc

Mỗi chu trình mài bắt đầu bằng việc lắp dao tròn vào trục chính của máy và thiết lập mốc mài - vị trí tham chiếu để đo tất cả các chuyển động tiến dao được lập trình. Hai bước này phải được thực hiện chính xác trước khi bắt đầu mài, vì các lỗi ở đây sẽ lan truyền trong toàn bộ chu trình mài và tạo ra một con dao không đáp ứng thông số kỹ thuật về kích thước của nó bất kể quá trình mài được thực hiện tốt như thế nào.

Hệ thống trục chính và đầu cặp dao

Dao tròn được lắp trên trục chính được mài chính xác bằng cách sử dụng một trong nhiều cách bố trí kẹp tùy thuộc vào đường kính lỗ dao và thiết kế máy:

• Đầu cặp kẹp: Một ống kẹp bằng thép lò xo đóng đồng tâm vào lỗ dao khi thanh kéo được siết chặt, đưa dao vào tâm trục chính. Hệ thống ống kẹp đạt được giá trị đảo nhỏ hơn 0,003 mm TIR (Số đọc chỉ báo tổng) khi ống kẹp và lỗ khoan sạch và không bị hư hại -- cần thiết cho độ đồng tâm của dao mài.
• Trục mở rộng thủy lực: Buồng chất lỏng thủy lực mở rộng ống bọc ngoài để kẹp lỗ dao. Đầu cặp dao thủy lực mang lại khả năng định tâm lặp lại tuyệt vời và được ưa chuộng để mài nhiều loại dao giống hệt nhau trong sản xuất khi phải giảm thiểu thời gian thiết lập.
• Trục có mặt bích chính xác với đai ốc kẹp: Con dao nằm tựa vào mặt bích mài và được kẹp dọc trục bằng đai ốc. Hệ thống này ít nhạy cảm hơn với sự thay đổi đường kính lỗ khoan và được sử dụng cho các loại dao có kích thước lỗ khoan không chuẩn hoặc tình trạng lỗ khoan không đều do mài mòn trước đó.

Trước khi lắp, cả bề mặt trục chính và lỗ dao phải được làm sạch hết phoi, cặn nước làm mát và vết bẩn trên bề mặt. Một hạt phoi giữa trục và lỗ khoan sẽ làm dao lệch tâm bởi toàn bộ độ dày hạt -- một phoi 0,05 mm tạo ra độ lệch 0,05 mm, điều này không thể chấp nhận được đối với dao cắt màng hoặc lá mỏng chính xác có dung sai thường cao ít hơn 0,005 mm TIR .

Thiết lập mốc và thăm dò bề mặt

Sau khi lắp dao, máy sẽ thiết lập mốc mài bằng cách thăm dò mặt dao bằng đầu dò tiếp xúc (bút cảm ứng cứng chạm vào bề mặt dao và ghi lại vị trí tiếp xúc) hoặc cảm biến không tiếp xúc (dòng điện xoáy hoặc tia laser). Vị trí thăm dò cho bộ điều khiển CNC biết chính xác vị trí của mặt dao trong hệ tọa độ máy, sao cho tổng lượng tiến dao đã lập trình (lượng thép cần loại bỏ) được áp dụng từ bề mặt dao thực tế thay vì từ vị trí danh nghĩa giả định.

Bước chuẩn này giúp ngăn ngừa lỗi phổ biến nhất khi mài thủ công -- loại bỏ quá nhiều hoặc quá ít vật liệu do người vận hành đánh giá sai vị trí bánh mài chạm dao đầu tiên. Trên máy mài dao tròn CNC, đầu dò chuẩn có độ phân giải đến 0,001 mm hoặc cao hơn , đảm bảo chu trình mài loại bỏ chính xác lượng vật liệu được lập trình bất kể sự thay đổi đường kính dao so với các lần mài lại trước đó.

Giai đoạn 2 - Bánh mài: Tác động mài mòn và loại bỏ vật liệu

Bánh mài là bộ phận cắt chính của máy. Nó là một công cụ mài mòn liên kết - hàng triệu hạt mài mòn được giữ trong ma trận liên kết thủy tinh, nhựa hoặc kim loại - quay ở tốc độ ngoại vi cao. Mỗi hạt mài mòn lộ ra trên mặt bánh xe hoạt động như một công cụ cắt một điểm, cắt một mảnh thép cực nhỏ tại điểm tiếp xúc với lưỡi dao. Điều này tương đương về mặt cơ học với tiện hoặc phay thông thường, nhưng ở quy mô micromet trên mỗi hạt thay vì milimet trên mỗi đường chạy dao.

Tốc độ bánh mài và vận tốc ngoại vi

Tốc độ ngoại vi của bánh mài - tốc độ của vành bánh xe tại điểm tiếp xúc với dao - là thông số vận hành quan trọng nhất ảnh hưởng đến cả độ bóng bề mặt và tuổi thọ của bánh xe. Bánh xe oxit nhôm tiêu chuẩn để mài dao tròn hoạt động ở tốc độ ngoại vi 25 đến 35 m/s . Bánh xe siêu mài mòn CBN (Khối Boron Nitrat) hoạt động ở tốc độ 35 đến 60 m/s . Tốc độ ngoại vi cao hơn làm tăng số lượng tiếp xúc giữa hạt mài với thép mỗi giây, tạo ra bề mặt mịn hơn và giảm tải phoi trên mỗi hạt -- điều này vừa cải thiện độ hoàn thiện vừa kéo dài tuổi thọ bánh xe.

Tốc độ ngoại vi được tính như sau: V = pi x D x n / 60, trong đó V là tốc độ ngoại vi tính bằng m/s, D là đường kính bánh xe tính bằng mét và n là RPM của bánh xe. Bánh xe có đường kính 200 mm hoạt động ở tốc độ 2.865 vòng/phút đạt tốc độ ngoại vi khoảng 30 m/s -- trung tâm của phạm vi tối ưu cho bánh xe oxit nhôm khi mài dao bằng thép công cụ (nguồn: Hướng dẫn ứng dụng mài Norton Abrasives, 2020).

Các loại hạt mài mòn để mài bằng dao tròn

Đối với phần lớn các ứng dụng mài dao tròn -- Lưỡi cắt thép HSS và D2 để chuyển đổi giấy, màng và vải không dệt -- bánh xe oxit nhôm thủy tinh hóa có kích thước hạt 46 đến 80 để gia công thô và 100 đến 220 để hoàn thiện là đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn. Bánh xe CBN phù hợp cho các cơ sở sản xuất cao mài số lượng lớn dao HSS đã được tôi cứng, nơi có tuổi thọ bánh xe dài hơn và thời gian chu kỳ nhanh hơn bù đắp chi phí bánh xe cao hơn.

Hình học mặt bánh xe và sự hình thành góc xiên

Hình dạng của mặt bánh mài -- dù phẳng, góc cạnh hay bán kính -- xác định trực tiếp hình dạng góc xiên được tạo ra trên cạnh dao. Mặt bánh xe phẳng tạo ra một góc xiên phẳng; mặt bánh xe bán kính hoặc lõm tạo ra vết mài rỗng -- góc xiên hơi lõm giúp giảm góc bao gồm ở đầu lưỡi cắt trong khi vẫn duy trì lớp lót thép phía sau mép. Dao mài rỗng được ưa chuộng hơn đối với dao xén màng và lá mỏng vì góc đầu giảm mang lại thao tác cắt sắc nét hơn với lực cản ít hơn trên mép khe.

Bản thân góc vát - góc giữa mặt bánh xe và mặt dao tại điểm tiếp xúc - được thiết lập bằng cách nghiêng đầu mài hoặc trục dao đến vị trí góc cần thiết trước khi chu trình mài bắt đầu. Các góc vát bao gồm phổ biến cho dao xén tròn có phạm vi từ 30 độ cho ứng dụng màng và giấy bạc đến 55 độ cho giấy và bìa , với góc cụ thể cho từng ứng dụng được xác định bởi loại thép làm dao, bề mặt được xẻ rãnh và tốc độ đường truyền.

Giai đoạn 3 -- Xoay dao trong quá trình mài

Trong khi bánh mài cung cấp tác động cắt, bản thân dao tròn phải quay chậm trong quá trình mài để bánh mài hoạt động dần dần xung quanh toàn bộ 360 độ của chu vi dao. Vòng quay dao này là điều làm cho máy mài dao tròn khác biệt cơ bản với máy mài dao phẳng hoặc máy mài bề mặt tiêu chuẩn -- phôi quay yêu cầu hệ thống truyền động quay chuyên dụng và thiết kế trục xoay duy trì độ đồng tâm là trung tâm trong thiết kế của máy.

Tốc độ quay dao

Dao quay với tốc độ chậm, được kiểm soát trong quá trình mài -- thường 3 đến 25 vòng/phút tùy thuộc vào đường kính dao, độ sâu tiến dao của bánh mài và độ bóng bề mặt cần thiết. Tốc độ quay chậm hơn cho phép thời gian tiếp xúc với bánh mài nhiều hơn trên một đơn vị chu vi dao, tạo ra lớp hoàn thiện mịn hơn. Xoay nhanh hơn sẽ di chuyển nhiều dao hơn qua vùng tiếp xúc với bánh xe trong một đơn vị thời gian, tăng tốc độ loại bỏ vật liệu nhưng làm giảm chất lượng hoàn thiện.

Đối với dao mài có đường kính 200 mm ở tốc độ 10 vòng/phút, chu vi dao di chuyển với tốc độ khoảng 105 mm/s qua vùng tiếp xúc với bánh xe. Đối với một con dao 450 mm có cùng tốc độ RPM, tốc độ chu vi là 236 mm/s - có nghĩa là bánh xe di chuyển nhanh hơn một cách hiệu quả so với bề mặt dao, yêu cầu quay dao chậm hơn hoặc tốc độ ngoại vi của bánh xe nhanh hơn để duy trì độ hoàn thiện bề mặt tương đương. Máy mài dao tròn CNC tự động bù đắp điều này khi đường kính dao được nhập vào chương trình, điều chỉnh tốc độ quay để duy trì tốc độ bề mặt ổn định tại điểm tiếp xúc bánh xe trên các kích cỡ dao khác nhau.

Độ đảo trục chính: Thông số độ đồng tâm tới hạn

Trục quay điều khiển dao quay phải duy trì dao đi trên một đường tròn hoàn toàn chân thực trong quá trình mài. Bất kỳ độ đảo (độ lệch tâm) nào trong ổ trục trục chính đều làm cho dao lắc lư khi nó quay, điều này chuyển trực tiếp thành sự thay đổi đường kính xung quanh chu vi dao sau khi mài. Trong máy xẻ rãnh trong đó nhiều dao phải có đường kính khớp nhau trong khoảng 0,01 mm, độ đảo trục chính là yếu tố hạn chế chính trong việc đạt được độ đồng nhất đường kính dao.

Máy mài dao tròn chất lượng xác định độ lệch trục chính ít hơn 0,002 mm TIR , đạt được thông qua các vòng bi tiếp xúc góc chính xác được nạp trước để loại bỏ khe hở, các cổ trục tiếp đất và thiết kế vỏ trục chính ổn định nhiệt. Thông số kỹ thuật này được xác minh trong quá trình kiểm tra nghiệm thu máy bằng chỉ báo quay số có độ phân giải cao hoặc giao thoa kế laser và cần được xác minh lại định kỳ như một phần của quá trình bảo trì phòng ngừa máy vì độ mòn ổ trục tăng dần độ đảo theo thời gian.

Giai đoạn 4 -- Hệ thống kiểm soát tiến dao: Trục tiến dao và trục ngang

Hệ thống cấp liệu là cơ cấu điều khiển vị trí, tốc độ và độ sâu của bánh mài so với mặt dao tại mọi thời điểm trong chu trình mài. Nó bao gồm hai trục chuyển động tuyến tính độc lập cùng xác định tất cả các khía cạnh của quá trình loại bỏ vật liệu.

Trục tiến dao (Trục X)

Trục tiến dao di chuyển bánh mài về phía mặt dao, làm cho bề mặt mài mòn tiếp xúc và tiến lên theo mức tăng được lập trình sau mỗi lần di chuyển để loại bỏ các lớp thép liên tiếp. Độ phân giải tiến dao của máy mài dao tròn CNC chất lượng là 0,001 mm (1 micromet) mỗi bước , cho phép chương trình mài xác định các bước tiến dao nhỏ tới 0,001 mm để có đường gia công tinh tốt nhất. Giá trị tiến dao điển hình theo giai đoạn nghiền là:

• Các bước gia công thô: 0,01 đến 0,03 mm mỗi lần -- loại bỏ phần lớn vật liệu bị mòn hoặc hư hỏng một cách nhanh chóng; bề mặt hoàn thiện thô nhưng độ chính xác ở giai đoạn này không quan trọng
• Lượt bán kết: 0,005 đến 0,01 mm mỗi lần -- tinh chỉnh hình học góc xiên được thiết lập khi gia công thô; độ nhám bề mặt bắt đầu tiến gần đến thông số kỹ thuật cuối cùng
• Vượt qua kết thúc: 0,001 đến 0,003 mm mỗi lần -- tạo ra hình học và độ hoàn thiện bề mặt cuối cùng; Độ nhám bề mặt Ra 0,2 đến 0,8 micromet có thể đạt được trong giai đoạn này
• Thẻ Spark-out: Không tiến dao bổ sung - bánh xe đi qua mặt dao mà không tiến thêm nữa, cho phép lực mài dư và độ lệch đàn hồi thư giãn và tạo ra lớp hoàn thiện mịn hơn so với lần tiến dao cuối cùng

Trục ngang (Trục Z)

Trục di chuyển bánh mài dọc theo chiều rộng của mặt vát dao, đảm bảo loại bỏ phôi đồng đều trên toàn bộ chiều rộng góc xiên trong mỗi lượt. Tốc độ di chuyển ngang là một thông số quan trọng vì nó quyết định cả tốc độ loại bỏ vật liệu và chất lượng hoàn thiện bề mặt:

• Di chuyển ngang nhanh (100 đến 400 mm/phút): Được sử dụng trong quá trình gia công thô để có tốc độ loại bỏ vật liệu cao; để lại những vết đi ngang có thể nhìn thấy trên mặt đất
• Di chuyển ngang chậm (20 đến 80 mm/phút): Được sử dụng trong quá trình hoàn thiện đường chuyền; giảm dấu vết ngang và cải thiện tính đồng nhất bề mặt trên chiều rộng góc xiên
• Đi qua tia lửa: Thông thường ở tốc độ di chuyển ngang hoàn thiện với bước tiến bằng 0; tạo ra bề mặt hoàn thiện tốt nhất có thể đạt được đối với thông số kỹ thuật về độ nhám và liên kết của bánh xe

Cả hai trục đều được điều khiển bằng servo trên máy CNC, với phản hồi vị trí từ bộ mã hóa tuyến tính hoặc bộ mã hóa quay gắn vít bi. Bộ điều khiển CNC đọc các vị trí trục trong thời gian thực và so sánh chúng với quỹ đạo được lập trình, điều chỉnh mọi sai lệch trong vòng một phần nghìn giây. Điều khiển vị trí vòng kín này cho phép độ phân giải tiến dao 0,001 mm và tính nhất quán về tốc độ di chuyển ngang tạo ra kết quả mài có thể lặp lại qua hàng trăm chu kỳ dao.

Giai đoạn 5 - Hệ thống làm mát: Quản lý nhiệt trong quá trình mài

Quá trình mài tạo ra nhiệt cục bộ mạnh ở vùng tiếp xúc giữa bánh xe và dao thông qua ma sát và biến dạng dẻo của phoi kim loại. Nếu không tích cực làm mát, nhiệt độ lưỡi dao có thể tăng lên 300 đến 800 độ C trong vòng vài giây , cao hơn nhiều so với nhiệt độ ram của hầu hết các loại thép công cụ được sử dụng cho dao xén tròn (thường là 150 đến 200 độ C đối với thép D2 ở 60 đến 62 HRC). Việc vượt quá nhiệt độ ủ sẽ làm giảm độ cứng của dải thép gần lưỡi cắt - có thể nhìn thấy dưới dạng sắc thái nhiệt màu xanh hoặc nâu trên bề mặt đất - tạo ra một vùng mềm bị xỉn màu nhanh chóng khi sử dụng.

Bốn chức năng của chất làm mát mài

1. Loại bỏ nhiệt: Chất làm mát ngập nước hướng vào vùng tiếp xúc mài sẽ hấp thụ năng lượng nhiệt từ giao diện bánh xe-dao và mang nó ra khỏi dao trước khi nó có thể dẫn vào khối thép và tăng nhiệt độ dưới bề mặt lên trên ngưỡng ủ.
2. Xả chip: Dòng nước làm mát loại bỏ phoi kim loại và các mảnh hạt mài mòn khỏi vùng mài. Nếu không xả nước, phoi sẽ tích tụ giữa mặt bánh xe và bề mặt dao, khiến chúng phải được cắt lại -- điều này tạo ra thêm nhiệt và làm giảm độ hoàn thiện bề mặt.
3. Vệ sinh bánh xe (chống tải): Dòng chất làm mát liên tục ngăn phoi kim loại bám vào các lỗ trên mặt bánh mài -- một tình trạng gọi là tải -- làm giảm hiệu quả cắt và tạo thêm nhiệt từ ma sát giữa bánh bị tắc và bề mặt dao.
4. Phòng chống ăn mòn: Chất làm mát gốc nước bao gồm các gói chống gỉ giúp bảo vệ cả bề mặt dao mới mài và các bộ phận thép của máy khỏi hình thành rỉ sét giữa các lần vận hành.

Thông số kỹ thuật và bảo trì chất làm mát

Chất làm mát mài để mài dao tròn thường là dầu hòa tan trong nước hoặc chất làm mát tổng hợp được pha loãng thành nồng độ 3 đến 8% trong nước sạch. Nồng độ phải được duy trì trong phạm vi này: quá loãng làm giảm khả năng bôi trơn và chống gỉ; quá đậm đặc sẽ làm tăng khả năng tạo bọt, giảm hiệu suất truyền nhiệt và đẩy nhanh quá trình phát triển sinh học trong bể chứa. Độ pH của chất làm mát nên được duy trì trong khoảng 8,5 và 9,5 -- phạm vi kiềm ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn và mang lại khả năng chống gỉ tốt nhất cho bề mặt dao thép (nguồn: Hướng dẫn quản lý chất lỏng gia công kim loại IMTS, 2021).

Tốc độ dòng chất làm mát tại vùng mài phải đủ để làm ngập hoàn toàn hồ quang tiếp xúc - thông thường 10 đến 20 lít mỗi phút cho các ứng dụng mài dao tròn. Dòng chảy không đủ là nguyên nhân phổ biến nhất gây hư hỏng nhiệt (cháy) đối với các cạnh dao trong quá trình mài, ngay cả khi duy trì nồng độ chất làm mát chính xác. Vòi làm mát phải được đặt càng gần điểm tiếp xúc giữa bánh xe và dao càng tốt, nhằm chặn lớp không khí ranh giới mà bánh xe quay mang theo - nếu không sẽ làm chệch hướng dòng chất làm mát ra khỏi vùng tiếp xúc quan trọng.

Giai đoạn 6 -- Chỉnh sửa bánh xe: Duy trì tình trạng cắt của bánh mài

Khi bánh mài cắt, có hai điều xảy ra dần dần: các hạt mài mòn bị mài mòn và trở nên tròn (mất độ sắc bén khi cắt) và các mảnh kim loại bị dính vào các lỗ trên mặt bánh mài (tải). Cả hai điều kiện đều làm giảm hiệu quả cắt, tăng lực mài, tăng sinh nhiệt và làm giảm độ bóng bề mặt. Chỉnh sửa bánh xe là quá trình mài lại và mài lại mặt bánh xe để khôi phục lại tình trạng cắt của nó.

Cách ăn mặc hoạt động

Dụng cụ mài kim cương - có thể là kim cương một điểm, con lăn tẩm kim cương hoặc cụm kim cương đa điểm - được di chuyển ngang qua mặt bánh xe với tốc độ tiến dao và độ sâu được kiểm soát. Dụng cụ kim cương phá vỡ lớp ngoài cùng của hạt mài mòn và ma trận liên kết, loại bỏ vật liệu bị mòn và chịu tải và để lộ hạt mài mòn mới, sắc nét bên dưới. Tốc độ di chuyển ngang của viên kim cương trên bánh xe (dây dẫn) kiểm soát địa hình bề mặt bánh xe: chuyển động chậm tạo ra mặt bánh xe mượt mà hơn và tạo ra bề mặt hoàn thiện mịn hơn; di chuyển ngang nhanh tạo ra mặt bánh xe cởi mở hơn, mạnh mẽ hơn giúp loại bỏ vật liệu nhanh hơn nhưng để lại bề mặt thô hơn.

Trên máy mài dao tròn CNC, việc mài bánh xe được lập trình như một quy trình phụ trong chu trình mài và được thực hiện tự động theo các khoảng thời gian xác định -- sau một số dao đã đặt đi qua, sau một khoảng thời gian mài đã đặt hoặc khi tải trục chính hoặc cảm biến phát ra âm thanh phát hiện rằng tình trạng bánh xe đã xuống cấp dưới ngưỡng. Tự động mài giúp loại bỏ lỗi phán đoán của người vận hành, nguyên nhân phổ biến nhất khiến bề mặt hoàn thiện không nhất quán trong hoạt động mài thủ công và đảm bảo rằng mọi con dao trong lô sản xuất đều được mài bằng bánh xe ở điều kiện cắt tương đương.

Bồi thường mài mòn bánh xe

Mỗi chu trình mài sẽ loại bỏ một lượng nhỏ đường kính bánh mài. Khi đường kính bánh xe giảm, tốc độ ngoại vi của nó giảm với cùng một vòng/phút (vì V = pi x D x n / 60) và vị trí của nó so với mặt dao thay đổi. Nếu không được bù, bánh xe co lại sẽ tạo ra các góc xiên của dao có kích thước nhỏ dần và hoạt động ở tốc độ ngoại vi thấp dần.

Máy mài dao tròn CNC tự động bù đắp độ mòn của bánh xe bằng cách theo dõi tổng độ sâu được loại bỏ trong chu kỳ mài và bù vị trí trục tiến dao để duy trì mối quan hệ giữa bánh xe và dao chính xác. Việc bù mài mòn bánh xe này là minh bạch đối với người vận hành -- máy tiếp tục cung cấp hình dạng dao chính xác bất kể đường kính bánh xe hiện tại, cho đến khi bánh xe đạt đường kính sử dụng tối thiểu và phải được thay thế. Trên dòng MYD Máy mài dao tròn , khoản bù này hoạt động theo thời gian thực mà không cần người vận hành nhập liệu giữa các lần thay đổi bánh xe.

Giai đoạn 7 - Chu trình mài CNC hoàn chỉnh từ đầu đến cuối

Khi đã hiểu được các thành phần riêng lẻ của hệ thống, chu trình nghiền hoàn chỉnh có thể được mô tả như một trình tự tích hợp. Trên máy mài dao tròn CNC, trình tự này được lưu dưới dạng chương trình trong bộ điều khiển máy và được thực thi tự động sau khi người vận hành nạp dao và bắt đầu chu trình.

1. Gọi lại chương trình và nhập tham số: Người vận hành gọi lại chương trình mài đã lưu cho loại dao (hoặc tạo chương trình mới bằng cách nhập đường kính dao, góc vát, loại bỏ toàn bộ phôi, lịch trình và thông số kỹ thuật của bánh xe). Máy đặt độ nghiêng của trục chính theo góc xiên đã lập trình và di chuyển bánh xe về vị trí bắt đầu.
2. Lắp dao và thăm dò: Người vận hành gắn dao lên trục, làm sạch các bề mặt tiếp xúc và xác nhận việc kẹp an toàn. Máy thăm dò mặt dao để thiết lập vị trí chuẩn và đưa vào hệ tọa độ CNC.
3. Kích hoạt hệ thống làm mát: Bơm làm mát khởi động và dòng chảy được kiểm tra tại vòi mài trước khi bánh mài tiến tới bề mặt dao. Không bao giờ để bánh xe tiếp xúc với dao khi chất làm mát không chảy.
4. Tiếp cận bằng bánh xe và cắt gió: Bánh mài tiến về phía mặt dao với tốc độ di chuyển nhanh cho đến khi đạt đến vị trí tiếp cận, sau đó giảm dần đến tốc độ tiến dao mài cho lần tiếp xúc đầu tiên. Máy phát hiện tiếp xúc đầu tiên thông qua giám sát tải trọng trục chính hoặc cảm biến phát ra âm thanh, xác nhận vị trí chuẩn và bắt đầu bước tiến dao thô đầu tiên.
5. Các bước gia công thô: CNC thực hiện số lần gia công thô đã được lập trình ở độ sâu tiến dao được chỉ định trên mỗi lần chạy và tốc độ di chuyển ngang. Con dao quay liên tục trong suốt. Máy giám sát tải trục chính trong quá trình gia công thô và có thể tự động giảm độ sâu tiến dao nếu tải vượt quá mức tối đa được lập trình, bảo vệ cả dao và bánh xe khỏi quá tải.
6. Tự động thay quần áo (nếu có lịch trình): Sau số lần gia công thô đã được lập trình, bánh xe rút về vị trí mài và máy mài kim cương đi ngang qua mặt bánh xe. Máy đăng ký độ sâu mài và áp dụng bù độ mòn bánh xe tương ứng trước khi quay lại vị trí mài.
7. Lượt bán kết: Bước tiến được giảm xuống thông số kỹ thuật bán tinh và tốc độ di chuyển ngang giảm. Con dao tiếp tục quay. Những bước này sẽ tinh chỉnh hình học góc xiên và bắt đầu tạo ra bề mặt hoàn thiện cần thiết cho giai đoạn cuối.
8. Đường chuyền dứt điểm và đánh lửa: Bước tiến giảm đến mức gia tăng hoàn thiện tối thiểu hoặc bằng 0 (tia lửa). Tốc độ di chuyển ở mức tối thiểu. Độ lệch đàn hồi còn lại trong hệ thống mài được giải phóng trong quá trình đánh lửa và bề mặt dao đạt được thông số kỹ thuật hoàn thiện Ra đã được lập trình.
9. Đo độ co của bánh xe và đường kính: Bánh mài rút về vị trí hở. Máy đo đường kính dao bằng đầu dò tiếp xúc tích hợp hoặc người vận hành đo bằng micromet bên ngoài. Đường kính đo được sẽ được so sánh với mục tiêu và dải dung sai. Nếu trong phạm vi dung sai, chu trình đã hoàn tất. Nếu ở bên ngoài, các bước khắc phục bổ sung sẽ được thực hiện tự động (trên các hệ thống hoàn toàn tự động) hoặc người vận hành bắt đầu một lượt chỉnh sửa (trên các hệ thống bán tự động).
10. Dừng làm mát và tháo dao: Sau khi phép đo cuối cùng xác nhận dao nằm trong phạm vi dung sai, dòng nước làm mát dừng lại, trục dao giảm tốc đến mức dừng và người vận hành tháo dao ra, làm sạch và chuyển nó vào giá đựng các bộ phận đã hoàn thiện.

Một chu trình hoàn chỉnh cho một con dao xẻ tròn tiêu chuẩn cần 3 đến 10 phút trên máy CNC, tùy thuộc vào số lượng phôi cần loại bỏ, đường kính dao và thông số kỹ thuật hoàn thiện. Thời gian này so với 10 đến 25 phút đối với thao tác mài thủ công tương đương, với lợi thế bổ sung là chất lượng ổn định bất kể trình độ kỹ năng của người vận hành hay sự mệt mỏi tích lũy.

Điều khiển CNC: Cách lập trình mang lại kết quả lặp lại

Việc chuyển đổi từ mài dao tròn thủ công sang mài dao tròn CNC là thay đổi có tác động lớn nhất về độ chính xác và năng suất sẵn có đối với phòng dụng cụ của cơ sở chuyển đổi. Mài thủ công đòi hỏi người vận hành có tay nghề cao để thiết lập độ sâu cắt, tốc độ di chuyển ngang và góc vát cho mỗi con dao và kết quả sẽ khác nhau giữa những người vận hành và giữa các ca. Bộ điều khiển CNC thay thế tất cả những điều chỉnh thủ công này bằng các chương trình được lưu trữ để tạo ra kết quả giống hệt nhau cho mỗi lần chạy dao trong mỗi ca.

Điều khiển chương trình mài CNC là gì

Một chương trình mài CNC hoàn chỉnh cho dao tròn chỉ định:

• Góc vát (độ tính từ mặt dao, thường là 15 đến 28 độ mỗi bên cho góc bao gồm 30 đến 55 độ)
• Tổng lượng phôi bị loại bỏ (mm) -- tổng lượng tiến dao từ mốc chuẩn đến kích thước hoàn thiện
• Số lần gia công thô và độ sâu tiến dao trên mỗi lần chạy (mm)
• Số lần chạy bán tinh và độ sâu tiến dao trên mỗi lần chạy (mm)
• Số đường chuyền hoàn thiện và độ sâu tiến dao trên mỗi đường chuyền (mm)
• Số lần phóng tia lửa điện
• Tốc độ di chuyển ngang cho mỗi giai đoạn mài (mm/min)
• Tốc độ quay dao (RPM) cho mỗi giai đoạn mài
• Tốc độ ngoại vi của bánh xe (m/s) cho mỗi giai đoạn mài
• Tần suất thay quần áo (sau mỗi lần N đi qua hoặc sau mỗi lần N dao)
• Độ sâu trang phục và tốc độ di chuyển ngang
• Đường kính và dung sai dao mục tiêu (mm)
• Trình tự bật/tắt chất làm mát

Cửa hàng máy mài dao tròn CNC tầm trung 50 đến 200 chương trình dao hoàn chỉnh , cho phép phòng dụng cụ phục vụ nhiều dây chuyền chuyển đổi với các loại dao khác nhau chuyển đổi giữa các chương trình trong vòng chưa đầy 2 phút -- giảm đáng kể từ 15 xuống 30 phút cần thiết để thiết lập thủ công máy mài thủ công cho loại dao khác. Khả năng lưu trữ chương trình này đặc biệt có giá trị trong các cơ sở mài dao cho giấy, màng và giấy bạc, mỗi loại yêu cầu các góc xiên và thông số kỹ thuật hoàn thiện khác nhau.

Giao diện vận hành và ghi dữ liệu chất lượng

Máy mài dao tròn CNC hiện đại cung cấp giao diện vận hành màn hình cảm ứng hướng dẫn người vận hành cách nạp dao, lựa chọn chương trình và bắt đầu chu trình với yêu cầu đào tạo tối thiểu. Dữ liệu chất lượng -- đo được đường kính dao, thời gian chu trình mài, số lần thực hiện và bất kỳ cảnh báo hoặc sai lệch nào -- được ghi lại tự động cho mỗi con dao và có thể được xuất sang hệ thống quản lý chất lượng để truy xuất nguồn gốc và phân tích quy trình. Bản ghi dữ liệu này hỗ trợ phân tích kiểm soát quy trình thống kê (SPC) về tính nhất quán khi mài dao, cho phép người giám sát phòng dụng cụ xác định các xu hướng như kiểu mòn bánh xe, độ lệch góc xiên có hệ thống hoặc tăng thời gian chu kỳ cho thấy nhu cầu hiệu chỉnh máy hoặc thay thế bánh xe.

Cài đặt góc xiên: Hình học của quá trình mài

Góc vát của dao mài lại xác định hiệu suất cắt của nó trên đường rạch. Góc quá nhọn sẽ tạo ra một cạnh cực kỳ sắc bén, nhanh chóng bị cùn và sứt mẻ dưới tải trọng cắt của các chất nền cứng hoặc dày. Một góc quá tù sẽ tạo ra một cạnh bền nhưng cùn, kéo theo vật liệu có khe và tạo ra các cạnh bị rách. Góc vát chính xác là sự thỏa hiệp được xác định bởi loại thép làm dao, loại và độ dày nền cũng như tốc độ đường truyền.

Góc vát được thiết lập trên máy bằng cách điều chỉnh mối quan hệ góc giữa mặt đá mài và mặt dao. Trên các máy có đầu trục xoay nghiêng, trục chính nghiêng theo góc được lập trình so với mặt bánh xe. Trên các máy có đầu bánh xe nghiêng, đầu bánh xe nghiêng so với trục dao nằm ngang. Cả hai cấu hình đều đạt được kết quả hình học giống nhau -- bánh xe tiếp xúc với mặt dao ở góc xiên được lập trình -- nhưng thiết kế trục xoay nghiêng thường được ưu tiên hơn để tiếp cận dao tốt hơn để đo và kiểm tra trong suốt chu trình.

Kết quả đo lường: Chất lượng dao được xác minh như thế nào sau khi mài

Việc mài dao theo hình dạng chính xác chỉ là một nửa nhiệm vụ -- việc xác minh rằng kết quả đáp ứng thông số kỹ thuật cũng quan trọng không kém, đặc biệt đối với các ứng dụng máy xẻ rãnh trong đó tính nhất quán về đường kính trên một bộ dao quyết định trực tiếp chất lượng khe trên dây chuyền chuyển đổi.

Đo đường kính

Đường kính dao được đo ở vành lưỡi dao bằng micromet, thước cặp kỹ thuật số hoặc đầu dò máy tích hợp. Đối với bộ dao xẻ dọc, tất cả dao trong bộ phải được mài theo cùng đường kính trong phạm vi dung sai được chỉ định -- thông thường /- 0,005 đến 0,01 mm cho các ứng dụng màng và giấy bạc chính xác và /- 0,02 đến 0,05 mm đối với chuyển đổi giấy tiêu chuẩn. Dao nằm ngoài phạm vi dung sai này tạo ra chiều rộng khe không đồng đều và độ mòn chênh lệch giữa các dao liền kề trên trục máy xén.

Xác minh góc xiên

Góc vát được xác minh bằng máy chiếu biên dạng quang học, hệ thống đo góc laser hoặc thước đo góc xiên chính xác áp vào mặt đất. Dung sai góc cho hầu hết các ứng dụng là /- 0,5 độ so với góc được chỉ định . Cần có dung sai chặt chẽ hơn /- 0,25 độ cho các ứng dụng cắt lá điện cực pin và màng đóng gói dược phẩm trong đó tính nhất quán hình học của cạnh là một thông số quy trình được xác nhận.

Đo độ hoàn thiện bề mặt

Độ hoàn thiện bề mặt của góc xiên mặt đất được đo bằng máy đo biên dạng tiếp xúc (dụng cụ bút cảm ứng) đi ngang qua bề mặt đất và báo cáo giá trị Ra (độ nhám trung bình số học). Giá trị Ra hoàn thiện xác nhận rằng độ nhám bánh xe, tốc độ di chuyển ngang và chu kỳ phóng điện đã được áp dụng chính xác. Giá trị Ra cao hơn mức quy định cho thấy các đường hoàn thiện không đủ, chất làm mát bị ô nhiễm, mặt bánh xe chịu tải hoặc tốc độ di chuyển quá cao trong giai đoạn hoàn thiện.

Tính toàn vẹn của cạnh - Kiểm tra trực quan và xúc giác

Ngoài các phép đo kích thước, cạnh dao mài phải được kiểm tra:

• Thiệt hại nhiệt (vết cháy): Sự đổi màu xanh lam hoặc nâu ở góc xiên của mặt đất cho thấy rằng thép đã vượt quá nhiệt độ ram trong quá trình mài - do chất làm mát không đủ, độ sâu tiến dao quá mức hoặc mài mà không mài bánh xe chịu tải. Các cạnh bị cháy mềm và phải được mài lại cho đến khi loại bỏ hết sự đổi màu.
• Sứt mẻ hoặc gãy xương vi mô: Các phoi có thể nhìn thấy trên đầu lưỡi cắt, gây ra do hư hỏng do va chạm trước khi mài, do mài dao cacbua giòn với lượng tiến dao quá mức hoặc do sốc nhiệt do cung cấp chất làm mát không liên tục. Các cạnh bị sứt mẻ cần phải loại bỏ vật liệu bổ sung cho đến khi vùng hư hỏng được mài hoàn toàn.
• Burr trên đầu cạnh: Một lớp kim loại mỏng còn sót lại trên mép do quá trình mài, đặc biệt là ở phần chuyển tiếp giữa góc xiên và mặt phẳng của dao. Các gờ được loại bỏ bằng cách mài giũa ngắn gọn bằng đá mài mịn hoặc giũa mài nhẵn lên mặt phẳng trong khi giữ dao phẳng trên bề mặt tham chiếu.

Cách thức hoạt động của dòng MYD trong thực tế: Các tính năng thiết kế chính

các Máy mài dao tròn trong Dòng MYD thực hiện tất cả các nguyên tắc làm việc được mô tả ở trên trong một thiết kế chuyên dụng được tối ưu hóa cho các yêu cầu mài lại dao xẻ đĩa tròn của các cơ sở chuyển đổi hiện đại. Một số đặc điểm thiết kế của dòng sản phẩm này có liên quan trực tiếp đến việc hiểu cách máy mang lại thông số hiệu suất:

Lắp ráp trục chính chính xác

các MYD Series uses preloaded angular contact bearings in a thermally compensated spindle housing, achieving spindle runout specification of less than 0.002 mm TIR. The spindle is driven by a variable-speed servo motor with closed-loop speed control, maintaining the programmed knife rotation speed within /- 1 RPM regardless of grinding load variations during the cycle.

Trục cấp liệu dẫn động bằng servo CNC

Cả trục tiến dao và trục ngang đều sử dụng vít bi chính xác được điều khiển bởi động cơ servo có phản hồi bộ mã hóa tuyến tính, mang lại độ phân giải vị trí 0,001 mm và khả năng lặp lại vị trí dưới 0,002 mm cần thiết để có kết quả đường kính dao nhất quán trong các lô sản xuất. Các trục được bảo vệ bằng các đường dẫn hướng tuyến tính kín giúp duy trì độ chính xác của chúng bất chấp khả năng tiếp xúc với chất làm mát và phoi vốn có trong hoạt động mài.

Tự động mài mòn bánh xe có bù

các integrated diamond wheel dresser is servo-controlled and programmed as part of the grinding cycle, executing at the intervals specified in each knife program and automatically applying the wear compensation offset after each dressing cycle. This ensures that the first knife and the hundredth knife in a production batch receive identical grinding treatment, with consistent wheel cutting condition throughout.

Thư viện chương trình và ghi dữ liệu

các machine controller stores up to 100 knife programs, accessible through a touchscreen interface with program parameter verification prompts that reduce operator errors during program selection. Grinding cycle data -- diameter measurement, cycle time, pass count, and any fault codes -- is automatically recorded to an internal log that can be exported via USB or network connection for quality management system integration. Bản ghi dữ liệu này hỗ trợ các yêu cầu về tài liệu quy trình ISO 9001 mà hầu hết các nhà khai thác cơ sở chuyển đổi lớn hiện nay đều yêu cầu từ hoạt động phòng công cụ của họ.

Các vấn đề mài thường gặp, nguyên nhân gốc rễ và hành động khắc phục

Hiểu cách thức hoạt động của máy cũng có nghĩa là hiểu được lỗi xảy ra khi đầu ra không đáp ứng thông số kỹ thuật cũng như cách xác định và khắc phục nguyên nhân cốt lõi: