این نوع
CNC، ماشین هایی هستند که از چرخ سنگ زدنی چرخشی برای حذف مواد موجود بر روی قطعه کار فلزی استفاده می کنند و بیشتر برای ماشینکاری های سخت و ریزه کاری استفاده می شود. سطحی که با این روش به دست می آید کیفیت بالایی دارد و در صنعت مدرن به عنوان یک فرایند تکمیلی استفاده می شود.
در این روش
ماشینکاری قطعات حتی با پیچیده ترین هندسه مانند میل بادامک، سوپاپ، بلبرینگ، میل لنگ و ... به طور خودکار، مطمئن و سریع انجام می شود.
راه اندازی ماشینکاری CNC سنگ زنی
در این نوع ماشین ها اگر چه از نظر راه اندازی و کنترل بسیار پیچیده هستند اما، می توان از سیستم های مکانیکی و الکترونیکی مختلفی استفاده کرد. در ادامه اجزای این ماشین ها با جزئیات بیشتر توضیح داده می شود:
Drive
درایو این نوع ماشین ها باید در برابر تنش های مختلف مقاوم و کارآمد باشد. درایو باید به طور مداوم گشتاور متحرک لازم را داشته باشد، این کار برای حفظ تغذیه مورد نیاز در هر دور ابزار است.
موتورهای محرک یا دوک های ماشین های سنگ زنی CNC باید از هر گونه ضربه ای در امان باشند، تا از جابجایی محوری و شعاعی محور محرک و در نتیجه چرخ سنگ زنی جلوگیری شود. اگر در درایو عکس العمل بیش از حد رخ دهد، دقت ماشینکاری بسیار پایین می آید.
Grinding Wheel
می توان گفت چرخ سنگ زنی، ابزار واقعی ماشین سنگ زنی CNC و ابزارهای بسیار پیچیده ای هستند. این چرخ ها ابزارهای متقارنی هستند که به صورت دورانی سنگ ریزه های ساینده را توسط یک باند به هم متصل می کنند. لبه های تیز رنده ها در تماس با قطعه ای که قرار است آسیاب شود قرار می گیرند و مواد را از طریق برش از بین می برند.
یکی از عوامل موفقیت در عملیات سنگ زنی انتخاب چرخ سنگ زنی مناسب است.
Control System
کنترل تمامی حرکات و فرایندهای ماشین سنگ زنی CNC به صورت خودکار و توسط یارانه انجام می شود. این کار توسط دو سیستم کنترل مستقل انجام می شود:
Computerize Numerical Control (CNC)
این سیستم تمامی وظایف کنترلی را با توجه به
ماشینکاری هر قطعه بر عهده می گیرد، که این وظایف شامل توالی مراحل ماشینکاری و یا به دست آوردن ابعاد قطعه تمام شده است.
با استفاده از ابزارهای CAM، سیستم CNC می تواند بلافاصله با داده های طراحی، قطعات مورد نیاز برای انجام ماشینکاری را تامین کند.
می توان این داده ها را به صورت دستی مستقیما روی دستگاه سنگ زنی CNC قرار داد. در حین عملیات سنگ زنی، سیستم CNC وظیفه کنترل حداکثر 6 محور مختلف به طور همزمان را دارد.
Programmable Logical Control (PLC)
این سیستم تمامی وظایف کنترل و نظارت محیطی را بر عهده دارد، که این موارد می تواند شامل نظارت بر عرضه مایع روان کننده خنک کننده و کنترل درایو باشد. PLC توسط سازنده ماشین سنگ زنی CNC با دستگاه تنظیم می شود.
Machine Bed
بستر ماشین جایی است که وسایل محرک و کمکی مونتاژ می شوند و تراشه ها، روان کننده خنک کننده از دستگاه خارج می شوند.
تخلیه تراشه ها و بقایای ماشینکاری برای کارکردن بدون اختلال ماشین سنگ زنی CNC بسیار مهم است. در بستر ماشین، نازل های فلاشینگ وجود دارد که برای شستشوی باقیمانده ها به همراه مایع روان کننده خنک کننده از دستگاه استفاده می شود.
عملیات سنگ زنی گرمای زیادی ایجاد می کند که ممکن است به قطعه آسیب وارد کند و زمانی که مقدار زیادی انرژی به قطعه منتقل شود، سوختگی اتفاق می فتد. بنابراین با توجه به این موضوع مهم،
خنک کردن در حین سنگ زنی، بسیار ضروری است. این کار با مایع روان کننده خنک کننده انجام می شود. روش کار به این صورت است که این مواد از طریق سیستم تغذیه از یک اتصال مرکزی در ماشین سنگ زنی
CNC تامین می شود.
Dressing fixture
چرخ های سنگ زدنی ممکن است در حین کار ساییده شوند و باید بدون تعویض چرخ سنگ زنی، هندسه و قابلیت برش چرخ سنگ زنی بازیابی شود. این کار با وسایل پانسمان انجام می شود!
این ابزارها سختی بالاتری نسبت به چرخ سنگ زنی دارند و تا زمانی که هندسه و خواص برش بازیابی شوند، مواد را از چرخ سنگ زنی جدا می کند. عملیات پانسمان منجر به قطع عملیات سنگ زنی می شود و باید در زمانی غیر از زمان تولید انجام شود.
سنگ زنی CNC در درجه اول برای قطعاتی مانند دنده استفاده می شود که از نظر دقت ابعادی و هندسی و کیفیت سطح بسیار دقیق هستند.
برای تولید چرخ دنده با روش سنگ زنی، از چرخ سنگ زنی خاصی که به آن کرم (Worm) گفته می شود، استفاده می شود. در ابتدا چرخ دنده به صورت نیمه تمام است و دنده ندارد و این کار با چرخ سنگ زنی چرخان انجام می شود. در حین انجام این کار با ماشین سنگ زنی دقت بالا بسیار اهمیت دارد و کیفیت بالای سطح به دست آمده با سنگ زنی تاثیر بسیار زیادی بر میزان سایش قطعه کار دارد.
مشکلات کار با ماشین سنگ زنی CNC
ماشین های سنگ زنی CNC پیچیده هستند و ماشینکاری های پیچیده را نیز انجام می دهند. زمانی که تعداد مولفه های درگیر و گزینه های پیکربندی زیاد باشد، خطاهای احتمالی به صورت جداگانه یا ترکیبی نیز افزایش می یابد. در ادامه برخی این مشکلات را با هم بررسی می کنیم:
سوختگی سنگ زنی
این اصطلاح برای نوعی آسیب حرارتی به قطعه اتلاق می شود که بر اثر سنگ زنی نادرست اتفاق می افتد. به این صورت که انرژی فرایند به صورت گرما به قطعه هدایت می شود و این اضافه بار حرارتی در هنگام سنگ زنی، باعث می شود تا روی قطعه ترک های ریزی ایجاد شود و یا قطعه تغییر رنگ دهد و در نتیجه قعطه خراب شود.
استفاده از محلول های نامناسب به عنوان روانکار خنک کننده باعث مصرف بالای غیرضروری روانکار می شود و عملکرد دستگاه سنگ زنی را مختل می کند.
برای خروج مناسب و سرعتی روان کننده خنک کننده، باید جریان حجمی و فشار مربوطه به اندازه کافی در دسترس باشد.
در عوض روانکارهای مناسب، مایع روان کننده خنک کننده را دقیقا با حجمی استاندارد به محل ماشینکاری هدایت می کند و سرعت مناسب برای خروج مایع را نیز تضمین می کند. از سویی دیگر هزینه های فیلتراسیون، مایع روان کننده خنک کننده و ... به دلیل کاهش مصرف به طور قابل توجهی کاهش می یابد.
ماشین های سنگ زنی CNC معمولا پتانسیل بهینه سازی در تامین روان کننده خنک کننده را دارند. این بهینه سازی هزینه ها را نیز کاهش می دهد. برخی از نقاط شروع برای بهینه سازی روان کننده خنک کننده عبارتند از:
نازل ها
با استفاده از نازل های روان کننده خنک کننده مناسب در این ماشین ها، می توان حجم روان کننده مورد نیاز را کاهش داد و از عملکرد صحیح دستگاه نیز اطمینان داشت. این نازل ها نه تنها خاصیت خنک کنندگی دارند، بلکه برای تمیز کردن چرخ سنگ زنی، انجام عملیات شستشو و خاموش کردن جت جرقه نیز استفاده می شود. حتی می توان برای کاربردهای مختلف از مجموعه ای از نازل های روان کننده خنک کننده استفاده کرد.
Bypasses
ماشین سنگ زنی همیشه به جریان حجمی روان کننده خنک کننده نیاز ندارد و به همین منظور محلول های بای پس انتخاب می شوند تا محلول های روان کننده خنک کننده استفاده نشده به جریان برگشتی برای فیلتر کردن هدایت شوند. این عملیات فیلتر ممکن است هزینه بردار باشد و برای جلوگیری از آن یک پمپ و شیر بر حسب نیاز ماشین سنگ زنی CNC اضافه می شود.
در طول فرایند سنگ زنی، خالص بودن روان کننده تاثیر زیادی در کیفیت سطح به دست آمده دارد. همچنین برای اطمینان از عملکرد بدون خرابی اجزای سنگ زنی مانند پمپ ها، شیرها، خطوط لوله، نازل ها، گیربکس چرخشی، سیستم های خنک کننده و ... باید از خلوص روان کننده اطمینان داشت.
اگر مایع روان کننده خنک کننده ای که به ماشین برگشت داده می شود خالص نباشد، باعث می شود تا چرخ سنگ زنی بیش از حد در مایع قرار بگیرد و از ماشینکاری صحیح و مناسب قطعه جلوگیری شود. نظارت منظم بر خلوص روان کننده خنک کننده می تواند از ایجاد خرابی جلوگیری کند.
بهینه سازی ماشین سنگ زنی CNC
بسیاری از بهینه سازی ها در ماشین سنگ زنی به راحتی قابل پیاده سازی است و راندمان دستگاه را به طور قابل ملاحظه ای بالا می برد. حتی ماشین های سنگ زنی CNC قدیمی تر نیز دارای پتانسیل بهینه سازی از نظر کارایی و سودآوری هستند. برای این منظور ماشین باید به طور کامل تجزیه و تحلیل شود و با کشف نواحی ضعیف، مقاوم سازی اصولی ماشین برنامه ریزی و اجرا شود.
