Stroj za površinsko brušenje

 

Površinski brusilnik je obdelovalni stroj, ki uporablja obrobje ali čelno površino brusa kot rezalno orodje za brušenje površine obdelovanca. Njegovo osrednje delovno načelo je: vrtenje brusne plošče z visoko{1}}hitrostjo je glavno gibanje v kombinaciji z izmeničnim linearnim ali rotacijskim gibanjem obdelovanca in prekinjenim pomičnim gibanjem brusilne plošče, da se doseže minimalno odstranjevanje materiala s površine obdelovanca, s čimer se končno dosežeta geometrijska natančnost in kakovost površine, ki ju zahteva risba.

 

 

Tipičen stroj za površinsko brušenje je v glavnem sestavljen iz naslednjih ključnih komponent:

 

1. Postelja:Osnovna podporna komponenta obdelovalnega stroja, običajno izdelana iz -litega železa visoke trdnosti (kot je lito železo Meehanite) ali granita. Imeti mora izjemno visoko togost in odpornost na vibracije, da se zagotovi stabilnost postopka brušenja.

 

2. Delovna miza:Uporablja se za montažo in pritrditev obdelovanca. Najpogostejša je elektromagnetna vpenjalna glava, ki uporablja magnetno silo za držanje obdelovancev iz magnetno prevodnih materialov (kot je jeklo ali lito železo). Delovna miza se lahko giblje vzdolžno izmenično (pravokotna miza) ali rotacijsko (krožna miza).

 

3. Glava brusilnega kolesa/brusna glava:Komponenta, ki pritrdi brus in ga poganja, da se vrti z visoko hitrostjo. Sistem vretena je njegovo jedro in pogosto uporablja visoko{1}}natančne hidrostatične ležaje za zagotavljanje vrtilne natančnosti in togosti.

 

4. Diapozitiv in stolpec:Drsnik poganja glavo brusa, da se premakne navpično vzdolž vodilne tirnice stebra (navpični pomik) ali pa se premakne bočno (bočni pomik), kar omogoča nastavitev brusa v različnih smereh v prostoru.

 

5. CNC sistem:V sodobnih CNC površinskih brusilnikih je CNC sistem "možgani". Nadzira gibanje vsake osi (kot je vzdolžna, prečna in navpična), kar omogoča samodejno dimenzioniranje, samodejno urejanje kolutov, samodejno kompenzacijo in oblikovanje zapletenih površin.

 

 

Med brušenjem je več osnovnih gibov:

* Glavno gibanje:Visoka-hitrost vrtenja brusa.

* Gibanje podajanja:

- Vzdolžni pomik: vzvratno linearno gibanje obdelovanca, ki ga poganja miza (za pravokotne namizne brusilnike).

- Prečni pomik: brus se občasno premika vzdolž svoje osi, da postopoma pokrije celotno obdelovalno površino.

- Navpično podajanje: brusilno kolo izvaja rezalne gibe proti globini obdelovanca in nadzoruje globino vsakega brusilnega prehoda.

 

Običajne metode mletja vključujejo:

- Prečno brušenje:Najpogostejši način mletja. Vsako povratno gibanje delovne mize (ali vsako obračanje) povzroči, da brusilno kolo naredi en prečni pomik, dokler ni celotna površina zbrušena, čemur sledi en navpični pomik. Ta metoda nudi dobro odvajanje toplote in visoko natančnost.

- Globinsko brušenje:Pri enem navpičnem pomiku se odstrani večina dodatka obdelovanca, čemur sledi prečni pomik. Ta metoda je zelo učinkovita, vendar postavlja visoke zahteve glede togosti strojnega orodja in hlajenja.

- korak brušenja:Brus je stopničasto oblečen. V enem navpičnem podajanju različni koraki porazdelijo delovno obremenitev brušenja in tako dosežejo visoko-učinkovito brušenje.

 

 

Stroji za plosko brušenje so postali nepogrešljiva oprema pri strojni obdelavi zaradi svojih glavnih prednosti pri precizni površinski obdelavi, ki jih druge metode obdelave (kot sta rezkanje in skobljanje) težko nadomestijo. Sledijo glavne prednosti površinskih brusilnih strojev, ki so podrobno analizirane od kakovosti obdelave in procesnih zmogljivosti do ekonomskih koristi:

 

1. Izjemna natančnost obdelave

To je najbolj temeljna in ključna prednost strojev za površinsko brušenje.

- Visoka dimenzionalna natančnost:Stroji za plosko brušenje lahko dosežejo stopnje tolerance dimenzij IT5-IT6 ali celo višje. Na sodobnih visoko natančnih površinskih brusilnikih je mogoče tolerance debeline stabilno nadzorovati v nekaj mikrometrih (μm).

- Visoka geometrijska natančnost:Doseči je mogoče izjemno visoko ravnost (npr. 0,002-0,003 mm ravnost na 1000 mm dolžine) in vzporednost. To je ključnega pomena za osnovne komponente, kot so natančna merila, šablone za kalupe in vodila.

- Visoka položajna natančnost:Pravokotnost obdelovanca glede na druge referenčne površine je mogoče natančno nadzorovati, kar je ključnega pomena za pravo{0}}pravokotne obdelovance in sestavljanje sklopov.

 

2. Odlična kakovost površine

Postopek brušenja je v bistvu mikro{0}}rezanje velikega števila abrazivnih zrn na površini brusa, kar prinaša edinstvene lastnosti površine.

- Izjemno nizka površinska hrapavost:S fino obdelavo brusa in izbiro ustreznih parametrov brušenja je mogoče doseči zrcalne-završne obdelave od Ra 0,8 μm do Ra 0,2 μm ali celo nižje (pod Ra 0,01 μm so potrebni postopki zrcalnega brušenja). To je težko doseči z rezkanjem ali skobljanjem.

- Izboljšane fizikalne in mehanske lastnosti površine:Drobne praske, ki nastanejo pri brušenju, so enakomerne in ne-usmerjene ter pomagajo oblikovati dobro olje-mazalno površino in zmanjšujejo obrabo gibljivih delov. Hkrati so v primerjavi z rezanjem z-hitroreznimi jeklenimi orodji rezalne sile in toplota, ki nastanejo pri brušenju, običajno koncentrirane v zelo plitvi površinski plasti z manjšim toplotnim vplivom na matrico obdelovanca.

 

3. Učinkovito odstranjevanje dodatka in prilagodljivost obdelovanca

Čeprav se stroji za površinsko brušenje večinoma uporabljajo za končno obdelavo, imajo tudi določene zmogljivosti za grobo obdelavo.

- Obdelava utrjenih obdelovancev:Obdelovancev, ki so že bili termično obdelani in kaljeni (trdota HRC50 ali več), običajna orodja za rezanje kovin (kot so rezkalni in skobeljni rezkarji) ne morejo obdelati, medtem ko je trdota brusov veliko večja. Zato so površinski brusilniki edina izbira za doseganje končne natančnosti na utrjenih obdelovancih.

- Obdelava delov s tankimi{1}}stenami in zlahka deformabilnimi deli:Elektromagnetna vpenjalna glava enakomerno drži obdelovanec na delovni mizi, kar učinkovito zmanjša deformacijo vpenjanja. V kombinaciji z majhno globino reza in hitrim podajanjem lahko obdeluje tanko{1}}dele, ki se zlahka deformirajo med rezkanjem.

 

4. Prilagodljiva obdelava in široka prilagodljivost materiala

Stroji za plosko brušenje imajo zelo široko področje uporabe.

- Vsestranskost materiala:Ne samo, da lahko obdeluje različne železne kovine (lito železo, kaljeno jeklo, legirano jeklo), ampak z ustreznimi brusi lahko obdeluje tudi ne-neželezne kovine (kot so cementni karbid, keramika, steklo, grafit, magnetni materiali in drugi-materiali,-ki jih je težko obdelovati).

- Zmogljivost brušenja oblik:Z oblačenjem brusa v posebne oblike (kot so V-oblike, loki, utori v obliki lastovičjega repa) ali z uporabo CNC krmiljenja poti lahko površinski brusilniki brusijo različne zapletene konture in površine, s čimer dokončajo natančno obdelavo oblikovanih delov.

 

5. Stabilen postopek rezanja in zanesljivost procesa

- Samo{1}}ostrenje:Med postopkom brušenja se topna abrazivna zrna zlomijo ali odpadejo in izpostavijo nove ostre rezalne robove, kar do določene mere ohranja kontinuiteto rezalne sposobnosti.

- Najmanjša rezalna sila:V primerjavi z rezkanjem ali struženjem je rezalna sila posameznega abrazivnega zrna zelo majhna in tudi skupna brusilna sila je relativno majhna. Zato so zahteve glede togosti za obdelovalne stroje, vpenjala in obdelovance razmeroma ohlapne, zato je manj verjetno, da bo prišlo do deformacije obdelovanca zaradi prekomerne sile.

 

6. Enostaven za avtomatizacijo in avtomatizacijo

Relativno redna krivulja gibanja površinskega brušenja (izmenično, potopno, indeksiranje) je zelo primerna za avtomatizacijo.

- Prednosti CNC: Sodobni CNC površinski brusilniki lahko zlahka dosežejo več{1}}osno povezavo, s čimer samodejno dokončajo celoten postopek grobega brušenja, finega brušenja, površinskega brušenja ter urejanja in kompenzacije kolutov.

- Spletne meritve: Spletne merilne naprave je mogoče integrirati v obdelovalni stroj, da dosežete-meritve v realnem času in kompenzacije med postopkom obdelave, kar dodatno zagotavlja doslednost serijske obdelave.

 

 

- Izdelava kalupov:Natančna obdelava osnov kalupov, votlin, jeder in vložkov.

- Proizvodnja strojev:Vodila za strojna orodja, delovne mize, ohišja, pokrivne plošče in natančna vodila.

- Avtomobilizem/vesoljska industrija:Bloki motorjev/glave cilindrov, ohišja menjalnika, sedeži ležajev in konstrukcijske komponente za letalstvo.

- Orodja in merilni instrumenti:Čeljusti, mikrometri, merilni bloki in referenčne površine orodja.

- Elektronika/optika:Keramične podlage, polprevodniške komponente in optične steklene površine.

- karbid/keramika:Natančna obdelava materialov,--ki jih je težko obdelati.

 

 

Ko se predelovalna industrija usmerja k natančnosti, inteligenci in zeleni proizvodnji, se pri strojih za površinsko brušenje pojavljajo naslednji trendi:

 

- Visoko-natančna in ultra{2}}natančna obdelava:Z uporabo tehnologij, kot so hidrostatična vodila, visoko{0}}ločljive optične lestvice z zaprto-zančno povratno informacijo in stalnim nadzorom temperature, natančnost brušenja doseže pod-mikronske in celo nanometrske ravni (površinska hrapavost Ra manj kot ali enaka 10 nm, ravnost PV manj kot ali enaka 3 μm), ki izpolnjujejo stroge zahteve polprevodnikov, optičnih komponent, in druga področja.

 

- Inteligentno in avtomatizirano:Vključevanje različnih senzorjev (kot so senzorji akustične emisije, senzorji moči in senzorji sile) za spremljanje statusa brušenja v realnem času, samodejno izvajanje obdelave koles, samodejna kompenzacija in prilagodljiva prilagoditev podajanja za doseganje strojne obdelave brez osebja. Hkrati je opremljen z moduli za samodejno nakladanje in razkladanje ter avtomatsko menjavo koles, ki tvorijo fleksibilno proizvodno enoto.

 

- Večnamensko:Posamezen obdelovalni stroj lahko izvaja ne le površinsko brušenje, ampak tudi cilindrično brušenje, profilno brušenje in celo funkcije brez{0}}kontaktnega merjenja, kar zmanjša prenos obdelovanca med različnimi obdelovalnimi stroji in izboljša učinkovitost.

 

- Zeleno in okolju prijazno:Razvoj mikro{0}}tehnologije mazanja ter sistema za čiščenje in kroženje rezalne tekočine za zmanjšanje porabe energije in emisij odpadne tekočine.

 

 

Za zagotovitev natančnosti obdelave in življenjske dobe stroja se morajo upravljavci dosledno držati naslednjih smernic:

 

- Namestitev in izravnava:Med namestitvijo stroja mora biti zagotovljeno dovolj prostora, stroj pa je treba izravnati z natančnim nivojem, običajno znotraj 0,04 mm/1000 mm, in ga občasno ponovno preveriti.

 

- Izbira in uravnoteženje brusa:Nove brusne plošče morajo biti podvržene strogemu testiranju uravnoteženja in delovanju v prostem teku (običajno več kot 5 minut). Ne smete uporabljati poškodovanih ali neusklajenih brusov. Največjo hitrost podajanja je treba strogo nadzorovati v skladu s specifikacijami strojnega orodja (npr. 0,03 mm za brusilnike pod 800 mm).

 

- Mazalni in hidravlični sistem:Redno preverjajte nivo in kakovost hidravličnega olja (npr. št. . 46 hidravlično olje) in olja za mazanje vodil (npr. št. . 32 olje za vodilna vodila) ter pravočasno zamenjajte in očistite rezervoarje za olje. Zagotovite gladko mazanje vodil, da preprečite poškodbe zaradi izgube olja.

 

- Hlajenje in odstranjevanje ostružkov:Redno čistite posodo za hladilno tekočino in filter za zbiranje prahu, da ohranite čisto hladilno tekočino in preprečite opekline ob brušenju na obdelovancu.