Anatomy of the Machine Tool Editor Notes: Den första delen av denna serie, publicerad i februari 1993, har ett täckt bearbetningscenter.
Den andra delen, maskingontroll, visas i juni 1993.
Den tredje delen, som publicerades i maj 1994, undersökte svarv och svarv.
Slipning, som en metod för att forma hårda material, kommer sannolikt att vara en av de mest grundläggande teknikerna inom alla tekniker och kommer sannolikt att vara en plundring av själva metallbearbetningen.
Det finns bevis för att ett antal neo-globalister, tillsammans med egyptierna och byggarna av Stonehenge, till exempel använder sand som ett slipmedel för att jämna ut stenverktygen och byggstenarna de använder.
Vi gör fortfarande i princip samma sak idag, men på en mer kontrollerbar och komplex basis, när vi slutar härdat stålarbeten på CNC -slipmaskiner.
Slipning är ett chip.
Vid tillverkning av en metallskärningsprocess är varje bit lika mycket som bearbetning eller fräsning, förutom att det görs på nivån \ 'Micro \' där chipet är för litet för att vara lätt
en annan grundläggande skillnad mellan slipning och det är en
hjul är en slipning \ 'Tool \' som är en slipande partikel och inte är en enhetlig form och guide, oavsett om det är en hjul, sten.
Även om denna diskussion kommer att fokusera på att slipa medvetet med hjul-
inbyggda metallbearbetningsmaskinverktyg, är det viktigt att uppmärksamma, från att slipa till skärning
på plattformen, till och med slipning av knivar är grundläggande slipningsoperationer.
Slipning används också på många ställen utanför branschen för en mängd olika applikationer, från plastteleskopspeglar, till precisionsdimensionella mätningar och efterbehandling av kvartskristaller som används för oscillatorer för dator- och kommunikationsutrustning.
Ur synvinkeln av metallskärning är slipning produkten av kombinationen av vridning och fräsning.
Precis som fräsning rör sig slipverktyget också, precis som att vända, och arbetsstycket rör sig nästan alltid, även om ingen rotation krävs.
Skillnaden mellan att rotera arbetsstycket och arbetsstycket som rör sig på ett linjärt eller oscillerande sätt under slipverktyget, men i teorin är det fixat, som definierar den mest grundläggande uppdelningen i slipningsapplikationen.
Den förstnämnda beskrivs vanligtvis som \ 'cylindrisk \' slipning, och den senare som \ 'yta \' slipning, även om båda typerna kan producera precisionsytor på arbetsstycket som inte nödvändigtvis är runda eller platta
i själva verket, verktyg och arbetsstycken rör sig vanligtvis, vilket gör analysen och kontrollen av slipning som är mycket mer komplicerade än vändningar.
Det här är en del av varför slipning är en av de sista stora metallbearbetningsprocesserna för att övergå från \ 'svart konst \' till vetenskapen, förresten, många malningsmaskinstillverkare tenderar fortfarande att designa och tillverka en av de viktigaste orsakerna till sina egna CNC -kontroller.
Konstruktion i princip placeras många cylindriska slipmaskiner på ett mönster som liknar alaten.
Istället för att ha en verktygshållare har de en mekanism för att mata sliphjulet och dess relaterade maskiner, men alla andra element, huvudstiftet, svansramen, vägen, för de som är bekanta med att vända maskinen, är sängen vanligtvis lätt att identifiera.
Huvudskillnaden är emellertid att hela arbetsstyckets hållsystem vanligtvis är installerat på en uppsättning vägar, så att det kan passera genom hjulet under slipoperationen.
Den cylindriska kvarnen är också utformad som en \ 'chuck \', vilket är mycket vanligt i ID -slipningsapplikationer.
I dessa maskiner installeras hjulen och deras tillhörande maskiner i det läge där svansen normalt är beläget, och hjulen matas längs axeln i arbetsstyckets rotation.
ID -kvarnen använder vanligtvis hjul med en mindre diameter och körs med högre spindelhastighet än OD -maskinen.
I den OD -cylindriska slipmaskinen matas i allmänhet att axelhuvudet matas till arbetsstycket i radiell riktning, och arbetsstycket kan hållas stationärt eller återförsörjande genom arbetsstycket.
När arbetsstycket rör sig fram och tillbaka görs vanligtvis bara matrörelsen i slutet av varje slag.
Cut-in slipning är närmare den traditionella singeln,
punkten vänder konceptuellt eftersom hjulet kan gå in och ut för att producera specifika funktioner på arbetsstycket, till exempel axeln.
Den tredje huvudtypen av cylindrisk slipmaskin är \ 'no center \' -designen utan direkt simulering i svängfältet.
I en mittlös kvarn stöds inte arbetsstycket av ett centrum eller chuck, men stöds på \ 'Blade \' mellan sliphjulet och \ 'Justera \' hjulet som styr dess rotation.
\ 'Justera \' hjulet för att styra rotationshastigheten för arbetsstycket som en körmekanism, och som en broms om arbetsstycket påskyndar från sliphjulet.
\ 'Blade \' håller arbetet på plats mellan de två hjulen.
Det finns också flera grundläggande konstruktioner för ytslipmaskiner.
Den vanligaste möjligheten är hjulet monterat på bearbetningstabellen och dess relaterade maskiner eller andra linjära rörelseanordningar som håller arbetsstycket.
När arbetsstycket rör sig fram och tillbaka under det passerar hjulet genom den fram- och återgående axellinjen.
Konceptuellt liknar denna typ av kvarn en planmaskin där verktygshållaren ersätts av ett sliphjul och dess tillhörande maskiner.
På denna typ av maskin görs slipning vanligtvis med hjulets omkrets.
Arbetsstycket kan också fästas på den roterande arbetsbänken, som roterar på periferin eller under ytan av hjulet för ytslipning.
När du använder ett hjul ansikte kallas denna process ofta ett skivbruk och kan vara antingen horisontellt eller vertikalt beroende på rotationsriktningen. Dubbel-
En skivkvarn, vanligtvis kallad en dubbel
skivkvarn är den mest effektiva maskinen för att mata arbetsstycket mellan hjul på linjära, roterande eller oscillerande fixeringsanordningar, som kan producera platta parallella ytor vid hög produktivitet.
Förändringen i tematslipning är en process med ett så brett utbud av applikationer att många förändringar har utvecklats under åren om dessa grundläggande designämnen och inte kommer att försöka beskriva dem alla här.
Ultra-precision slipmaskin
Hela serien med precisionsbärskulfabriker och andra professionella slipmaskiner kan lätt bli föremål för en längre artikel än denna serie.
Dessa principer är emellertid i princip universella och bör gälla nästan alla malande applikationer du kan ha.
En professionell slipmaskin som är värd att nämna är ett verktyg och verktygslipningsmaskin, som namnet antyder, den är utformad för skarpa och omnyttande
skarpa knivar.
Dessa maskiner är i princip blandade och innehåller funktionerna i de cylindriska och plana slipmaskinerna som är nödvändiga för de speciella uppgifter de behöver utföra. En sub-
specialiteten för verktygsslipare är en serie maskiner som är speciellt designade för omdesign
skärpad twist borr.
De kallas naturligtvis borrslipmaskiner.
Urvalskriterierna för verktygsslipmaskiner beror på det begränsade applikationsvärdet för den allmänna guiden, som inte diskuteras här.
Oavsett typ av kvarn är det viktigaste attributet det måste ha styvhet och stabilitet.
Detta gäller särskilt i Creepfeed -applikationer, som är en speciell form av slipning, som utförs i en kanal, med mycket högt skärande djup och låg arbetshastighet.
Korrekt applicerad, krypmatning kan minska den totala bearbetningstiden med 50% utan förlust av storlek eller geometrisk noggrannhet eller ytfinish.
För att uppnå dessa resultat måste emellertid en kvarn vara specifikt utformad för krypfoderapplikationer, eftersom tekniken är särskilt känslig för maskinens statiska och dynamiska stabilitet, och kravet är tre gånger högre än spindelkraften i den konventionella slipningsprocessen.
Krypfoder kräver också speciell trimningskapacitet, noggrann uppmärksamhet på hjulet 'hårdhet \', god kylvätskekontroll och omfattande erfarenhet
baserad på processkunskap.
Liksom med alla andra metallbearbetningstekniker ger krypfoder en betydande fördel för specifika applikationer när de tillämpas korrekt.
Det är inte universellt medicin, och det är inte svaret på varje slipande fråga.
Med tanke på dess ganska professionella natur rekommenderas du att hantera processen med en hälsosam och försiktig attityd innan du investerar i dina pengar för att se till att det är rätt svar på dina behov.
Precis som att vända maskinen finns det verkligen ingen hemlighet om den strukturella designen på kvarnen.
Det är lättare för dig att se stabilitet-
Förbättra/vibrera
dämpningsegenskaper som polymer eller betong
fyllningsbasen i kvarnen är mycket mer än fyllningsbasen i svarv- eller bearbetningscentret, men i allmänhet kommer det strukturella valet att se bekant och relativt lätt att sortera ut.
Faktum är att för hårdheten, på slipningssidan av ekvationen, kan du ha fler alternativ än på strukturen.
Förutom att välja granularitet, nycklar och former som du alltid har, kommer du snart att göra mer grundläggande val mellan traditionella material som SIC, aluminiumoxid och kubik BN (CBN)
har det snabbt utökat tillämpningen i slipning av svartmetallmaterial.
Även om CBN har använts för att slipa härdat stål under en tid, har den senaste utvecklingen inom bindning och andra tillverkningstekniker ökat användningen av detta mycket hårda slitmaterial.
Tillfället, som ett material för turneringsverktyg, främjar CBN också så
kallad \ 'Hard Turn \' -operation.
Därför, med slipningsapplikationen för CBNTURNING- och MILLING -verktygen för att ta bort \ 'Hard \' slutet av spektrumet, lägger CBN -hjulen till dem på 'Soft \' -änden.
Till exempel blir CBN-hjulen snabbt högproduktionsapplikationer
som bilkammar och slipning av vevaxel, som ger överlägsen prestanda och livslängd när de appliceras korrekt.
Detta är nödvändigt eftersom kostnaden för CBN -hjulet är flera storleksordningar högre än det traditionella hjulet av samma storlek, även om det fortfarande är lägre än diamanten.
De extra pengarna du får är ett hjul som är mycket snabbare och har en lång livslängd tack vare hårdhet och värmemotstånd
hos CBN -slip. I en hög-
batch-applikationer som motorfabriken, på grund av minskning av hjulslitage, är den förlängda livslängden för storlekskontroll och samtidig förbättring, CBN till ett mycket attraktivt alternativ.
Tyvärr, eftersom applikationsparametrarna är mycket olika, kan du vanligtvis inte byta ut det traditionella CBN -hjulet med ett CBN -hjul.
Såvida inte din kvarn används för att hantera CBN, kanske det inte, och priset på hjulet gör det till ett mycket dyrt experiment.
Detta är en mycket anmärkningsvärd teknik, eftersom med förbättring av tillverkningsmetoder och
bulkkunder kräver kostnadsminskning.
Huruvida prestationsfördelen med CBN är något bra för dig beror på vilken typ av slipapplikation du har, naturligtvis, men hjulet har en längre livslängd och bättre storlekskontroll, för de flesta av oss är högre produktivitet en mycket attraktiv lösning.
I själva verket antyder detta att det kan vara klokt att inkludera förmågan att hantera CBN på den nya kvarnen som köpts under de närmaste åren, så länge kostnaden för att inkludera denna förmåga är rimlig.
Åtminstone kan det placeras på bordet när du förhandlar om nästa kvarn.
Vad betyder det naturligtvis är lagret och drivkraften-
det finns två huvudområden för teknisk förändring och stora kontroverser i slipindustrin idag.
Argumentet för lagret är att de mekaniska och flytande statiska krafterna och i slutändan kan vara magnetiska.
Argumentet på den mekaniska sidan är mogen, mogen teknik och
förstår operativa funktioner, enkelhet och (ibland) lägre kostnad.
Av denna anledning svarar skolan med oändligt liv (
\ 'olja inte bär \')
god dynamisk styvhet och lågt underhåll (
\ 'olja bär inte \') och (ibland) lägre kostnad. Vem är rätt?
Troligtvis är de det.
Ofta beror det rätta svaret mer på vad du vill att en maskin ska göra än på komponenternas prestanda.
Om du vill slipa en \ 'Bazillion \' Samma widget på samma maskin varje år under det kommande decenniet, kan du rådas att aktivt titta på spindeln med ett statiskt hydraullager-
det kan också vara statiska hydrauliska metoder och kulskruvar.
Å andra sidan, om du är ordentligt underhållen, kan du också vara nöjd med den mekaniska lagermaskinen ---
trots allt har de funnits länge.
Debatten om att köra är inte en debatt, det är mer en post-
det finns ingen garanti för att flytta till den direkta personen.
Kör servospindeln.
Det är inte vettigt att slå en död häst, så att säga att framtiden är elektronisk betyder att allt räcker för servon.
Byrån är en annan viktig komponent som behövs för nästan varje slipoperation.
Byrån har två syften.
Först, för att göra hjulen verkliga, roterar skärytan koncentrisk med axeln.
För det andra, ta bort glasyr och annat
när du återställer nödvändig speciell form eller geometri, gör villkorade justeringar av skärytan.
Medan enkla slipmaskiner ofta trimmas med slipstänger eller härdade stålskärare, använder mer sofistikerade maskiner ett slags mekaniskt efterbehandlingssystem.
Alternativen inkluderar enstaka
diamantverktyg, ibland under CNC -kontroll
inlagda stålverktyg, roterande diamanthjul, stålhjul för \ 'extrudering formning \', och till och med traditionella sliphjul som vanligtvis används för att trimma diamant- och CBN -hjul.
Varje klädmetod har fördelarna med att vara lämpliga för ett specifikt utbud av slipningsapplikationer, så valet beror på applikationen.
Från erfarenhet väljer du det mest flexibla klädalternativet, som kommer att generera acceptabel produktivitet i din huvudapplikation. CNC eller manual?
Detta är ett enkelt alternativ när du utvärderar en sväng- eller fräsmaskin, och kvarnen har också många av samma överväganden, men vanligtvis av mycket olika skäl.
Tänk till exempel på processens natur.
En av de viktigaste fördelarna med CNC i en fräsmaskin eller svarv är förmågan att enkelt programmera den komplexa rörelsen för verktyget för att producera samma ytfunktioner på arbetsstycket.
I kvarnen, allt du behöver göra är att montera de nödvändiga funktionerna i hjulet och överför automatiskt till arbetsstycket.
Detta är relativt enkelt för en högre volymformad byrå eller en enda formpunkt
diamantfänga och låg mallvolumework.
Medan jag kommer att vara den första som erkänner att den faktiska proceduren inte är så enkel som den just kom upp, illustrerar det det.
Så varför betalar du ett högre pris för CNCgrinder?
Svaret är för kontroll, men inte nödvändigtvis för direkt kontroll över arbetsstyckets funktioner vid fräsning eller vridning.
Fördelen med CNC vid slipning är att det gör att du kan styra bearbetningsprocessen, som direkt påverkar storleken, geometri och finish på arbetsstycket.
Kanske skulle det vara bättre att illustrera detta med ett ganska komplicerat exempel.
Traditionellt markeras bilens kamvinkel under införandet av
typen av hjulmatning styrs av en kam som synkroniseras med rotationen av arbetsstycket.
Även om detta arrangemang kan uppfylla historiskt acceptabla standarder för storlek, finish och klaffgeometri samtidigt som den tillhandahåller tillräcklig produktivitet, har det blivit alltmer oförmöget att uppfylla de strängare kvalitetskraven i dagens högre kraftdensitetsmotorer
med acceptabel produktivitet.
Ett svar är att konvertera processen till CNC -kontroll.
I maskinen
är spindeln, hjulet- både matningen och arbetshuvudet servo.
CNC Control Drive.
Detta innebär i praktiken att genom att ändra hjulet och/eller hastigheten på arbetsstycket kan slipförhållandena justeras för att uppnå de mest effektiva förhållandena för att slipa denna exakta punkt. Där CAM-
CNC-maskinen kräver nästan ingen typkvarn, och den kommer säkert att inkludera en serie kompromisser i sin drift.
Resultatet är en mer effektiv, korrekt och effektiv process genom mikrohanteringsoperationer
.
Detta är ett bra exempel på varför en kvarntillverkare är mer benägna att designa och tillverka sin egen CNC än en svarv- eller malningsmaskinstillverkare.
Dessa kontroller måste vara mycket snabba och kraftfulla och måste hanteras som normalt inte finns i icke-
kvarterbädden.
CNC -slipmaskinen kan också hantera CNC -trimmeren, vilket kan öka storlekskontrollen och hjulets livslängd när den integreras i ett integrerat styrsystem.
CNC Dresser, i huvudsak en liten diamant
en verktygsvarv som gör hjulen med cylindrisk eller platt slipning lätt att implementera och producerar enkla eller komplexa profiler för formslipning.
Naturligtvis gör CNC också det enklare att kontrollera relativt enkla arbetsstyckegenskaper som storlek, i vilket fall den senaste generationen av
processmätaren fungerar i samband med kontrollen för att hålla dimensionerna och geometri vid toleranser som endast kan uppnås i laboratoriet för några år sedan.
Slutligen kan det vara lättare att ställa in en CNC-kvarn-
kortvarig användning-
kör applikationen.
Men med tanke på allt är dess största fördel att den ger exakt kontroll över själva processen. Vad är nästa?
Trenden med slipningsteknologi är tydligt mot större storlek och geometrisk noggrannhet, högre produktivitet och mer komplexa kontrollfunktioner.
Kör utvecklingen av de två första teknologierna, till exempel dagens CBN -hjul och kontinuerlig förbättring av lager och motorer.
Att driva denna tillväxt är den utbredda tillväxten av lika komplexa digitala elektronikprodukter, som har förändrat tillverkningens ansikte runt om i världen.
Ett exempel är Amachine, som kan upprätthålla toleranser uppmätta i nanometrar (en-
1 M miljardär)
tufft läge slipning i händelse av hårda, icke-hårda
metallarbetsstycken som används i elektronikindustrin, såsom glas och vissa kristaller.
Det kan också slipa oregelbundna, icke-
cirkulära profiler som liknar toleranser.
Den här maskinen använder avancerade CBN -hjul.
Den kemiska processen för trimning och hjulrengöring.
Medan man kanske vill veta den praktiska användningen av en sådan maskin idag, minns jag lite tid när det sades att malningstekniska demonstranter kunde upprätthålla dimensionella toleranser i tum per miljon.
Idag är 50 miljoner vanligt bland motortillverkare runt om i världen, inte för strikta toleranser.
Är 50 nm omöjligt under nästa århundrade?
Satsar inte på det.
