되감기 나이프 연삭기의 작동 원리는 무엇입니까?

A 되감기 칼 연삭기 의 원리로 작동합니다. 제어된 연마재 제거 : 회전하는 연삭 휠을 원형 슬리터 나이프의 절단 모서리와 정확하고 반복 가능한 접촉으로 가져와 마모되거나 손상된 강철의 미세한 층을 제거하여 기하학적으로 정확하고 날카로운 절단 베벨을 복원합니다. 전체 프로세스는 세 가지 상호 의존적인 하위 시스템(연삭 휠 구동, 칼 고정 및 회전 메커니즘, 피드 제어 시스템)에 의해 제어되며 일관되고 반복 가능한 모서리 프로파일을 생성하기 위해 조화로운 순서로 작동합니다.

실제로 기계는 정밀 스핀들에 원형 나이프를 고정하고 제어된 속도로 회전시키며 프로그래밍된 이송 속도와 절단 깊이로 나이프 표면을 가로질러 연삭 휠을 이동합니다. 결과는 다음과 같은 정확한 복원된 베벨 각도입니다. /-0.5도 이내 표면 거칠기는 일반적으로 다음 범위에 있습니다. Ra 0.2 ~ Ra 0.8 마이크로미터 , 마무리 패스 사양에 따라 다릅니다.

연삭 휠: 주요 절단 요소

연삭 휠은 기계의 기능적 핵심입니다. 이는 결합된 연마 도구입니다. 즉, 연마 입자(절단제)가 유리화된 수지형 또는 금속 결합 매트릭스에 의해 함께 고정되어 있음을 의미합니다. 휠이 높은 주변 속도로 회전하면 노출된 각 연마 입자가 단일 지점 절단 도구 역할을 하여 패스할 때마다 작은 칼날 조각이 떨어져 나옵니다. 이는 원칙적으로 기존 가공과 동일하지만 수백만 개의 절삭 지점이 동시에 포함되는 미세한 규모입니다.

휠 속도 및 재료 제거율

연삭 휠 주변 속도는 일반적으로 다음 사이에서 유지됩니다. 25m/s 및 35m/s 기존의 알루미늄 산화물 휠의 경우 최대 45m/초 경화 공구강이나 초경 칼날에 사용되는 CBN(입방정 질화붕소) 초연마 휠용입니다. 주변 속도가 높을수록 초당 절삭 접촉 수가 증가하여 표면 조도가 향상되는 동시에 입자당 칩 부하가 감소하여 휠 수명이 연장됩니다.

재료 제거율(MRR)은 초당 제거되는 강철의 입방밀리미터로 표시됩니다. 나이프 연삭에서는 패스당 절단 깊이가 의도적으로 얕게 유지됩니다. 패스당 0.005~0.02mm - 칼날의 열 손상을 방지합니다. 연삭 중 과도한 열은 절삭 날의 0.1~0.3mm 내에서 강철의 경도를 감소시킬 수 있는데, 이는 열 연화 또는 연소로 알려진 현상으로, 사용 시 급속한 재둔화를 유발합니다.

연마재 유형 및 적용

• 산화알루미늄(Al2O3): 종이 및 부직포 가공에 사용되는 고속강(HSS) 및 중경도 공구강 칼날용 표준 연마재입니다. 비용 효율적이고 널리 사용 가능합니다.
• 실리콘 카바이드(SiC): 더 단단하고 부서지기 쉬운 재료에 사용됩니다. 칼날 연삭에서는 덜 일반적이지만 특정 세라믹 코팅 칼날에 적용 가능합니다.
• CBN(입방 질화붕소): 경도가 60HRC 이상인 칼에 적합한 초연마재입니다. 상당히 긴 휠 수명 제공 - 일반적으로 50~100회 산화알루미늄보다 길고 열 안정성이 뛰어납니다(출처: Norton Abrasives Grinding Handbook, 2019).
• 다이아몬드: 텅스텐 카바이드 나이프 연삭에 사용됩니다. 기존 연마재로는 카바이드를 효율적으로 절단할 수 없기 때문에 카바이드 블레이드에는 다이아몬드 휠이 필수입니다.

칼 고정 및 회전: 동심도 보장

연삭 공정에서 유용한 결과를 얻으려면 원형 칼을 고정밀하게 잡고 회전해야 합니다. 연삭 중 나이프의 런아웃(편심)은 완성된 블레이드의 직경 변화로 직접 변환됩니다. . 여러 나이프의 직경이 0.01mm 이내로 일치해야 하는 갱 슬리터 응용 분야에서는 스핀들 런아웃이 허용되지 않습니다.

나이프는 나이프 보어 직경과 기계 설계에 따라 콜릿 척, 자기 면판 또는 유압 확장 아버를 사용하여 정밀 연삭 스핀들에 장착됩니다. 고품질 되감기 나이프 연삭기의 스핀들 런아웃은 다음과 같이 유지됩니다. 0.003mm(3마이크로미터) 미만 TIR(Total Indicator Reading)은 기계 승인 테스트 중에 검증된 사양입니다.

칼의 회전 속도

칼 자체는 연삭 중에 천천히 회전합니다. 5~30RPM - 연삭 휠이 전체 둘레를 따라 점진적으로 작동하도록 허용합니다. 이러한 느린 회전은 휠과 나이프의 접촉 호가 일관되게 유지되도록 보장하여 나이프 주변에 평평한 지점이나 높은 지점이 없는 균일한 베벨을 생성합니다. 일부 기계는 연속 회전이 아닌 고정된 각도 단계로 나이프를 인덱싱합니다. 특히 방사형 특징이 있거나 한 부분에 국한된 손상이 있는 나이프를 연삭할 때 더욱 그렇습니다.

피드 시스템: 깊이 및 횡단 제어

피드 시스템은 연삭 결과를 함께 정의하는 두 개의 독립적인 동작 축을 제어합니다.

• 인피드(절단 축 깊이): 연삭 휠을 칼면쪽으로 작은 단위로 이동합니다. 0.001mm 단계마다. 이 축은 연삭 주기당 제거되는 재료의 양을 결정하고 최종 나이프 직경을 제어합니다.
• 트래버스(크로스 슬라이드 축): 나이프 경사면의 너비를 가로질러 연삭 휠을 이동합니다. 횡단 속도 - 일반적으로 50~300mm/분 -- 인피드 깊이와 결합하여 표면 조도와 열 발생을 결정합니다. 얕은 인피드에서 트래버스가 느리면 마무리가 더 미세해집니다. 더 깊은 절입에서 더 빠른 이송은 재료를 더 빨리 제거하지만 표면 질감은 더 거칠어집니다.

MCD 시리즈와 같은 CNC 장착 기계에서 되감기 칼 연삭기 , 두 축 모두 서보로 구동되며 프로그래밍 가능 논리 컨트롤러(PLC) 또는 전용 CNC 장치에 의해 제어됩니다. 작업자는 목표 베벨 각도, 총 스톡 제거, 황삭 및 정삭 패스 수, 이송 속도를 입력합니다. 기계는 자동으로 사이클을 실행하고 배치의 모든 칼에 대해 동일하게 반복합니다.

베벨 각도 형성: 연삭 공정의 기하학적 구조

베벨 각도(칼날의 끼인 각도)는 연삭 휠 면과 접촉 지점의 칼 면 사이의 각도 관계에 의해 결정됩니다. 이 관계는 연삭 사이클이 시작되기 전에 연삭 헤드나 칼 스핀들을 원하는 각도로 기울여 설정됩니다.

다양한 인쇄물의 일반적인 베벨 각도가 아래 표에 나와 있습니다. 이는 업계에서 확립된 출발점입니다. 실제 각도는 나이프 강철 등급과 특정 슬리팅 조건에 따라 미세 조정됩니다.

평면형, 각진형 또는 반경형 등의 연삭 휠 프로파일도 최종 모서리 형상에 영향을 미칩니다. 평평한 휠 페이스는 평평한 베벨을 생성합니다. 반경이 있는 휠은 약간의 중공 연삭을 도입하여 백본 강도를 유지하면서 절삭날 팁의 끼인각을 줄입니다. 할로우 그라인드는 극도의 선명도가 요구되는 필름 및 호일 응용 분야에 선호됩니다.

냉각수 시스템: 열 손상 방지

연삭은 칩의 마찰과 소성 변형을 통해 휠과 가공물 경계면에서 열을 발생시킵니다. 활성 냉각이 없으면 칼날 온도가 섭씨 300~800도 몇 초 내에 - 대부분의 공구강의 템퍼링 온도보다 훨씬 높습니다(경도가 중요한 응용 분야의 경우 일반적으로 150~250°C). 템퍼링 온도를 초과하면 경도가 감소하고 사용 중 마이크로치핑을 촉진하는 인장 잔류 응력이 생성됩니다.

되감기 나이프 연삭기의 냉각수 시스템은 네 가지 기능을 수행합니다.

1. 열 제거: 연삭 영역으로 흘러들어간 절삭유는 경계면에서 열을 흡수하여 나이프에서 멀리 운반합니다.
2. 칩 플러싱: 절삭유 흐름은 연삭 영역에서 금속 조각과 연마 잔해를 제거하여 표면 조도를 저하시키는 칩의 재절삭을 방지합니다.
3. 휠 청소: 지속적인 절삭유 흐름으로 휠 표면에 금속 입자가 로딩(막힘)되는 것을 방지하여 절삭 효율을 유지합니다.
4. 부식 방지: 수성 냉각수에는 연삭칼 표면과 기계 구조를 모두 보호하기 위한 녹 방지제가 포함되어 있습니다.

냉각수 농도는 일반적으로 다음과 같이 유지됩니다. 수용성 오일 또는 합성 냉각수 3~8% , 배수조에서 박테리아 성장을 촉진하지 않고 윤활성을 제공하도록 균형을 이룹니다(출처: IMTS 금속 가공 유체 관리 지침, 2021). 농도 점검, pH 모니터링(목표 pH 8.5 ~ 9.5) 및 정기적인 유체 교체를 포함한 배수통 유지 관리는 기계 유지 관리의 표준 부분입니다.

휠 드레싱: 연삭 휠 복원

연삭 휠이 작동함에 따라 연마 입자가 마모되어 무뎌지고 휠 표면에 금속 입자가 쌓입니다. 이로 인해 절단 효율성이 점차 감소하고 표면 마감이 저하됩니다. 드레싱은 연삭 휠을 다시 날카롭게 하고 다시 다듬는 과정입니다. 다이아몬드 드레싱 도구(단일 포인트 다이아몬드, 다이아몬드 롤 또는 기계에 장착된 회전식 다이아몬드 드레서)를 사용합니다.

드레싱하는 동안 다이아몬드 공구는 제어된 이송 속도로 휠 표면을 가로질러 이동하여 휠의 가장 바깥층을 파괴 및 제거하여 신선하고 날카로운 연마 입자를 노출시킵니다. 드레싱은 또한 휠이 고르지 않게 마모되면서 발생하는 원형이 아닌 상태를 교정합니다. CNC 기계에서 드레싱은 자동 사이클의 일부로 프로그래밍되어 설정된 수의 나이프 통과 후 또는 힘 또는 출력 임계값을 초과한 후 실행되어 작업자 개입 없이 휠이 항상 최적의 상태를 유지하도록 보장합니다.

휠 마모 보상은 관련 기능입니다. 드레싱 및 일반 마모로 인해 휠 직경이 감소하면 CNC 제어장치가 자동으로 인피드 위치를 오프셋하여 올바른 절삭 깊이를 유지합니다. 이러한 보상이 없으면 휠 직경이 줄어들어 점차적으로 작은 크기의 나이프 베벨이 생성됩니다. MCD 시리즈와 같은 기계에서 되감기 칼 연삭기 , 이 보정은 자동으로 처리되므로 사이클 사이에 수동으로 직경 오프셋을 수정할 필요가 없습니다.

전체 분쇄 사이클: 단계별

연삭 주기의 각 단계를 이해하면 작업자가 특정 칼 유형 및 조건에 맞게 기계 설정을 최적화하는 데 도움이 됩니다.

1. 나이프 장착 및 데이텀 설정: 칼날은 스핀들에 장착되고 기계는 칼날 표면을 조사하여 시작 위치를 설정합니다. 이 기준은 프로그래밍된 총 스톡 제거가 이론적 위치가 아닌 실제 현재 나이프 표면에서 적용되도록 보장합니다.
2. 황삭 패스: 연삭 휠은 더 높은 절입 깊이에서 마모되거나 손상된 재료의 대부분을 제거합니다(일반적으로 패스당 0.01~0.02mm ) 및 더 빠른 이동. 이 단계에서는 가장자리 손상 정도에 따라 여러 번의 패스가 실행될 수 있습니다.
3. 준결승 패스: 인피드는 다음으로 감소됩니다. 패스당 0.005~0.01mm 그리고 이동 속도가 감소합니다. 이러한 패스는 황삭에서 설정된 베벨 형상을 수정하고 표면 거칠기를 마무리 단계에 허용되는 범위로 가져옵니다.
4. 마무리 패스: 최종 패스에서는 최소 인피드를 사용합니다(종종 0.001~0.003mm 또는 제로 인피드에서의 스파크아웃 패스) 및 최종 표면 마감을 생성하기 위한 가장 느린 이송. 추가 인피드 없이 휠이 이동하는 스파크아웃 패스를 통해 잔여 연삭력이 완화되고 황삭 또는 준정삭 단계보다 미세한 마감이 생성됩니다.
5. 직경 측정 및 검증: 연삭 후 나이프 직경은 접촉식 프로브를 사용하여 기계에서 측정하거나 마이크로미터를 사용하여 오프라인으로 측정합니다. 결과는 목표 직경 및 공차 대역과 비교됩니다. 허용 범위 내에 있으면 칼이 풀립니다. 외부인 경우 추가 수정 패스가 실행됩니다.

CNC 제어: 정밀도 및 반복성 자동화

수동 연삭기는 각 칼날의 절단 깊이, 이동 속도 및 각도를 설정하는 숙련된 작업자가 필요하므로 작업자 간 및 교대 근무 간 가변성이 발생합니다. CNC 제어 되감기 나이프 연삭기는 이러한 수동 입력을 저장된 프로그램으로 대체하여 다음을 보장합니다. 주어진 프로그램에 따라 연마된 모든 칼은 누가 기계를 작동하는지에 관계없이 동일한 모서리 형상을 받습니다. .

최신 CNC 연삭 컨트롤러는 각각 다음을 포함하는 여러 나이프 프로그램(일반적으로 중급 시스템의 경우 50~200개 프로그램)을 저장합니다.

• 베벨 각도 설정
• 황삭, 준정삭, 정삭 패스 수
• 각 단계의 패스당 인피드 깊이
• 각 단계의 이동 속도
• 칼 회전 속도
• 드레싱 빈도 및 드레서 공급 매개변수
• 대상 칼날 직경 및 공차

이러한 프로그래밍 기능은 동일한 기계가 종이, 필름 및 호일 라인용 칼을 연마해야 하는 다중 기판 변환 시설에서 특히 중요합니다. 나이프 유형 간 전환에는 기계적 재구성이 아닌 프로그램 호출만 필요합니다. 15~30분(수동) ~ 2분 미만(CNC 프로그램 호출) .

작동 원리가 실제 성능으로 변환되는 방식

위에 설명된 작동 원리(제어된 연마재 제거, 정밀한 나이프 회전, 프로그래밍된 피드 축, 능동 냉각 및 자동 휠 보상)가 결합되어 변환 작업에서 측정 가능한 결과를 생성합니다.

위 표의 데이터는 AIMCAL(국제 금속화, 코팅 및 라미네이터 협회) 기술 위원회, 2022에서 발표한 업계 벤치마크 비교를 기반으로 합니다. 실제 결과는 나이프 강종, 기판, 기계 상태에 따라 다릅니다.

적절하게 작동하는 CNC 기계를 사용하여 달성할 수 있는 연장된 재연삭 주기 수명은 제어된 열 환경(모서리 연화 방지)과 일관된 재료 제거(직경 손실을 가속화하는 과도한 연삭 방지)에서 직접적으로 발생합니다. 블레이드 개수가 200개 이상인 경우 6회와 14회 재연삭 주기의 차이는 다음과 같습니다. 칼당 8개의 추가 사용 수명 -- 연간 블레이드 조달 비용을 직접적으로 절감합니다.