Mingxu Electromechanical による CNC センタレス研削の動作原理と手順の分析

この記事では、CNC センタレス研削の動作原理を - ステップずつ - ステップで詳細に説明し、コアコンポーネントと動作メカニズムから実際の実装手順に至るまで包括的な分析を提供します。

コアコンセプト：ゴールデントライアングル

具体的な手順を検討する前に、まず関係する 3 つの重要な要素を理解することが重要です。これらの要素は、非接触研削技術において一般に「ゴールデン トライアングル」と呼ばれるコア構造を構成します。

1. 砥石車: 実際の切断を担当する大型の回転ディスク。- の高速回転によって材料を効率的に除去します。

2. 調整車：ワークの回転と軸送りを制御するための小さな車輪です。これは通常、ゴム - 結合研磨材でできており、回転速度は砥石車の回転速度よりも大幅に低くなります。

3. ワークテーブルブレード: 2 つのホイールの間にワークを保持するために使用される固定金属サポートコンポーネント。ワークピースはクランプされず、ワークテーブルのブレード上に平らに置かれ、砥石車と調整車の間に押し付けられます。

この装置が原材料のブランクを精密部品に加工する完全なプロセスは次のとおりです。

ステップ 1: 工作機械のセットアップと CNC プログラミング。これは機械加工の中核プロセスを構成します。

- 入力: オペレーターは部品の仕様 (直径、公差、真円度) を CNC コントローラーに入力します。

- 計算: コンピュータは送り速度、砥石速度、調整砥石速度を正確に計算します。

- 設定: オペレータはプログラムに従って作業テーブルのブレードを位置決めし、ホイールの間隔 (つまり、「送り角度」) を調整します。

ステップ 2: ワークピースのロード。自動化のレベルに応じて、ワークピースは次の 2 つの方法で研削ゾーンに入ります。

- 手動ローディング: 小規模な - バッチ操作の場合、オペレーターはワークテーブルのブレードとホイールの間の隙間にコンポーネントを配置します。

- 自動ローディング: 大量生産を可能にするために、ローダー、ロボット アーム、またはコンベア ベルトが自動的にワークピースを研削ゾーンに配置し、サイクル開始前にセンサーがワークピースが正しい位置にあることを確認します。

ステップ 3: 中央のサポートなしで連絡を確立することは、このプロセスの「魔法の」側面です。

ワークピースは作業テーブルのブレード上に配置されますが、ブレードの角度 (通常は約 30 度) が重要です。ワークが両輪の中心線から外れて飛び出すのを防ぎます。

砥石車の半径方向の動きを調整して、砥石と刃の間にワークを優しくクランプします。ワークを全長にわたって刃物で支持するため、クランプしなくても非常に高い剛性を維持します。

ステップ 4: 研削動作 (材料除去)、実際の加工の開始を示します。

- 回転: 砥石車は高速 (たとえば 2000 rpm) で回転しますが、調整ホイールは同じ方向にゆっくりと回転します (たとえば 50 rpm)。

- 摩擦原理: 調整車は粘性ゴム複合材料でできているため、その機能はタイヤの機能に似ており、ワークと摩擦接触を形成し、ワークを研削砥石の回転速度ではなく、調整車と同じ表面速度で回転させます。

- 切断: ワークピースは、回転中に高速で回転する - 砥石に押し付けられ、速度差によって材料を微粒子に粉砕する研削効果が生成されます。

ステップ 5: ワークの送り (軸方向の移動)。工作機械におけるワークの動作パスは、部品の幾何学的形状によって異なります。

- オプション A: スルー研削 (直円筒部品に適用)

調整車は垂直軸に沿ってわずかに傾斜しています (通常 1 ～ 3 度)。この傾きにより回転力に水平成分が発生し、調整車によるワークの「ヘリカル」送りが可能になります。部品は一方の側から入り、ホイール間のスペースを通過し、反対側から出て、加工プロセスが完了します。

- オプション B: フィード研削 (段付き、円錐、またはリード部品に適用)

調整車は（傾くことなく）まっすぐなままです。コンポーネントはブレード上に配置され、横方向の動きを防ぐストップ機構が装備されています。

CNC プログラム命令は、調整ホイール (およびブレード アセンブリ) を調整して、砥石車に向かって移動します。

研削砥石はワークピースを必要な正確な深さまで研削し（たとえば、研削ショルダーまたはヘッド）、その後後退します。

ステップ 6: CNC の制御とモニタリング (インテリジェントフェーズ)。サイクル全体を通じて、CNC システムはプロセス フローをアクティブに管理します。

- 補正機構: 砥石車が磨耗して直径が減少すると、CNC システムが自動的に砥石車を送り、正確な切り込み深さを維持します。

- 研削砥石のドレッシング: 制御システムが時間または消費電力の監視を通じて砥石の摩耗または不動態化を検出すると、研削サイクルを一時停止します。ダイヤモンド ドレッシング ツールがホイール表面に沿って移動して洗浄し、新しい鋭利な研磨粒子を露出させます。 CNC システムは、研削プロセス中の材料の除去に基づいてホイールの位置を自動的に調整します。

ステップ 7: コンポーネントの完成と出力

連続搬送システム: 部品は機械の後部から回収ビンまたは排出コンベア ベルトに直接排出されます。

- フィード処理: サイクル収縮を調整した後、完成したコンポーネントは自動装置によって取り出されます。ロボット アームがブレードを持ち上げると同時に、新しいブランク コンポーネントを次のワークステーションに供給します。

CNC センタレス加工の独創的な点は、ワークピースの連続的な自動位置決めにあります。調整車の回転力と砥石の切削力の相乗効果により、ワークをワークテーブル刃物に安定して密着させます。この設計により、中心穴やクランプを必要とせずに、単純な円筒部品の超 - 高速 - 高速、高精度 - 加工が可能になります。