研磨切断機の構造

管や棒の製造切断には、コールドソー、バンドソー、レーザー、剪断機、ウォータージェット、研磨切断機など、いくつかの種類の切断機が利用できます。 それぞれに長所と短所がありますが、研磨切断は、切断が難しい素材などの特殊な用途に対応できる能力でニッチを埋めます。 大きな歪みなくきれいに切断する必要があるチューブ、特に非常に薄い壁のチューブ。 短いカットの長さ。 スクラップの最小化が必要なアプリケーション。

典型的な自動研磨切断機の構造は、フィーダー、切断ヘッドを備えたマシンバイス領域、排出システムとコレクター、およびシステムを制御する電子機器とソフトウェアで構成されます (「図1 ）。 このシステムの中心となるのは、切断コンポーネントである研磨ホイールです。

非強化研磨ホイール (通常は研磨切断機で使用されます) は、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、ジルコニア、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素で作られています。 このうち、鉄および非鉄金属および合金の切断に使用されるのは、酸化アルミニウムと炭化ケイ素だけです。

ホイールの酸化アルミニウムまたは炭化ケイ素の粒子は、ゴム、樹脂、または両方の結合剤の組み合わせで結合されています。 ラバーボンドホイールは、レジンボンドホイールよりも薄く均一な厚みで製造できます。 ラバーボンド切断ホイールはクーラントとともに使用する必要があり、クーラントの使用が問題にならない限り、生産切断に適しています。

これらのホイールは、切断中に分解する酸化アルミニウムまたは炭化ケイ素粒子の切断作用に依存しており、常に新鮮な切断面を提供します。 このように、切断ホイールは切断プロセス中に継続的に磨耗します。 したがって、ホイールの摩耗は生産機械の設計において重要な考慮事項となります。 その効果は、生産に研磨切削を使用する経済面に広範囲に及びます。

切断ホイールの動作に影響を与えるパラメータは次のとおりです。

使用上のガイドライン 。 次のガイドラインは、ラバーボンドおよびレジンボンド切断ホイールの使用に適用されます。

フランジ。ヨーロッパと米国の規制は、切断ホイールをクランプするフランジのサイズを管理します。 凹型フランジによりホイールの安定性が向上し、スピンドルのたわみと摩耗が軽減されます。 欧州研磨材生産者連盟 (FEPA) の非強化研磨切断ホイールの使用に関する規制では、切断ホイールの直径の少なくとも 3 分の 1 のフランジ サイズが必要です。 米国の規制、特に米国規格協会 (ANSI) B7.1 では、切断砥石の直径の 4 分の 1 のフランジの使用が許可されています。

グリップフィーダーシステムの機能は、チューブまたはバーをクランプし、あらかじめ設定された量または切断長さだけ機械のバイスに送り込むことです（「図2 ）。 グリップフィーダーバイスベースプレートはリニアバーまたはガイドに取り付けられており、空気圧シリンダーまたはステッピングモーター制御のボールネジによって移動します。

グリップフィーダーバイスとマシンバイスが連携して動作します。 グリッパーフィーダーバイスは材料を掴んで切断位置に送ります。 次に、マシンバイスがワークピースを固定し、グリッパーフィーダーバイスがワークピースを解放してホームポジションに戻ります。

空圧システムでは、グリップフィーダーバイスはロッドレスシリンダーによって押されるリニアバーに沿って移動します。 カット長さは、精密ストップの位置によって決まります。 この位置は、停止位置の設定を支援するためにデジタル表示できます (「図3）。

あるいは、グリップフィーダーバイスの位置が電子的に制御される場合、ステッピングモーターまたはサーボモーターが精密ボールネジを回転させてバイスを位置決めします。 この場合、長さ、数量、カーフロスなどのデータは、キーパッドまたはタッチスクリーンを介して入力できます（「図1）。

マシンバイスの設計は、切断機の性能にとって非常に重要です（「図2 ）。 これらは次の機能を実行します。

右側と左側のバイスには、空気圧で作動する前ジョーが付いています。 ジョーの内側側面には超硬インサートがあり、切削ホイールをワークピースとの接触点にガイドします。 クーラントはホイールのスロットにスプレーされ、超硬インサートの逃げ溝によりクーラントが確実に切削領域に到達します。

2 つの光ファイバー ブロックが切断ホイールの円弧内のジョー サポートに取り付けられています。 光ファイバーは、刃先を検出するエミッター/検出器モジュールに接続されています。 これは、カット間のカッティングヘッドの静止位置です。

グリップフィーダーバイスが材料を右側のバイスに進めるたびに、以前にカットされた長さがバイスから押し出され、シュートに排出されます。 非常に薄肉のチューブや柔らかいチューブの場合は、機械を改造することで切断片の落下を和らげることができます。

最新の研磨鋸に不可欠なコンポーネントである電子機器とソフトウェアにより、オペレータはさまざまな切断パラメータを設定して切断品質と生産性を向上させることができます。 前述の機械機能の制御に加えて、車輪の摩耗を補償するために車輪の速度を調整することもできます。

生産機械の設計におけるホイール摩耗の重要性は、どれだけ強調してもしすぎることはありません。 電子パッケージはホイールの磨耗の直径を監視し、ホイールが最小直径まで磨耗したとき、つまりホイールのフランジが万力の上部に近づいたときに信号を送ります。

ホイールの磨耗を監視する一般的なシステムには次のようなものがあります。

この電子パッケージにより、切断ヘッドが妨げられる前に材料を切断する最小ホイール直径を設定できます。 また、オペレーターは、切断するチューブやバーのサイズに応じて切断深さを変更することもできます。

砥石の磨耗補正と密接に関連して、切削砥石の磨耗に応じて切断砥石の外周 (円周) での速度を一定にする必要があります。 これにより、ホイールの直径に関係なく再現可能な切断条件が提供され、ホイールの寿命が長くなります。 ホイールの外周速度を一定に維持するために、オペレータは、ホイールが磨耗して外周が減少するにつれて速度が上がるようにホイール速度インバータをプログラムします。

正確な切断長さに寄与する要因は次のとおりです。

空気圧グリップフィーダーシステムは通常、固定エンドストップ間を往復するように設計されています（「図3 ）。 グリップフィーダーバイスがエンドストップに接触したときに跳ね返らないように注意を払っていれば、フィーダーシステムは切断長さの精度に大きな影響を与えません。 ステッパー制御のアクチュエーターとエンコーダーを組み込むと、システムの精度が大幅に向上します。

最後に、カッティング ヘッド (およびカッティング ホイール) を右側と左側のバイスの間のホイール スロットに位置合わせすることは、垂直または直角に切断するために非常に重要です。

これらの要因を考慮し、それに応じて研磨切断機を設計すると、短い切断長さ (3 ～ 4 インチ) で ±0.002 インチの公差が可能になります。

INCONEL および MONEL は、Special Metals Corp. の登録商標です。HASTELLOY は、Haynes Intl の登録商標です。 コバールはCRS Holdings Inc.の登録商標です。

欧州研磨材生産者連盟、20 Avenue Reille、75014 Paris、フランス、電話 +33-1-45 81 25 90、ファックス +33-1-45 81 62 94、電子メール [email protected]、Web サイト www .fepa-abrasives.org。

米国規格協会、1819 L St.、NW、ワシントン DC 20036、電話 202-293-8020、ファックス 202-293-9287、Web サイト www.ansi.org。