ماشین آلات شیار زنی و لایه برداری

شکل 1: ابزار اسکیت و غلتکی که در دستگاه اسکیو نصب شده است.

اسکی کردن و لایه برداری هر دو عملیاتی هستند که برای حذف مقادیر نازک و ثابت مواد از قطعه کار به دقت نیاز دارند. ماشین آلات اسکیو و لایه بردار در طیف وسیعی از صنایع از جمله فلزکاری و تولید چرم استفاده می شود. این ماشین ها باید این کار سخت را به طور مکرر و با اطمینان انجام دهند و در عین حال دقت بالایی در ابعاد مواد تکمیل شده داشته باشند.

تئوری عملیات

اسکی کردن و لایه برداری دو فرآیند متفاوتی هستند که در تولید استفاده می شوند. هر دو فرآیند بر حذف دقیق مواد از قطعه کار تمرکز دارند. در اینجا مروری بر نحوه عملکرد این فرآیندها است.

اسکی کردن

اسکی کردن فرآیندی است که برای حذف یک لایه نازک از مواد از قطعه کار استفاده می شود. اغلب در صنعت چرم بر روی قطعات نازک چرم استفاده می شود، اما در فلزات و سایر مواد نیز استفاده می شود. در این فرآیند، قطعه کار به دستگاه وارد می شود که از یک تیغه تیز برای بریدن لایه ای از مواد استفاده می کند. عمق برش بسته به ضخامت مورد نظر قابل تنظیم است. مواد حذف شده معمولاً به صورت یک نوار پیوسته است.

اسکی کردن می تواند کارآمدتر از تراش دادن لوله های هیدرولیک به قطر داخلی صحیح باشد. پاور اسکیو شبیه به چرخ دنده است و روشی کارآمد برای برش دنده های داخلی در مرکز تراش است.

شکل 2: چرخ دنده با مشخصات اسپلاین داخلی.

لایه برداری

لایه برداری، در زمینه تولید، اغلب برای حذف عیوب سطحی از فلزات، مانند پس از نورد سرد یا گرم استفاده می شود. یک دستگاه لایه بردار معمولاً شامل یک قطعه کار چرخان و یک ابزار برش ثابت است اما این آرایش می تواند معکوس شود. به عنوان مثال، در لایه برداری میله، استوک میله فولادی بزرگ به یک لایه بردار حاوی ابزارهای برش با چرخش سریع که سطح میله میله را پوست کنده می شود، وارد می شود.

نمایش تمام سازندگان ماشین آلات شیار زنی و لایه برداری

در سایر ماشین‌های لایه‌برداری، قطعه کار گرفته و چرخانده می‌شود در حالی که ابزار برش به گونه‌ای قرار می‌گیرد که لایه‌ای از مواد را بتراشد و سطح صاف‌تر و دقیق‌تری در زیر آن نمایان شود. از این فرآیند می توان برای رساندن قطعه کار به قطر یا گرد بودن بسیار دقیق یا به سادگی حذف لایه بیرونی قطعه کار استفاده کرد.

شکل 3: فولاد میله ای و مربعی.

عملکرد خاص ماشین آلات بسته به سازنده و کاربرد خاص ماشین می تواند متفاوت باشد. به عنوان مثال، دستگاه ممکن است تنظیمات مختلفی برای مواد مختلف یا ضخامت های مختلف داشته باشد. تیغه ها یا ابزارهای برش مورد استفاده نیز می توانند بسته به کاربرد متفاوت باشند. برای ماشین‌های اسکیتینگ و لایه‌برداری، مفهوم کلیدی ایجاد یک سرعت نسبی بین ابزار برش و قطعه کار است که به اندازه کافی برای تولید یک تراشه از مواد کافی باشد.

مشخصات

مشخصات ماشین آلات اسکیو و لایه برداری بسته به دستگاه خاص و کاربردی که برای آن در نظر گرفته شده است می تواند بسیار متفاوت باشد. برخی از مشخصات کلی این نوع ماشین آلات عبارتند از:

ظرفیت

این به حداکثر اندازه یا ضخامت ماده ای که می تواند توسط دستگاه پردازش شود اشاره دارد. این اغلب می تواند برای تطبیق با مواد و نیازهای مختلف تنظیم شود. سرعت حذف مواد بالاتر به ماشین آلات بزرگتر و قدرتمندتر نیاز دارد و باید به دقت تنظیم شود تا از کار بیش از حد سطح قطعه کار جلوگیری شود.

سرعت

این به سرعت پردازش مواد اشاره دارد. اغلب با فوت یا متر در دقیقه اندازه گیری می شود. هم ماشین های اسکیو و هم ماشین های لایه برداری معمولا مواد را به صورت خطی پردازش می کنند.

قدرت موتور

قدرت موتور دستگاه که اغلب بر حسب اسب بخار یا کیلووات داده می شود، می تواند ظرفیت و سرعت دستگاه را تعیین کند. موتورهای با قدرت بالاتر برای تولید نیروی لازم برای حذف سریعتر مواد بسیار حیاتی هستند.

نوع/اندازه تیغه

نوع و اندازه تیغه استفاده شده در دستگاه می تواند بر کیفیت و دقت اسکیوینگ تأثیر بگذارد. برخی از ابزارها نیز قابل تنظیم هستند یا می توانند به سرعت تغییر کنند و ماشین آلات را همه کاره تر می کنند.

دقت

دقتی که دستگاه می تواند مواد را جدا کند یا پوست کند. این ممکن است بر حسب تحمل ضخامت ماده یا تغییرات ابعادی مواد پس از پردازش اندازه گیری شود.

شکل 4: مته دستگاه فرز. 

انواع

انواع مختلفی از دستگاه های اسکیو و لایه بردار برای صنایع مختلف و کاربردهای خاص طراحی شده اند. در اینجا مروری بر برخی از آنها است:

ماشین های اسکی

سه نوع اصلی از ماشین های اسکی وجود دارد:

• ماشین اسکی چرمی

• ماشین های اسکیو برقی دنده

• ماشین های تیوب اسکی

ماشین های اسکی چرمی که به شدت در تولید کالاهای چرمی مانند کیف، کفش و کمربند استفاده می شود، لبه های قطعات چرمی را نازک می کند. این لبه های تمیز و ثابت برای تولید کالاهای چرمی خوب بسیار مهم هستند.

شکل 5: لبه های تمیز و ثابت برای تولید کالاهای چرمی خوب بسیار مهم هستند. 

در صنعت مکانیک از ماشین های اسکیو دنده برای تولید دنده های با دقت بالا با راندمان بالا استفاده می شود. چرخ دنده مخصوصاً برای ماشینکاری دنده های داخلی محبوب است. این ماشین‌ها از فرآیندی به نام اسکیت چرخشی استفاده می‌کنند که جایگزینی برای شکل دادن به چرخ دنده است.

لوله‌ها همچنین می‌توانند قبل از استفاده یا آماده‌سازی برای پردازش بیشتر نیاز به اسکی کردن داشته باشند. از این دستگاه ها برای آماده سازی لوله ها برای جوشکاری یا حذف لایه بیرونی مواد استفاده می شود. آنها اغلب در صنایعی مانند هوافضا و خودرو استفاده می شوند. لوله‌های هیدرولیک نیز اغلب از طریق یک فرآیند روکش کردن با غلتک اسکیت انجام می‌شوند تا قطرهای داخلی را در تلورانس‌های نزدیک نگه دارند و در همان زمان یک روکش آینه تولید کنند.

دستگاه های لایه برداری

ماشین‌های لایه‌برداری در چهار نوع اصلی مختلف تولید می‌شوند و همه چیز را از سیم‌های کوچک گرفته تا میله‌های فولادی با قطر 600 میلی‌متر پردازش می‌کنند. انواع اصلی دستگاه های لایه برداری عبارتند از:

• دستگاه های لایه برداری نوار

• دستگاه های لایه برداری سیم

• دستگاه پوست کن سبزیجات و میوه

• دستگاه های لایه برداری دوک

میلگردهای فولادی بزرگ باید از طریق یک لایه بردار عبور داده شوند تا ابعاد نهایی اصلاح شود و هر گونه نقصی که در طول ساخت میله پیدا شده است اصلاح شود. دستگاه های لایه بردار برای از بین بردن عیوب سطح میله ها یا میله های فلزی مانند فلس، ترک یا گودال استفاده می شود. فرآیند لایه برداری منجر به یک قطر صاف، دقیق و سطح بهبود یافته می شود.

سیم عایق شده اغلب نیاز دارد که عایق را از هسته مسی جدا کرده یا از آن جدا کند تا مقاصد قراضه شود. دستگاه های لایه بردار این لایه بیرونی را به طور موثر از سیم ها جدا می کنند.

شکل 6: سیم عایق شده اغلب باید عایق را از هسته مسی جدا کرده یا کنده شود تا مقاصد قراضه شود.

دستگاه های پوست کن سبزیجات و میوه ها در صنایع غذایی برای از بین بردن پوست میوه ها و سبزیجات استفاده می شود. بسته به نوع میوه یا سبزی و نتیجه مطلوب، به روش سایشی یا با استفاده از تیغه عمل می کنند. این ماشین ها امکان تولید میوه و سبزیجات پوست کنده را در مقیاس های بزرگ اقتصادی فراهم می کنند.

صنعت چوب نیز نیاز به دستگاه های لایه برداری دارد. از این دستگاه ها در صنعت چوب برای کندن کنده ها به روکش ها استفاده می شود. کنده چوب در برابر چاقویی چرخانده می شود که یک لایه پیوسته از چوب را جدا می کند.

ویژگی ها

بسته به کاربرد هدف، ویژگی‌های دستگاه‌های اسکی و لایه‌برداری می‌تواند متفاوت باشد. در اینجا ویژگی های مشترک وجود دارد:

عمق قابل تنظیم

هر دو دستگاه اسکیو و لایه برداری نیاز به تنظیم در عمق حذف مواد دارند. این ویژگی دستگاه را قادر می سازد تا طیف وسیعی از ضخامت مواد را مدیریت کند و بر اساس نیاز پروژه نتایج متفاوتی را تولید کند. توانایی تنظیم مقدار مواد حذف شده می تواند انعطاف پذیری و کنترل بر نتیجه نهایی را فراهم کند.

کنترل سرعت

این به اپراتور اجازه می‌دهد تا سرعت دستگاه را تنظیم کند، که می‌تواند بر کیفیت و دقت لایه‌برداری یا لایه‌برداری تأثیر بگذارد. سرعت همچنین تأثیر مستقیمی بر توان مورد نیاز موتور و انرژی ورودی قطعه کار دارد. تنظیم دقیق کنترل سرعت و عمق برش، عملیات تولید را با نتیجه نهایی با کیفیت بالا کارآمد نگه می دارد.

عملکرد خودکار

برخی از ماشین‌ها دارای ویژگی‌هایی هستند که به طور خودکار مواد را وارد دستگاه می‌کنند که می‌تواند کارایی، سازگاری و توان عملیاتی را بهبود بخشد. خودکار کردن بارگیری و تخلیه قطعه کار می تواند ایمنی را بهبود بخشد و نیاز به نیروی کار را کاهش دهد.

سیستم تیز کردن تیغه

تیغه ها و ابزارهای برش با گذشت زمان کسل کننده می شوند. یک سیستم یکپارچه برای تیز کردن تیغه می تواند به حفظ عملکرد دستگاه و افزایش عمر تیغه کمک کند. سیستم های تیز کردن تیغه نیز به حفظ کیفیت ثابت برای قطعه کار کمک می کند.

سیستم خنک کننده

برای کاربردهای سنگین، ممکن است یک سیستم خنک کننده برای جلوگیری از گرمای بیش از حد و حفظ کیفیت برش در نظر گرفته شود. سیستم های لایه برداری میله های بزرگ حتی ممکن است شامل سیستم های خنک کننده ابزار برشی برای افزایش عمر ابزار برش باشد.

کنترل کیفیت سطح

برخی از ماشین ها دارای ویژگی هایی برای نظارت و کنترل کیفیت پرداخت سطح هستند، مانند سنسورها یا نرم افزار.

سیستم حذف تراشه

لایه برداری و اسکی کردن می تواند مقدار قابل توجهی مواد زائد تولید کند. سیستم های داخلی برای حذف مواد زائد می تواند به تمیز نگه داشتن دستگاه و عملکرد روان کمک کند.

ساخت

فرآیند تولید ماشین های اسکیو و لایه برداری شامل مراحل مختلفی از جمله طراحی، ساخت، مونتاژ و آزمایش است. در اینجا یک مرور کلی از این مراحل است:

طراحی

اولین قدم در ساخت هر ماشینی مرحله طراحی است. این شامل تعیین مشخصات دستگاه مانند ظرفیت، سرعت، توان مورد نیاز و سایر ویژگی‌های آن است. مهندسان از نرم افزار طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) برای ایجاد نقشه های دقیق برای ماشین استفاده می کنند. ماشین ها باید به اندازه کافی قدرتمند باشند تا قطعه کار مورد نظر را پردازش کنند و چارچوب و ساختار ماشین باید بتواند این نیروها را تحمل کند.

ساخت

پس از نهایی شدن طراحی، تک تک قطعات دستگاه ساخته می شوند. این ممکن است شامل فرآیندهایی مانند ریخته‌گری، آهنگری، ماشین‌کاری یا چاپ سه‌بعدی، بسته به قسمت خاص و مواد مورد استفاده باشد. به عنوان مثال، چارچوب دستگاه ممکن است از فولاد به هم جوش داده شود، در حالی که تیغه ها یا ابزارهای برش ممکن است از فولاد ابزار یا کاربید ماشینکاری شوند.

مونتاژ

پس از ساخت قطعات، آنها برای تشکیل دستگاه کامل مونتاژ می شوند. این ممکن است شامل پیچ و مهره یا جوش دادن قطعات به یکدیگر، نصب قطعات الکتریکی، اتصال تیغه ها یا ابزارهای برش باشد.

تست کردن

هنگامی که دستگاه مونتاژ شد، برای اطمینان از عملکرد صحیح و ایمن آن به طور کامل آزمایش می شود. این ممکن است شامل راه اندازی دستگاه با انواع مختلف مواد، آزمایش ویژگی های ایمنی آن، یا اندازه گیری عملکرد آن در برابر پارامترهای مشخص شده باشد.

تضمین کیفیت

همه ماشین‌ها تحت بازرسی نهایی قرار می‌گیرند تا اطمینان حاصل شود که مشخصات و استانداردهای کیفی مورد نیاز را برآورده می‌کنند. هر گونه تنظیمات یا اصلاحات لازم قبل از تایید ماشین آلات برای فروش انجام می شود.

برنامه های کاربردی

دستگاه های اسکیو و لایه بردار در صنایع مختلفی برای کاربردهای مختلف استفاده می شود. در اینجا چند نمونه آورده شده است:

ماشین های اسکی

چهار کاربرد متداول برای ماشین های اسکی شامل صنعت چرم، ساخت دنده، تولید مبدل حرارتی و تولید لوله های بزرگ است.

در صنعت چرم، ماشین های اسکی برای نازک کردن لبه ها یا کل سطح یک تکه چرم به طور گسترده استفاده می شود. این به ویژه برای کالاهای چرمی مانند کفش، کمربند، کیف پول و کیف مفید است، جایی که کاهش ضخامت چرم برای دوخت یا اهداف زیبایی بسیار مهم است.

در حالی که چرخ دنده اغلب به عنوان روش اصلی برای ساخت چرخ دنده استفاده می شود، ماشین های اسکیو نیز در ساخت دنده استفاده می شود. برای تولید دنده های با دقت بالا به ویژه دنده های داخلی از ماشین های اسکیو استفاده می شود. چرخ دنده یک فرآیند کارآمد برای تولید چرخ دنده با دقت و کیفیت بالا است.

در صنایعی که از مبدل های حرارتی استفاده می کنند، مانند خودروسازی یا تهویه مطبوع، از دستگاه های لوله کشی برای آماده سازی انتهای لوله ها برای جوشکاری استفاده می شود. از ماشین های اسکیو برای تولید هیت سینک نیز استفاده می شود.

شکل 7: از ماشین های اسکیو برای تولید هیت سینک نیز استفاده می شود.

لوله های بزرگ مورد استفاده در هیدرولیک و سایر کاربردهای دقیق ممکن است از اسکی کردن نیز بهره مند شوند. برای تولید لوله های بزرگ با تلورانس های قطر داخلی محکم و روکش آینه ای، اسکی کردن اغلب با روکش غلتکی در این کاربردها ترکیب می شود.

دستگاه های لایه برداری

دستگاه های لایه بردار راه خود را در بسیاری از کاربردهای مختلف از جمله در صنعت فلزکاری، ضایعات سیم، صنایع غذایی و صنعت چوب پیدا می کنند.

دستگاه های لایه بردار قوی در صنعت فلز برای از بین بردن عیوب سطحی میله ها یا میله های فلزی مانند رسوب، ترک یا گودال استفاده می شود. این منجر به یک قطر صاف، دقیق و بهبود سطح می شود. لایه بردارهای میله بزرگ می توانند استوک میله فولادی را در قطرهای 600 میلی متر یا بیشتر پردازش کنند.

برای آماده سازی موثر سیم برای اسقاط، ابتدا لایه عایق باید برداشته شود. دستگاه های لایه بردار قادرند به سرعت و به طور موثر لایه بیرونی را از سیم ها جدا کرده و مواد را برای ضایع کردن آماده کنند.

دستگاه های پوست کن در صنایع غذایی برای پوست کندن میوه ها و سبزیجات استفاده می شود. بسته به دستگاه خاص، می تواند انواع محصولات را مدیریت کند و با سرعت بالا لایه برداری را انجام دهد، که برای عملیات پردازش مواد غذایی در مقیاس بزرگ مفید است.

برای ایجاد روکش های چوبی نازک، از دستگاه های لایه بردار به طور گسترده در صنعت چوب استفاده می شود. سپس از این روکش می توان برای ساخت تخته سه لا یا سایر محصولات چوبی استفاده کرد.

استانداردها

دستگاه های اسکیو و لایه بردار در کاربردهای مختلف برای اهداف بسیار متفاوت استفاده می شوند. برخی از استانداردهایی که در برخی موارد برای این ماشین ها اعمال می شود عبارتند از:

• AGMA 13FTM01 - "سرقت چرخ دنده های استوانه ای روی پلت فرم های مختلف ماشین"

• UL 508A - تابلوهای کنترل صنعتی

• OSHA

شکل 8: یک چرخ دنده با دندانه های داخلی.

علاوه بر استانداردهای مربوط به چرخ دنده های داخلی، بسیاری از استانداردهای دیگر که برای ماشین های اسکی و لایه برداری اعمال می شود، بر ایمنی تمرکز دارند. ماشین آلات لایه برداری و اسکی می تواند با مقادیر زیادی انرژی بسیار قدرتمند باشد. برای ایمن نگه داشتن اپراتورها، ایمنی باید از اهمیت بالایی برخوردار باشد. علاوه بر ایمنی، برخی از استانداردها ممکن است بسته به نوع محصول در حال پردازش، برای پوشش های سطح مورد نظر یا تحمل نهایی اعمال شود.

منبع

globalspec.com