ماشين ابزارتيزكني يونيورسال

هر چند كه انواع متنوعي از ماشينهاي سنگ تيزكني مخصوص، براي تيز كردن ابزارهاي خاص وجود دارد، ولي غالباً در كارگاهها براي تيز كردن انواع ابزارهاي برشي، از ماشينهاي ابزار تيزكني يونيورسال (Universal cutter and tool grinder) استفاده مي شود. اين ماشينها براي تيز كردن انواع تيغه فرزها، برقوها (Reamers) و قلاويزها (Taps) مناسب هتسند، ولي گاهي اوقات مي توان از آنها براي عمليات سنگ زني گردسايي داخلي و خارجي (استوانه اي و مخروطي) و حتي سنگ زني تخت نيز استفاده نمود. البته قاعدتاً نباي از ماشينهاي ابزار تيزكني، براي اينگونه عمليات استفاده كرد، مگر اينكه ماشين مناسب ديگري در دسترس نباشد.

يك ماشين ابزار تيز كني يونيورسال

ساختمان ماشين هاي ابزار تيزكني يونيورسال

پايه (Bass) اين ماشينها، يك قطعه بزرگ، سنگين و شبيه جعبه است كه معمولاً از چدن ساخته مي شود. در سطح بالاي پايه، كشوييهايي (Ways) براي قرارگيري و حركت زين (Saddle) ماشينكاري شده است. با توجه به وجود انواع غبارهاي مواد ساينده در اين نوع ماشينها ابزار، كشوييها و ديگر سطوح لغزشي ماشين، سختكاري شده و در برابر نفوذ اين غبارها محافظت مي شوند تا دقت عملكرد ماشين در مدت زمان طولاني حفظ گردد.

ستون در قسمت پشت پايه نصب شده كه بر روي آن كلگي سنگ قرار مي گيرد. ستون و كلگي سنگ (Wheelhead) را مي توان توسط فلكه هايي كه در دو طرف پايين نصب شده اند، به طرف بالا و پايين جابه جا نمود. كلگي سنگ را نيز مي توان به صورت 360⁰ چرخاند و در هر وضعيتي آن را قفل كرد. اسپندل سنگ سنباده يك محور دو طرفه است كه هر دو طرف آن به صورت مخروطي و رزوه دار ساخته شده و مي توان سنگ را به هر يك از اين دو طرف نصب نمود. اسپيندل معمولاً توسط يك تسمه تخت به گردش در مي آيد. تسمه بر روي پوليهاي چند پله قرار مي گيرد و با تغيير موقعيت تسمه بر روي اين پله ها مي توان سرعت اسپيندل را تغيير داد.

زين كه ميز ماشين بر روي آن قرار مي گيرد، توسط فلكه پيشروي، به داخل و خارج (به صورت عرضي) قابل حركت است. فلكه پيشروي نيز دو تا است كه در جلو و عقب ميز قرار گرفته اند. بر روي سطح بالاي زين، كشوييهايي به صورت طولي و براي حركت طولي ميز ايجاد شده است (اين كشوييها عمود بر كشوييهاي پايه هستند). ميز روي اين كشوييها قرار مي گيرد و بدون لقي حركت مي كند.

ميز از دو تكه بالا و پايين تشكيل شده است. تكه پاييني ميز بر روي بستر كشويي زين و توسط بيرنگهاي بدون اصطكاك (Antifriction bearings) در جهت طولي حركت مي كند. تكه بالايي ميز قابل چرخش است و مي توان براي سنگ زني مسيرهاي مخروطي، آن را تحت زاويه مورد نظر منحرف كرد. ميز ماشين را مي توان با استفاده از فلكه حركت طولي، با دو سرعت آهسته و سريع، حركت داد. دو اهرم تغيير جهت حركت ميز نيز در عقب و جلوي ماشين تعبيه شده اند كه توسط آنها مي توان كورس حركت ميز را كنترل كرد. بنابراين حركت ميز را مي توان از چهار موضع مختلف كنترل كرد. در بعضي از ماشينهاي ابزار تيزكني يونيورسال، مي توان با استفاده از پيچهاي قفل كننده، ميز را در جهات طولي و عرضي قفل نمود. كورس حركت ميز و موقعيت آن را مي توان با جابه جا كردن دو قطعه مانع كه در شيارهاي T شكل قرار گرفته اند، تنظيم كرد. قطعات مانع را مي توان در دو حالت صلب و از طرف ديگر به صورت يك بالشتك ضربه گير عمل نمايد.

قطعات جانبي

ماشينهاي ابزار تيزكني يونيورسال معمولاً قطعات جانبي و متعلقات متعددي دارند كه با استفاده از آنها مي توان كارهاي متنوعي را انجام داد.

پايه هاي مرغك چپ و راست

ابزارهاي مانند تيغه فرزها و برقوهايي كه بر روي ماندرل (Mandrel) قرار مي گيرند و يا در دو طرفشان سوراخ مرغك وجود دارد، را مي توان بين دو پايه مرغك چپ و راست مهار كرد و آنها را تيز نمود. پايه هاي مرغك بر روي شيارهاي T شكل ميز نصب مي شوند و مي توان موقعيت آنها را به صورت طولي تغيير داد.

استفاده از بستر كشويي بدون اصطكاك براي حركت روان و بدون لقي ميز ماشين

با استفاده از دو پايه مرغك چپ و راست مي توان قطعات مختلف را بين دو مورد مرغك مهار كرد.

محور نگهدارنده قطعه كار يونيورسال

محور نگهدارنده (Universal workhead) نيز بر روي ميز ماشين نصب مي شود و مي توان ابزارهاي دنباله دار نظير تيغه فرزهاي انگشتي (End mill)، تيغه هاي فرزهاي پشاني تراش (Face mill) و ابزارهاي زاويه اي (Angular cutter) را بر روي آن بست.

محور نگهدارنده را مي توان تحت هر زاويه دلخواه منحرف كرده و زايه هاي آزاد (Clearance angle) و زاويه براده (Rale angle) انواع ابزارهاي برشي را طبق زاويه دلخواه تيز نمود.

اسپيندل محور نگهدارنده، قطعه كار، توخالي است و يك طرف آن به صورت مخروطي (طبق استاندارد مورسهاي خودنگهدار يا Self-holiding morse taper) سنگ زده شده است. طرف ديگر اسپيندل طبق زاويه استاندارد ملي (آمريكا) مخروطها سنگ زده شده است. بنابراين مي توان از انواع تيغه فرزها و ديگر ابزارهاي برشي دنباله مخروطي استاندارد را مستقيماً داخل اسپيندل قرار داد. بدين ترتيب از هيچ قطعه واسطه اي براي بستن ابزار بر روي ماشين استفاده نشده است و هم محوري ابزار و محور سنگ سنباده تضمين مي گردد.

متعلقات سنگ زني دايره اي

از اين متعلقات (Radius griding attachment) براي سنگ زني و تيز كردن لبه هاي برش جلويي تيغه فرزهاي سركروي (Ball end mill) و همچنين تيز كردن گوشه هاي تيغه فرزهاي پيشاني تراش به صورت گرد، استفاده مي شود. اين متعلقات به دقت قابل تنظيم است و با يك بار تنظيم كردن آن مي توان لبه اي برشي ابزارهاي مختلف را طبق شعاع موردنظر تيز نمود.

متعلقات شرح داده شده، تنها تعداد اندكي از متعلقات قابل استفاده بر روي ماشينهاي ابزارتيزكني يونيورسال هستد. درباره بقيه انواع اين متعلقات در بخشهاي آينده توضيحاتي ارايه خواهد شد.

انحراف محور نگهدارنده قطعه كار براي تيز كردن سطوح مجاور لبه هاي برشي

 يك تيغه فرز پيشاني تراش، بصورت زاويه اي

با استفاده از متعلقات سنگ زني دايره اي مي توان لبه هاي برشي تيغه فرزها را بصورت گرد و طبق شعاع دلخواه تيز كرد.

ديگر عمليات قابل انجام توسط ماشين ابزار تيزكني

ماشينهاي ابزار تيزكني در اصل براي تيز كردن ابزارهاي برشي طراحي شده اند، ولي مي توان در بعضي موارد از اين ماشينها براي انجام عملياتي نظير سنگ زني گردسايي، داخلي و  نيز استفاده كرد. البته اينگونه عمليات را نمي توان با همان دقت و بازدهي كه بر روي ماشينهاي مخصوص سنگ تخت يا گردسايي قابل انجام هستند، بر روي ماشينهاي ابزار تيزكني انجام داد.

سنگ زني گردسايي بر روي ماشينهاي ابزار تيزكني

در صورتي كه يك ماشين ابزار تيزكني، به تجهيزات مخصوص سنگ زني

گردسايي مجهز باشد، مي توان عملياتي نظير سنگ زني برقوها، سنگ زني سطوح استوانه اي و مخروطي، سنگ زني نوك محورهاي مرغك و سنگ زني پيشاني قطعات استوانه اي را انجام داد. قطعه كار بايد بين دو مرغك و يا بر روي سه نظام يا كولت بسته شود. انتخاب روش بستن قطعه كار بر روي ماشين بستگي به نوع عمليات سنگ زني دارد. مراحل سنگ زني سطح استوانه اي به شرح زير است:

1 – محور نگهدارنده قطعه كار را در سمت چپ ماشين نصب مي كنند.

2 – بر روي محور نگهدارنده قطعه كار، الكتروموتور، پوليهاي مناسب و تسمه نصب كنيد.

3 – يك ميله مرغك در داخل اسپيندل محور نگهدارنده قطعه كار و پايه مرغك را نيز در مقابل آن در طرف ديگر ميز نصب كنيد.

4 – يك سنگ سنباده 150 mm (6 in) استوانه اي ساده بر روي اسپنيدل كلگي سنگ نصب كنيد. جهت گردش سنگ بايد طوري باشد كه برده هاي حاصل از سنگ زني به طرف پايين بريزند.

تنظيم ماشين ابزار تيزكني براي انجام عمليات سنگ زني گردسايي

محور نگهدارنده قطعه كار با استفاده يك الكترو موتور به گردش در مي آيد

 و بر روي آن يك سه نظام نصب شده است.

5 – سرعت مناسب گردش سنگ زني را تنظيم كرده و پس از روشن كردن كلگي سنگ، سنگ را با الماس تيز كنيد.

6 – يك ميله سنگ خورده دقيق بين دو مرغك قرار دهيد.

7 – با استفاده از يك ساعت انديكاتور، ميله را در راستاي طولي تنظيم كنيد. با حركت ساعت در طول قطعه كار، در حالي كه ميله حس كننده آن در بالاي ميله قرار گرفته است، مي توان وضعيت محور نگهدارنده قطعه كار را از نظر بالا يا پايين بودن تنظيم كرد. با حركت دادن ساعت در طول قطعه كار، در حالي كه ميله حس كننده در پهلوي قطعه كار قرار گرفته مي توان تمايل جانبي ميله دقيق را به صفر رساند.

8 – با استفاده از يك سنجه تنظيم ارتفاع، محور اسپنديل سنگ را با نوك مرغك ماشين، هم ارتفاع كنيد.

9 – قطعه كار را بين دو مرغك قرار دهيد.

10 – قطعات مانع تغيير جهت حركت طولي ميز ماشين را بر اساس طول قطعه كار تنظيم كنيد، به طوري كه پس از رسيدن سنگ به دو انتهاي قطعه كار، حدود يك سوم پهناي سنگ را طرفين قطعه كار خارج شود.

11 – جهت گردش قطعه كار را به گونه اي تنظيم كنيد كه در محل تماس سنگ با قطعه كار، قطعه كار به طرف بالا بچرخد.

12 – كلگي سنگ را روشن كرده و پس از آن محور نگهدارنده قطعه كار را نيز روشن كيند.

13 – با چرخاندن فلكه حركت عرضي ميز، قطعه كار را با سنگ مماس كنيد.

14 – فلكه حركت طول ميز ماشين را به آرامي بچرخانيد تا سنگ (با سرعت حدود يك چهارم پهناي سنگ در هر دوره گردش قطعه كار) در طول قطعه كار جابه جا شده و سطح آن را سنگ بزند. با تكرار اين عمل و باردادن به سنگ، آنقدر از سطح قطعه كاربر براده برداي كنيد تا همه قسمتهاي آن سنگ زده شود.

15 – قطر قطعه كار را اندازه بگيرد، با اندازه گيري قطر سر و ته قطعه كار مطمئن شويد كه كار به صورت مخروطي سنگ نخورده باشد. در صورت نياز تكه بالايي ميز را بر روي صفر ميزان كنيد.

17 – با تنظيم عمق برداه برداري 0.02 mm (0.001 in) براي هر پاس، آنقدر از قطعه كار براده برداري كنيد تا حدود 0.02 mm (0.001 in) براي سنگ زني نهايي باقي بماند.

18 – با تنظيم عمق براده برداري 0.005-0.007 mm (0.0002-0.003 in) براي هر پاس سنگ زني نهايي، سطح قطعه كار را سنگ بزنيد تا قطر آن اندازه شود و ...

19 – پس از پايان آخرين پاس زني نهايي، با همان تنظيم چند بار سنگ را از روي قطعه كار عبور دهيد تا ديگر جرقه اي مشاهده نشود و سطح قطعه كار پرداخت گردد.

در سنگ زني قطعات مخروطي نيز بايد به همين روش عمل كرد، با اين تفاوت كه تكه بالايي ميز ماشين را بايد به اندازه زاويه يك طرف مخروط منحرف كرد. در سنگ زني مخروطي، هم ارتفاع بودن محور سنگ سنباده و محور طولي قطعه كار خيلي مهم است، در غير اين صورت زاويه مخروط دقيق نخواهد بود پس از پايان سنگ زني و تميز كردن سطح قطعه كار، قبل از باز كردن آن از روي ماشين، بايد ابعاد قسمت سنگ خورده را دقيقاً كنترل كرد و در صورت نياز اصلاحات لازم را براي آن انجام داد.

سنگ زني داخل

با نصب كردن تجهيزات سنگ زني بر روي يك ماشين ابزار تيزكني مي توان عمليات سنگ زني را بر روي سطوح داخلي قطعات نيز انجام داد. با نصب پوليهاي مناسب بر روي محور كلگي سنگ و محور تجهيزات سنگ زني داخلي و ارتباط آن دو با يك تسمه مي توان اسپيندل سنگ داخلي را با سرعت مورد نظر به گردش درآورد. قطعه كار معمولاً داخل سه نظام (كه بر روي محور محركه قطعه كار نصب شده است) مهار مي شود.

مراحل سنگ زني داخلي بر روي يك ماشين ابزار تيزكني به شرح زير است:

سنگ زني داخلي يك قطعه كار بر روي ماشين ابزار تيز كني

1 – حفاظ سنگ را از روي كلگي سنگ باز كرده و سنگ سنباده را از اسپيندل مربوط جدا كنيد.

2 – كلگي سنگ را طوري تنظيم كنيد كه اسپيندل سنگ زني داخلي ببنديد (نوع سنگ بر اساس قطعه كار بايد انتخاب شود).

قطر سنگ سنباده بايد تقريباً 2/3 تا 3/4 قطر سوراخ قطعه كار باشد.

5 – با توجه به قطر سنگ، سرعت مناسب اسپيندل را تنظيم كنيد اين كار اب انتخاب و نصب پوليهاي مناسب بر روي اسپيندل سنگ و محور كلگي سنگ امكان پذير است.

 6 – تسمه محركه را بر روي پوليها قرار داده و محكم كنيد و سپس محافظ روي تسمه را ببنديد.

7 – محور محركه قطعه كار (كه از يك پايه، محور سه نظام و يك الكتروموتور تشكيل مي شود) را بر روي ميز ماشين نصب كنيد، پايه مرغك را نيز در سمت ديگر ميز نصب نماييد.

8 – محور محركه قطعه كار و تكه بالايي ميز ماشين را با استفاده از يك ميله سنگ خورده دقيق (كه بين دو مرغك بسته مي شود) و يك ساعت انديكاتور (كه بر روي كلگي سنگ قرار مي گيرد) دقيقاً صفر كنيد، با اين كار، استوانه اي بودن سطح سنگ خورده تضمين مي شود.

9 – پايه مرغك و ميله مرغك نصب شده بر روي محور محركه قطعه كار با برداريد.

10 – بر روي محور قطعه كار، يك سه نظام نصب كنيد.

11 – كلگي سنگ را در موقعيت سنگ زني، داخلي تنظيم كرده و اسپنيدل سنگ را با محور محركه قطعه كار هم ارتفاع كنيد.

12 – قطعه كار را درون سه نظام قرار دهيد. در انجام اين كار مواظب باشيد تا فكهاي سه نظام را بيش از حد محكم نكنيد، زيرا ممكن است باعث تغيير شكل قطعه كار شود.

13 – جهت گردش قطعه كار و سنگ را طوري تنظيم كنيد كه در خلاف جهت هم بچرخند.

14 – كلگي سنگ و محور محركه قطعه كار را روشن كنيد.

15 – با تنظيم قطعات مانع، حركت طولي ميز ماشين را طوري طراحي كنيد كه حدود يك سوم پهناي سوم پهناي سنگ، از دو طرف قطعه كار خارج شود.

16 – سطح داخل قطعه كار را آنقدر سنگ بزنيد تا همه سطح داخل سنگ زده شود.

17 – قطر سوراخ، دقت استوانه اي بودن و گشاده بودن دهانه (Bell- mouthing) سوراخ را كنترل كرده و در صورت نياز تنظيمات ماشين را اصلاح كنيد.

18 – حلقه مدرج فلكه حركت عرضي ماشين را بر روي صفر ميزان كنيد تا تنظيم مقدار براده برداري براي كامل كردن ابعاد قطعه كار ساده تر باشد.

19 – به سنگ حدود 0.001 mm (0.0005 in) با داده و با حركت طولي ميز، سطح داخل سوراخ را سنگ بزنيد.

20 – به تنظيم عمق براده به اندازه 0.01 mm(0.0005 in) در هر پاس، داخل سوراخ را آنقدر سنگ بزنيد تا قطر سوراخ به اندازه نهايي نزديك شود. در اين حالت اجازه دهيد سنگ چندين بار حركت رفت و برگشتي انجام دهد تا ديگر جرقه اي مشاهده نشود. با اين كار اولاً سطح سنگ خورده داغ شده، آنقدر صبر كنيد تا به اندازه كافي خنك شود و

21 – قطعه كار را اندازه گيري كرده و سپس با انجام سنگ زني نهايي، ابعاد سوراخ را كامل كنيد.

يك ماشين ابزار تيزكني كه بر روي آن تجهيزات سنگ زني تخت نصب شده و در

 حال تيز كردن يك ابزار برشي كاربايدي مي باشد.

سنگ زني تخت

عمليات سنگ زني تخت سبك را نيز مي توان بر روي يك ماشين ابزار تيزكني انجام داد. تجهيزات مخصوص سنگ زني تخت كه بايد براي اين كار بر روي ماشين نصب شود، از يك بدنه گيره را مي توان در هر جهت دلخواه (بر روي دو صفحه هندسي عمود بر هم) منحرلف نمود. از اين تجهيزات معمولاً براي تيز كردن سطوح ابزارهاي برشي تخت، ابزارهاي ماشين تراش (Lathe)، تكه هاي حديده تخت و ديگر ابزارهاي مشابه استفاده مي شود.

در صورتي كه ابعاد قطعه كار بزرگتر از ابعاد گيره باشد، مي توان يك صفحكه مغناطيس بر روي ميز ماشين نصب كرد. در سنگ زني تخت قطعات برزگتر بر روي ماشين ابزار تيزكني لازم است از يك كلگي سنگ بزرگتر كه معمولاً به همراه اين ماشينها ارسال مي شود، استفاده نمود. بدين ترتيب مي توان از سنگهاي بزرگ تر استفاده كرده و صلبيت ماشين براي عمليات سنگين تر تضمين خواهد شد.

مقدمه:

ماشينهاي سنگ سنترلس (Centerless grinders) در اوايل دهه 1900 ابداع و به بازار عرضه شدند. با اين پيدايش ماشينها، اين امكان فراهم شد كه بتوان قطعات استوانه اي و ديگر فرم هاي دوار را بدون قرار دادن آنها بين دو مرغك ويا بر روي سه نظام يا هر فيكسچر مشابه ديگري سنگ زني نمود. همچنين با استفاده از ماشينهاي سنترلس مي توان قطعات باريك و خيلي بلند را نيز سنگ زد كه تا قبل از آن امكان سنگ زني آنها وجود نداشت. ماشينهاي سنگ سنترلس، ماشينهاي ابزار دقيقي هستند كه مخصوصاً براي عمليات توليد انبوه قطعات دقيق و با فرمهاي مختلف طراحي شده‌اند.

استفاده از تجهيزات تيز كردن (پايه الماس) پيشرفته، سيستمهاي اتوماتيك جابه جايي قطعه كار و تجهيزات كنترل ابعادي اتوماتيك، ماشينهاي سنگ سنترلس را به ماشينهاي سنگ زني دقيق و با ارزشي تبديل كرده است. قطعات كوچك مانند گيره هاي جراحي، قطعات بزرگ مانند اكسل واگنهاي قطار و قطعات متنوع ديگر مانند شفتهاي مركزي كمك فنر خودروها، گژن بين (Piston pins)، تپت سوپاپ (Valve tappets)، قطعات داخلي رولر بيرينگها و توپهاي بيليارد و بولينگ را مي توان با ماشينهاي سنگ سنترلس سنگ زد. ماشينهاي سنترلس قابليت سنگ زني مواد مختلف را قبيل چوب پنبه (Cork) شيشه چوب، لاستيك، پلاستيكها، فولادهاي آلياژي و ... را با دقت ابعاد و پرداخت سطحي عالي نيز دارند. سنگ زني سنترلس را مي توان تا 350 بار سريع تر از عمليات سنگ گردسايي انجام داد. وجود يك تكيه گاه صلب در قطعه كار در ماشينهاي سنگ سنترلس، امكان سنگ زني قطعاتي كه در اثر قطعاتي كه در اثر فشار دچار تغيير شكل مي شوند، را فراهم مي كند.

يك ماشين سنگ سنترلس با بستر افقي

تعدادي از قطعات مختلف كه با ماشين سنگ سنترلس، سنگ زني شده اند.

اصول سنگ زني سنتراس

تفاوت اصلي بين سنگ زني گردسايي و سنگ زني سنترلس اين است كه در ماشينهاي سنترلس، قطعه كار بين دو مرغك و يا درون سه نظام مهار نمي شود. اجزاي اصلي يك ماشين سنگ سنترلس عبارتند از: غلتك تنظيم (Rrgulating wheel)، سنگ سنباده و تكيه گاه قطعه كار (Worreset) سنگ سنباده با سرعت محيطي حدود 2250 m/min (7500 sf/min)مي چرخد و جهت گردش آن به گونه اي است كه قطعه كار را بر روي تكيه گاه حفظ مي كنند. غلتك تنظيم با سرعت آهسته تر1-270 m/min (36-900 sf/min)  مي چرخد.

اجزاء اصلي يك ماشين سنگ سنترلس

غلتك تنظيم معمولاً يك سنگ سنباده با چسب لاستيكي است كه اصطكاك زيادي ايجاد مي كند و باعث مي شود كه قطعه كار با سرعت محيطي يكسان با غلتك تنظيم به گونه اي است كه يك نيروي محوري رو به جلو (Axial thrust) به قطعه كار وارد شود و به واسطه اين نيرو، قطعه كار با سرعت كنترل شده اي از موضع سنگ زني عبور نمايد. تكيه گاه قطعه كار، يك تيغه تخت است كه قطعه كار بر روي آن تكيه كرده و ارتفاع قطعه كار نسبت به سنگ و غلتك را تنظيم مي كند. تيغه هاي راهنما (Work guides) كه در طرفين قطعه كار قرار مي گيرند، وظيفه هدايت درست قطعه كار در عبور از موضع سنگ زني را بر عهده دارند. فشار براده برداري كه توسط سنگ سنباده تامين مي شود، قطعه كار را بر روي تكيه گاه و غلتك تنظيم فشار داده و نگه مي دارد. سنگ سنباده باعث گردش قطعه كار مي شود، ولي سرعت گردش را غلتك تنظيم تعيين خواهد كرد. بنابراين سرعت محيطي گردش قطعه كار و غلتك تنظيم برابر هستند.

اصول عملكرد

در ماشينهاي سنگ گردسايي،قطعه كار بين دو مرغك قرار گرفته و به گردش در مي آيد. به هنگام گردش، حركت طول ميز سبب مي شود قطعه كار در برابر سطح محيطي سنگ يك حركت طولي انجام دهد بدين ترتيب سطح قطعه كار به صورت استوانه اي براده برداري مي شود. قطر قطعه كار بستگي به فاصله سنگ با قطعه كار دارد.

در يك ماشين سنگ سنترلس، مرغك و سه نظام وجود ندارد و موقعيت قطعه كار كار نسبت به سنگ سنباده را تكيه گاه تعيين مي كند. اگر تكيه گاه طوري تنظيم شود كه محور قطعه كار با محور سنگ و غلتك هم ارتفاع باشد، يك قطر يكنواخت (ولي نه لزوماً استوانه اي) بر روي قطعه كار ايجاد مي شود. هر گاه يك نقطه برجسته در محيط قطعه كار به غلتك برخورد كند، قطعه كار را به طرف سنگ سنباده مي راند و يك نقطه فرو رفته در موضع مقابل نقطه برجسته به وجود مي آيد. در شكل يك تصوير اغراق آميز از سطح مقطع يك قطعه كار (فرم مثلثي با اضلاع منحني) كه بر روي يك ماشين سنگ سنترلس سنگ زني شده است نشانداده شده است.

در صورتي كه قطعه كار به صورت هم ارتفاع با سنگ و غلتك قرار گيرد و بر روي يك تكيه گاه با لبه تخت تكيه كرده باشد، چنين فرمي ايجاد مي شود.

قطعه كار كه در مركز قرار قرار گرفته است.

در اين روش معمولاً قطعه كار بصورت مثلثي با اضلاع منحني در مي آيد.

وقتي قطعه كار بالاتر از خط المركزين سنگ و غلتك قرار گيرد

سطح قطعه كار بصورت استوانه اي كامل در مي آيد.

اگر تكيه گاه را كمي بالاتر ببريد به طوري كه محور قطعه كار بالاتر اي خط المركزين سنگ و غلتك قرار گيرد، اين مشكل حل مي شود. در اين حالت اگر يك نقطه برجسته از يك قطعه كار به غلتك تنظيم برخورد كند، غلتك تنظيم قطعه كار را به طرف سنگ سنباده مي راند و يك نقطه فرو رفته در طرف ديگر قطعه كار ايجاد خواهد شد. هر چه قطعه كار نسبت به سنگ و غلتك بالاتر قرار گيرد، گرد شدن قطعه كار سريع تر خواهد بود. براي تقويت اين اثر، لبه بالايي تكيه گاه نيز بايد به صورت شيب دار ساخته شود.

وقتي ميله هاي بلند بر روي يك ماشين سنگ زني مي شوند، معمولاً محور قطعه كار را كمي پايين تر از خط المركزين سنگ و غلتك تنظيم مي كنند. بدين ترتيب از بروز لرزش در قطعه كار (كه به دليل تاب داشتن آن ممكن است به وجود آيد) جلوگيري خواهد شد. به علاوه در اين روش قطعه كار محكم بر روي تكيه گاه خواهد كرد.

مزايا: با پيدايش ماشين سنگ زني سنترلس، اين امكان در صنعت فراهم شد كه قطعات مدور با فرمهاي نسبتاً پيچيده كه سنگ زني آنها به روشهاي ديگر دشوار بود، بسرعت و با دقت بسيار خوبي سنگ زده شوند. استفاده از ماشينهاي سنگ سنترلس مزاياي زير را دارد:

عمليات سنگ زني قطعا با اين ماشينها يك عمليات پيوسته توليدي است. زيرا زمان قرارگيري و تنظيم كار در موضع سنگ زني در مقايسه با ماشينهاي سنگ گردسايي بسيار كوتاه تر است.

با توجه به اينكه فشار ناشي از سنگ زني، قطعه كار را در موقعيت خود محكم نگه مي دارد مي توان بارهاي زيادتري به هنگام سنگ زني به قطعه كار وارد كرد.

در اين ماشينها، نيرويي به دو انتهاي قطعه كار وارد نمي شود و به همين دليل با ماشينهاي سنترلس مي توان قطعات خيلي بلند، شكننده و قطعاتي كه بسادگي دچار تغيير شكل مي شوند را سنگ زد.

چون قطعه كار در موضع سنگ زني شناور است (Floting)، با حداقل براده برداري مي توان تمام سطح قطعه كار را سنگ زد.

با توجه به حجم براده برداري كمتر، سرعت سنگ سنباده نيز بيشتر خواهد بود.

پرداخت سطح و دقت ابعادي را با اين ماشينها مي توان در حد عالي كنترل كرد.

با استفاده از تجهيزات جلو برنده اتوماتيك قطعه كار، مي توان تعداد زيادي قطعات كوچك را به سرعت و به صورت اتوماتيك سنگ زد و

 هزينه نگهداري و تعميرات ماشينهاي سنترلس پايين است، زيرا سطوح در اين ماشينها كم است و سيستم روغنكاري اتوماتيك، تمام قسمتهاي مهم ماشين را روغنكاري مي كند.

انواع ماشينهاي سنگ سنترلس

ماشينهاي سنگ سنترلس جزو مهمترين و دقيق ترين ماشينهاي ابزار توليدي محسوب مي شوند. هر چند تنوع ماشينهاي سنترلس عرضه شده به بازار زياد است، ولي همه اين انواع را مي توان در دو گروه دسته بندي كرد: ماشينهاي سنگ سنترلس با بستر افقي (Horizontal- bed) و ماشينهاي سنگ سنترلس با بستر زاويه دار (Angular-bed). ماشينهاي سنترلس در انواع دستي تا تمام اتوماتيك ساخته مي شوند و دقت سنگ زني آنها در حد ميليونيم اينچ است.

ماشين سنگ زني با بستر افقي

ماشين سنگ سنترلس با بستر افقي، رايج ترين نوع ماشينهاي سنترلس است و اغلب قطعاتي كه احتياج به سنگ زني سنترلس دارند، با اين ماشين سنگ زني مي شوند. در اين نوع ماشين سنترلس، قطعه كار قبل از شروع گردش خود، با سنگ سنباده كه در حال گردش است، برخورد مي كند.

با بستر افقي

ماشين سنگ سنترلس با بستر زاويه دار

اين نوع ماشين معمولاً براي سنگ زني قطعات سنگين مورد استفاده قرار مي گيرند. اين ماشينها طوري طراحي شده اند كه ابتدا قطعه كار با غلتك تنظيم برخورد كرده و توسط آن به گردش در مي آيد و به سرعت مورد نظر مي رسد و سپس عمليات براده برداري آغاز مي شود. در ماشينهاي سنگ سنترلس با بستر زاويه دار اولاً قطعات سنگين بهتر بر روي ماشين قرار مي گيرند و ثانياً هميشه قطعه كار داراي فرم استوانه اي كاملي خواهد بود.

از ماشينهاي سنترلس با بستر زاويه دار براي سنگ زني قطعات سبك با وزن حداقل يك تا دو پوند (نيم تا يك كيلوگرم) كه كيفيت پرداخت سطحي و تلرانس ابعادي دقيق درآنها مهم بوده و ميزان براده برداري در آنها كم باشد، نيز مي توان استفاده نمود.

قسمتهاي مختلف ماشين سنگ سنترلس

همه ماشينهاي سنگ سنترلس، صرف نظر از نوع و تجهيزات جانبي آنها، قسمتهاي مشابهي دارند و اپراتور اين نوع ماشينها بايد با اين قسمتها و سيستماي كنترل ماشين آشنا باشد.

بستر ماشين كه از چدن ساخته مي شود و يك پايه بزرگ و صلب براي نصب ديگر قسمتهاي ماشين محسوب مي شود كلگي سنگ، غلتك و تجهيزات هيدروليك بر روي بستر و در داخل آن نصب مي شوند.

سنگ سنباده و اسپيندل مربوطه در بدنه كلگي سنگ جاي گرفته اند. اسپيندل محل نصب سنگ سنباده است و آن را به گردش در مي آورد.

صفحه گردان (Swivel plate) بر روي بستر قرار گرفته و مي توان آن را به اندازه زاويه دلخواه منحرف نمود. بدين ترتيب مي توان محور غلتك تنظيم را موازي با محور سنگ سنباده و يا با زاويه دلخواه نسبت به آن تنظيم كرد.

قسمت هاي اصلي يك ماشين سنگ سنترلس

كشويي پايين (Lower slide) با استفاده از يك شيار دم چلچله بر روي صفحعه گردان قرار گرفته است و با حركت طولي آن غلتك، تنظيم و تكيه گاه قطعه كار مي توانند به سنگ سنباده نزديك و يا از آن دور شوند. اين حركت با استفاده از فلكه جلو برنده انجام مي شود، كشويي بالا (Upper Slide) نيز با استفاده از يك شيار دم چلچه به كشويي پايين متصل شده و با حركت طولي آن غلتك تنظيم را مي توان بتنهايي منحرف كرد و تحت زاويه دلخواهي قرار داد. با تنظيم زاويه تمايل غلتك مي توان سرعت حركت قطعه كار از بين غلتك و سنگ را به هنگام عمليات سنگ زني تنظيم كرد.

پايه تكيه گاه قطعه كار (Workreset) نيز بر روي كشويي بالا قرار دارد و قطعه كار به هنگام عمليات سنگ زني بر روي آن تكيه مي كند با استفاده از اين تكيه گاه مي توان ارتفاع قرارگيري قطعه كار نسبت به خط المركزين سنگ و غلتك را نيز تنظيم نمود.

متعلقات و تجهزات جانبي

با استفاده از متعلقات و تجهزات جانبي مي توان قابليتهاي يك ماشين سنگ سنترلس را افزايش داد. بعضي از اين متعلقات به صورت استاندارد به همراه ماشين ارسال مي شوند و بعضي ديگر را مي توان براي انجام كارهاي خاص تهيه كرده و بروي ماشين نصب نمود. يكي از متعلقات ماشينهاي سنگ سنترلس، تجهيزات جلوبرنده اتوماتيك الكتروهيدروليك (Electro hydraulics automatic infeed attachment) است. استفاده از اين تجهيزات خاص براي توليد قطعات زياد و با سرعت بالا مفيد خواهد بود. نزديك شدن سريع (Rapid approach) غلتك به طرف سنگ، سرعت پيشروي قابل كنترل، تنظيم زمان پرداخت كاري و برگشت سريع از جمله قابليتهاي اين تجهيزات است.

سنجه اتوماتيك ''Acrasize'' براي كنترل اندازة قطعه كار حين سنگ زني و بعد از آن

تجهيزات جبران كنندة اتوماتيك براي تنظيم موقعيت سنگ بر اساس ميزان سايش آن.

Acrasize از ديگر تجهيزات خاص اين ماشينها است. اين تجهيزات كه در واقع يك سنجه بادي- الكتريكي (Air- electric) است، مي تواند به طور اتوماتيك اندازه قطعه كار را كنترل كند. اين سنجه اتوماتيك قادر است قطعه كار را به هنگام سنگ زني (in-process) و يا پس از سنگ زني (post-process) كنترل نمايد.

وقتي به هنگام سنگ زني، دستگاه ''Accrasize'' قطر قطعه كار را اندازه گرفت و تشخيص داد كه به اندازه مورد نظر رسيده است، دستور برگشت به عقتب را به سنگ خواهد داد. در ماشينهاي سنترلس كه براي سنگ زني قطعات استوانه اي ساده به كار مي روند، قطعات به صورت پشت سر هم از بين سنگ و غلتك عبور كرده و سنگ پس از عبور هر قطعه به عقب بر نمي گردد. در اين گونه موارد سنجبه اتوماتيك ''Acrasize'' پس از عبور از يك قطعه از مقابل سنگ، قطر آن را اندازه گرفته و در صورتي كه تشخيص دهد قطعه كار بزرگ تر از اندازه مطلوب است (به دليل سايش تدريجي سنگ سنباده) از طريق تجهيزات جبران كننده اتوماتيك به سنگ فرمان مي دهد كه به طرف جلو حركت كرده تا ميزان سايش سنگ جبران گردد.

تجهيزات جبران كننده اتوماتيك (Automatic composating device) نيز يك سيستم تنظيم دقيق است كه هماهنگ با تجهيزات سنجه اتوماتيك كار مي كند و در عمليات سنگ زني سنترلس قطعات استوانه اي ساده (كه پشت سر هم از موضع سنگ زني عبور مي كنند) به كار مي رود. سنجه اتوماتيك، مقدار اندازة قطعه كار را به تجهيزات جبران كننده ارسال مي كند و اين تجهيزات (در صورت نياز) كشويي سنگ را به اندازه مورد نياز به جلو مي راند تا ميزان سايش سنگ جبران شده و قطر همه قطعات يكسان باشد.

در بعضي از ماشينهاي سنگ سنترلس،يك مكانيزم بالانس سنگ نيز تعبيه شده است. اين مكانيزم مي تواند به صورت اتوماتيك و با دقت و بدون آنكه لازم باشد سنگ را از روي اسپيندل باز كرد، سنگ را ظرف چند ثانيه بالانس نمايد.

تجهيزات تيز كننده نيز جزو بهترين تجهيزات استاندارد اغلب ماشينهاي سنگ سنترلس است اين تجهيزات به طور دستي يا هيدروليكي مي توانند سنگهاي ماشين سنترلس را به صورت ساده، زاويه دار، يا فرم دار تيز كنند. اگر اين تجهيزات از نوع اتوماتيك باشند، پس از سنگ زني چند قطعه كار، به صورت اتوماتيك، شروع به تيز كردن مجدد سنگ مي كنند.

تجهزات بالانس اتوماتيك سنگ كه خيلي سريع و دقيق سنگ را بالانس مي كند.

تجهيزات تيز كننده مخصوص براي تيز كردن سنگ به صورت ساده يا فرم دار

تجهيزات سنگ زني رينگ بلبرينگها (Race grinding) نيز از جمله تجهيزات مخصوص ماشينهاي سنترلس است كه مخصوصاً براي سنگ زني رينگها و كاسه هاي (Cups) بلبرينگها طراحي شده است. در سنگ زني با اين تجهيزات مي توان از تعامد (Squareness) سطح محيطي و سطوح پيشاني پس از سنگ زني اطمينان داشت. رينگها پشت سر هم، در حالي كه از طرف پيشاني به هم چسبيده اند، با يك نيروي محوري به جلو رانده شده و پشت سر هم از ميان سنگ و غلتك عبور خواهند كرد. تا سطح محيطي آنها سنگ بخورد.

تجهيزات جلوبرنده ميله هاي بلند (Long bars) نيز براي پيش بردن ميله هاي بلند از ميان سنگ و غلتك مورد استفاده قرار مي گيرد. اين تجهيزات با توجه به قطر ميله ها، در ابعاد مختلف ساخته و عرضه مي شوند.

تجهيزات خاص ديگري نيز براي ماشينهاي سنگ سنترلس ساخته شده اند كه كاربردهاي خاصي دارند در صورت نياز مي توان با سازندگان اين ماشينها مشورت كرده و درباره اين تجهيزات اطلاعات كافي دريافت نمود.

تجهيزات مخصوص براي سنگ زني دقيق رينگ ها و كاسه هاي بلبرينگ ها

قطعات  خيلي بلند را مي توان توسط تجهيزات جلوبرنده خاص به ماشين هاي سنترلس وارد نمود.