Odnawianie zdolności skrawnej ostrzy technicznych stosowanych w przemyśle spożywczym

Na jego przykładzie można przeanalizować ukształtowanie geometryczne powierzchni, na której wyróżniono trzy obszary, każdy charakteryzujący się innym kątem sfazowania [7]. Podczas prowadzenia procesu odskórzania najbardziej eksploatowany jest obszar 1, stanowiący kluczową część ostrza, który ma bezpośredni kontakt z surowcem rybnym. Krawędź tnąca, występująca w tym obszarze, jest najbardziej narażona na uszkodzenia mechaniczne. Jest to obszar silnej intensyfikacji zjawisk zużyciowych. Bezpośredni kontakt z surowcem ma również obszar 2, lecz nie jest on tak narażony na występowanie niekorzystnych zjawisk, jak obszar 1. W jego obrębie widoczne są liczne ślady obróbkowe prostopadłe do krawędzi tnącej, charakterystyczne dla procesu szlifowania. Pośredni kontakt z surowcem ma obszar 3. Jest to obszar niebiorący udziału w procesie, spełnia on funkcję płaszczyzny mocującej narzędzie w maszynie technologicznej.

Ubytek ostrza

Głównym czynnikiem decydującym o wycofaniu zużytego ostrza z eksploatacji jest silne zdeformowanie jego krawędzi tnącej (utrata prostoliniowości). Powoduje ona powstawanie nadmiernych błędów wymiarowych i kształtowych obrabianego półproduktu rybnego (dopuszcza się w procesie produkcyjnym do 5-7% powierzchni fileta z pozostałością skóry; drugi charakterystyczny objaw w przypadku małej gramatury fileta do 80 g to jego rozrywanie w przypadku nadmiernego zużycia ostrza). W opisywanym przypadku intensywna eksploatacja ostrzy w warunkach produkcyjnych ujawniła zdeformowanie krawędzi. Wystąpił na niej szereg typowych form zużycia uniemożliwiających dalsze prowadzanie procesu.

Na rys. 1b przedstawiono rozległy lokalny ubytek (wyłamanie) materiału wraz z powstałym w jego miejscu ostrym wierzchołkiem, mogącym doprowadzić do uszkodzenia surowca rybnego. Powstanie znacznych ubytków materiału w obszarze 1 może skutkować brakiem możliwości późniejszej regeneracji powierzchni tnącej silnie zużytego ostrza. Nóż zawsze bazowany jest w uchwycie montażowym za pomocą szczelinomierza względem rolki napędowej, co teoretycznie nie wyklucza regeneracji nawet mocno zużytego – uszkodzonego ostrza. Inne bardziej rozległe, lecz o mniejszej głębokości ubytki (wyłamania) materiału przedstawiono na rys. 1c. Niewielka ich głębokość (niewielkie straty materiału) daje szansę na pełną regenerację powierzchni tnącej takiego narzędzia.

Proces regeneracji zdolności skrawnej ostrzy technicznych

Nowoczesne procesy regeneracji zdolności skrawnej ostrzy stają się coraz popularniejszymi metodami przywracania pierwotnych cech powierzchniom narzędzi obróbkowych. Kluczową kwestią w przypadku ostrzy ostrzy technicznych stosowanych w przemyśle spożywczym jest odtworzenie właściwych kątów nachylenia krawędzi tnących. Pomocna pod tym względem jest analiza śladów obróbkowych ostrzy niewykorzystywanych w procesie, pozwalająca określić w przybliżeniu kinematykę obróbki ściernej, oraz analiza form zużycia umożliwiających określanie wartości parametrów nastawczych procesu szlifowania.

Po przeprowadzeniu powyższych analiz przystąpiono do procesu regeneracji, w którym wykorzystano specjalnie zaprojektowaną i wykonaną prototypową 5-osiową szlifierkę CNC przedstawioną na rys. 2. Proces szlifowania przeprowadzono na grupie dziesięciu ostrzy technicznych charakteryzujących się różnym stopniem zużycia powierzchni.

Maszyna technologiczna zbudowana była z korpusu dolnego, wykonanego z profili zimnogiętych w kształcie kratownicy o przekroju 120 × 120 × 6 mm, na którym posadowiono konstrukcję złożoną z dwóch wsporników bocznych i górnej belki, skręconych razem w całość, tworzących główny korpusu górny. W jego centralnej części zamocowano konstrukcję złożoną z korpusów pomocniczych osi Z (przesuw w zakresie 0-550 mm), C i A (odpowiednio obroty w zakresie ±180° i ±90°) zakończonych bezpośrednim napędem głównym w postaci elektrowrzeciona szlifierskiego typu PTShPp-30-36 Km 120 (FŁT Kraśnik SA., Kraśnik, Polska), umożliwiającego uzyskanie zakresu prędkości obrotowych n = 30 000-36 000 obr./min, przy mocy P = 2,7-3,2 kW. We wrzecionie obrabiarki osadzono ściernicę o oznaczeniu technicznym T6-16×20×6-4×8-98A60L9VC40 produkcji firmy Tyrolit (Schwaz, Austria).

Poprzez obrót ściernicy wykonywano ruch główny roboczy narzędzia ściernego. Wrzeciennik obrabiarki wykonywał natomiast ruch dosuwowy. Regenerowane ostrze techniczne było precyzyjnie ustalone i zamocowane nieruchomo na stole realizującym ruchy wzdłuż osi X i Y (odpowiednio w zakresie 0-660 mm i 0-1100 mm). Proces szlifowania prowadzono z następującymi parametrami: prędkość obrotowa ściernicy ns = 30000-36000 obr./min, prędkość posuwu promieniowego stołu νfr = 450 mm/min. Obróbka odbywała się bez zastosowania płynu chłodząco-smarującego.

Galeria