El Boletín Enero de 2025

Los fabricantes de herramientas de rectificación se enfrentan a retos cada vez mayores, como el tamaño reducido de los lotes, la rápida evolución de las geometrías de las herramientas y las estrechas tolerancias de rectificado. Estas exigencias se ven agravadas por el aumento de los costes energéticos y la escasez mundial de mano de obra cualificada. En ANCA, hemos adoptado el reavivado EDM -un proceso erosivo por hilo para el reavivado y perfilado de muelas- para hacer frente a estos retos. Este enfoque innovador simplifica la preparación del trabajo, aumenta la productividad y mejora la calidad, especialmente en aplicaciones de rectificado de canales, rectificado cilíndrico y rectificado de perfiles.

Muela abrasiva y método de reavivado: parámetros importantes para un rectificado eficaz

La elección de la muela se basa en una combinación de rendimiento de corte, estabilidad dimensional y calidad de la superficie de la pieza. Una muela con aglomerante metálico es ideal para el rectificado profundo con el objetivo de maximizar la eliminación de material. El mismo aglomerante de muela suele seleccionarse también para una muela de punta 14E1 para perfilado, de modo que el radio de la punta conserve su forma durante mucho tiempo y se garantice así un arranque de material duradero. Un aglomerante híbrido de metal con una mezcla de resina sintética es ideal para crear superficies durante el acabado.

Una de las ventajas de ambas variantes de muelas abrasivas es que pueden rectificarse y perfilarse mediante el proceso de rectificado por electroerosión. El reavivado por hilo erosivo no destruye el material de corte (grano), diamante o CBN, sino que quema el aglomerante que une el grano. El efecto secundario positivo es que la cantidad de liga eliminada puede definirse mediante los parámetros del proceso de electroerosión. Las pruebas realizadas en el Instituto de Fabricación Avanzada (KSF) de la Universidad de Furtwangen han demostrado que una protuberancia del grano del 50% es ventajosa para el rendimiento de corte de la muela y para un proceso de electroerosión estable. Esto significa que si el grano sobresale un 50% del aglomerante, la fuerza de aglomerante sigue siendo suficiente para contrarrestar la carga durante el proceso de rectificado y, por otro lado, se forman las llamadas bolsas entre los granos, que "toman" el lubricante refrigerante (KSS) de la boquilla del refrigerante y lo transportan hasta el punto de corte.

Durante el proceso de lijado, el disco lijador está sometido a dos tipos principales de tensión. El grano se somete a esfuerzos mecánicos y, por tanto, se desgasta. Además, las "cavidades" previamente erosionadas se obstruyen con virutas de lijado, lo que provoca un menor efecto de corte y una mayor fricción durante el proceso de lijado.  La potencia del husillo aumenta a medida que la muela experimenta más resistencia. El proceso de rectificado se vuelve inestable, lo que puede provocar marcas de vibración en la superficie.

EDM Dress en ANCA: ventajas en calidad, tiempos de rectificado y vida útil de la herramienta

El acondicionamiento de las muelas con la tecnología EDM Dress se utiliza principalmente en ANCA en las tres aplicaciones de rectificado: rectificado de estrías, rectificado cilíndrico y rectificado de cilindros parciales.

El rectificado de estrías y el prerectificado de muelas con fresa madre macizas de metal duro requieren un rectificado profundo de varios milímetros. Se analizan los efectos del reavivado por electroerosión sobre la carga del husillo de rectificado y la estabilidad dimensional del radio de esquina de la muela. En el rectificado de estrías, esto se refiere al radio angular y en el rectificado de perfiles con perfil de punta (14E1) al radio central. En el rectificado cilíndrico por arranque de viruta, el radio de esquina del disco de desbaste se somete a esfuerzos y debe tener la mayor estabilidad dimensional posible para que el disco de acabado no tenga que eliminar mucho material de forma incontrolada.  En el rectificado por arranque de viruta, la precisión del perfil tras el perfilado es crucial para las estrechas tolerancias de una muela de tallado o fresado para el tallado de engranajes. Para conseguir una calidad AA o AAA (80% de AA), puede ser necesario perfilar el perfil de la muela con una tolerancia de +-0,003 mm.

Para el rectificado de estrías se utiliza una muela 1A1 con aglomerante metálico. La pieza de trabajo es una pieza en bruto de metal duro en la que se rectifican cuatro ranuras. Este es un paso de trabajo típico que ocupa la mayor parte del tiempo de rectificado. Se rectificaron 10 piezas en bruto mediante electroerosión y otras 10 mediante rectificado convencional con un disco de SiC. El rectificado se realizó con un control de avance automatizado. El avance máximo debía ser de 180 mm/min con una carga máxima admisible del husillo del 13%. Se analiza el tiempo de rectificado necesario manteniendo la carga del husillo.  

Con la muela reavivada convencional, la carga del husillo ya supera el límite establecido en el contacto inicial y la velocidad de avance se reduce. La muela rectificada EDM aumenta lentamente y alcanza el límite establecido sin picos de carga significativos. La muela reavivada EDM requiere un tiempo de rectificado más corto para las cuatro ranuras que la muela reavivada convencional.
Después de diez piezas, el tiempo de lijado con el disco convencional ha aumentado un 25%.  
 

Rectificado cilíndrico de piezas brutas

El rectificado cilíndrico en la máquina ANCA CPX se beneficia de una muela de corte fácil que puede concentrar la potencia del husillo y la rigidez de la máquina en el arranque de material. Con muelas abrasivas estándar, alcanzamos los límites de arranque de material en términos de tiempos de rectificado en pruebas utilizando la combinación de una D91 y una D15 para el proceso de rectificado de pellizco/peeling. Con una muela EDM Dress, la eliminación de material puede aumentar en (mm³/s), como se muestra en una prueba con una pieza en bruto de metal duro de Ø16 mm, que se rectifica en varios pasos.

La longitud de rectificado del disco de rectificado es de 150 mm por pieza (70+50+30 mm) y se rectifican 10 piezas. El volumen de eliminación se fija en 10 mm³/s, que es un valor empírico estable de la producción. Con el proceso de rectificado por electroerosión, el radio de la esquina de la unión de metal muy duro pudo perfilarse a R0,15mm y el rascador plano a 0,36mm. Después de una longitud de rectificado de 1500mm, el diámetro de la muela ha disminuido en 0,023mm. El radio ha aumentado a 0,22 mm. Aquí se han podido demostrar ventajas significativas con la combinación de muelas abrasivas D91 (Vc 80m/s) con aglomerante metálico y D15 (Vc 55m/s) con aglomerante de resina. Trasladado a la producción, esto significa que la muela mantiene durante más tiempo la forma del radio de esquina definido, lo que significa que la muela de acabado también puede garantizar durante más tiempo un arranque de material constante con un buen acabado superficial constante.

Disco perfilado

El proceso EDM Dress ofrece la mayor ventaja a la hora de perfilar muelas abrasivas. Aquí se corta un aglomerante duro metálico o híbrido independientemente del operario y con tolerancias de +-0,004 mm o inferiores.

 

Además de los paquetes de muelas abrasivas estándar, ANCA utiliza a menudo la máquina de electroerosión por hilo Mitsubishi MP1200 disponible para perfilar muelas abrasivas para el rectificado de engranajes con fresa madre, ya sea a partir del sólido o de un perfil central. Dependiendo del módulo que se vaya a rectificar, el nuevo perfil se monta en una muela existente, se ajusta y se erosiona. Por un lado, este proceso se basa en el hecho de que la muela abrasiva es muy fácil de cortar tras el rectificado por electroerosión y, por tanto, es idónea para eliminar de forma constante la gran cantidad de material que puede producirse con un mayor número de dientes y módulos. Por otro lado, la tolerancia del perfil de +-0,003 mm o menos puede mantenerse con el reavivado por electroerosión para las estrechas tolerancias de las muelas de esmerilado.      

En ANCA, el reavivado por electroerosión ha demostrado ser una tecnología transformadora que mejora la productividad, la precisión y la vida útil de las herramientas en diversas aplicaciones de rectificado. Mediante la integración de este proceso, los fabricantes pueden superar los retos del sector, reducir costes y obtener resultados uniformes y de alta calidad.

Tanto si se trata de optimizar el rectificado de acanaladuras, el rectificado cilíndrico o las aplicaciones de rebaje, el reavivado por electroerosión ofrece una solución de vanguardia para la fabricación moderna de herramientas. Póngase en contacto con ANCA para obtener más información y soluciones a medida.

 
 

13 enero 2025