Biuletyn Sharp E Styczeń 2025 r.

Producenci narzędzi do obróbki skrawaniem stoją w obliczu rosnących wyzwań, w tym małych wielkości partii, szybko zmieniających się geometrii narzędzi i wąskich tolerancji szlifowania. Wymagania te są potęgowane przez rosnące koszty energii i globalny niedobór wykwalifikowanej siły roboczej. W ANCA, aby sprostać tym wyzwaniom, zastosowaliśmy obciąganie EDM - drutowy proces obciągania i profilowania ściernic. To innowacyjne podejście upraszcza przygotowanie pracy, zwiększa produktywność i poprawia jakość, szczególnie w przypadku szlifowania rowków wiórowych, szlifowania cylindrycznego i szlifowania profilowego.

Ściernica i metoda obciągania - ważne parametry dla wydajnego szlifowania

Wybór ściernicy opiera się na połączeniu wydajności cięcia, stabilności wymiarowej i jakości powierzchni obrabianego przedmiotu. Ściernica ze spoiwem metalowym jest idealna do głębokiego szlifowania w celu maksymalizacji usuwania materiału. To samo spoiwo ściernicy jest zwykle wybierane również dla ściernicy 14E1 do profilowania, dzięki czemu promień ściernicy zachowuje swój kształt przez długi czas, a tym samym zapewnia długotrwałe usuwanie materiału. Spoiwo metalowo-hybrydowe z domieszką żywicy syntetycznej jest idealne do tworzenia powierzchni podczas obróbki wykańczającej.

Jedną z zalet obu wariantów ściernic jest to, że można je obciągać drutowo i profilować za pomocą procesu obciągania EDM. Obciąganie elektroerozyjne nie niszczy materiału tnącego (ziarna), diamentu lub CBN, ale wypala spoiwo, które wiąże ziarno. Pozytywnym efektem ubocznym jest to, że ilość usuniętego spoiwa można zdefiniować za pomocą parametrów procesu EDM. Testy przeprowadzone w KSF - Instytucie Zaawansowanej Produkcji - na Uniwersytecie Furtwangen wykazały, że występ ziarna wynoszący 50% jest korzystny dla wydajności cięcia ściernicy i stabilnego procesu EDM. Oznacza to, że jeśli ziarno wystaje o 50% ze spoiwa, siła spoiwa jest nadal wystarczająca, aby przeciwdziałać obciążeniu podczas procesu szlifowania, a z drugiej strony między ziarnami tworzą się tak zwane kieszenie, które "pobierają" chłodziwo smarujące (KSS) z dyszy chłodziwa i transportują je do punktu cięcia.

Podczas procesu szlifowania tarcza szlifierska poddawana jest dwóm głównym rodzajom naprężeń. Ziarno jest poddawane naprężeniom mechanicznym i w ten sposób zużywa się. Ponadto "kieszenie", które wcześniej uległy erozji, są zapychane wiórami szlifierskimi, co prowadzi do niższego efektu cięcia i wyższego tarcia podczas procesu szlifowania.  Moc wrzeciona wzrasta, gdy ściernica napotyka większy opór. Proces szlifowania staje się niestabilny, co może prowadzić do powstawania śladów drgań na powierzchni.

EDM Dress w ANCA - korzyści w zakresie jakości, czasu szlifowania i trwałości narzędzia

Kondycjonowanie ściernic za pomocą technologii EDM Dress jest stosowane w ANCA głównie w trzech zastosowaniach szlifowania: szlifowaniu rowków wiórowych, szlifowaniu cylindrycznym i szlifowaniu częściowym.

Szlifowanie rowków wiórowych i szlifowanie wstępne ściernic pełnowęglikowych z węglików spiekanych wymaga głębokiego szlifowania na głębokość kilku milimetrów. Analizowany jest wpływ obciągacza EDM na obciążenie wrzeciona szlifierskiego i stabilność wymiarową promienia naroża ściernicy. W przypadku szlifowania rowków odnosi się to do promienia naroża, a w przypadku szlifowania profilowego z profilem punktowym (14E1) do promienia środkowego. Podczas szlifowania cylindrycznego metodą „pinch/peel”, promień naroża ściernicy do szlifowania zgrubnego jest obciążony i musi mieć najwyższą możliwą stabilność wymiarową, aby ściernica wykańczająca nie musiała usuwać dużej ilości materiału w niekontrolowany sposób.  W przypadku szlifowania częściowego, dokładność profilu po profilowaniu ma kluczowe znaczenie dla wąskich tolerancji ściernicy kształtowej lub obwiedniowej do nacinania kół zębatych. Aby uzyskać jakość AA lub AAA (80% AA), konieczne może być profilowanie profilu ściernicy z tolerancją +-0,003 mm.

Do szlifowania rowków wiórowych używana jest ściernica 1A1 ze spoiwem metalowym. Przedmiotem obrabianym jest półwyrób z węglików spiekanych, w którym szlifowane są cztery rowki. Jest to typowy etap pracy, który zajmuje większość czasu szlifowania. Dziesięć półfabrykatów zostało oszlifowanych za pomocą obciągania EDM, a kolejne 10 za pomocą konwencjonalnego obciągania za pomocą tarczy SiC. Szlifowanie przeprowadzono z automatyczną kontrolą posuwu. Maksymalna prędkość posuwu powinna wynosić 180 mm/min przy maksymalnym dopuszczalnym obciążeniu wrzeciona wynoszącym 13%. Przeanalizowano czas szlifowania wymagany przy utrzymaniu obciążenia wrzeciona.  

W przypadku konwencjonalnie obciągniętej ściernicy obciążenie wrzeciona przekracza ustawioną wartość graniczną już przy pierwszym kontakcie, a prędkość posuwu zostaje zmniejszona. Obciąganie ściernicy EDM zwiększa się powoli i osiąga ustawiony limit bez znaczących skoków obciążenia. Ściernica obciągana EDM wymaga krótszego czasu szlifowania czterech rowków niż ściernica obciągana konwencjonalnie.
Po dziesięciu obrabianych elementach czas szlifowania przy użyciu konwencjonalnej tarczy szlifierskiej wydłużył się już o 25%.  
 

Szlifowanie cylindryczne półfabrykatów

Szlifowanie cylindryczne na maszynie ANCA CPX korzysta z łatwo tnącej ściernicy, która może skoncentrować moc wrzeciona i sztywność maszyny na usuwaniu materiału. W przypadku standardowych ściernic, osiągnęliśmy limity usuwania materiału pod względem czasu szlifowania w testach z użyciem kombinacji D91 i D15 do procesu szlifowania pinch/peel. W przypadku ściernicy EDM Dress usuwanie materiału można zwiększyć w (mm³/s), jak pokazano w teście z półfabrykatem z węglików spiekanych Ø16 mm, który jest szlifowany w kilku krokach.

Długość szlifowania dla tarczy szlifierskiej wynosi 150 mm na przedmiot obrabiany (70+50+30 mm), a szlifowanych jest 10 przedmiotów. Objętość usuwania jest ustawiona na 10 mm³/s, co jest stabilną wartością empiryczną z produkcji. Dzięki procesowi obciągania EDM promień naroża spoiwa z bardzo twardego metalu można wyprofilować do R0,15 mm, a płaską wycieraczkę do 0,36 mm. Po szlifowaniu na długości 1500 mm, średnica ściernicy zmniejszyła się o 0,023 mm. Promień wzrósł do 0,22 mm. Znaczące korzyści można było wykazać w przypadku kombinacji ściernicy D91 (Vc 80 m/s) o spoiwie metalowym i D15 (Vc 55 m/s) o spoiwie żywicznym. Przenosząc to na produkcję, oznacza to, że ściernica dłużej utrzymuje zdefiniowany promień naroża, co oznacza, że ściernica wykończeniowa może również zagwarantować stałe usuwanie materiału przez dłuższy czas przy niezmiennie dobrym wykończeniu powierzchni.

Tarcza profilowana - Tarcza skivingowa

Proces EDM Dress oferuje największą przewagę podczas profilowania ściernic. W tym przypadku twarde spoiwo metaliczne lub hybrydowe jest cięte niezależnie od operatora i z tolerancją +-0,004 mm lub mniejszą.

Oprócz standardowych pakietów ściernic, ANCA często wykorzystuje dostępną maszynę Mitsubishi MP1200 Wire EDM do profilowania ściernic do szlifowania kół zębatych, zarówno z pełnego, jak i środkowego profilu. W zależności od tego, który moduł ma być szlifowany, nowy profil jest dopasowywany do istniejącej ściernicy, ustawiany i erodowany. Z jednej strony, proces ten opiera się na fakcie, że ściernica jest bardzo łatwa do cięcia po obróbce elektroerozyjnej i dlatego idealnie nadaje się do konsekwentnego usuwania dużej ilości materiału, który może wystąpić przy większej liczbie zębów i modułów. Z drugiej strony, tolerancja profilu wynosząca +-0,003 mm lub mniej może być utrzymana za pomocą obciągacza EDM w przypadku wąskich tolerancji dla ściernic listkowych.      

W ANCA obciąganie EDM okazało się technologią transformacyjną, zwiększającą produktywność, precyzję i trwałość narzędzi w różnych zastosowaniach szlifierskich. Integrując ten proces, producenci mogą sprostać wyzwaniom branżowym, obniżyć koszty i osiągnąć spójne, wysokiej jakości wyniki.

Niezależnie od tego, czy optymalizujesz szlifowanie rowków wiórowych, szlifowanie cylindryczne, czy obróbkę skrawaniem, obciąganie EDM zapewnia najnowocześniejsze rozwiązanie dla nowoczesnej produkcji narzędzi. Skontaktuj się z ANCA, aby uzyskać więcej informacji i dopasowanych rozwiązań.

 
 

13 stycznia 2025