¿Cómo rectificar pasadores excéntricos (varillas excéntricas, círculos excéntricos) en una amoladora de superficie (grado de precisión) y cómo calibrar el banco de trabajo específicamente?
2006-12-29 16:05:00
La máquina herramienta en sí no es la única forma de lograr un rectificado de alta precisión. La muela y las partículas. Tamaño, acabado de muelas Factores como los sistemas, los sistemas de software y la inteligencia del operador desempeñan un papel clave en el procesamiento y la producción de productos de alta precisión.
La molienda se ha convertido en un método de procesamiento cada vez más popular. Para cumplir con los estándares actuales de mecanizado de alta precisión, a veces el rectificado se convierte incluso en el único método de mecanizado. A medida que los precios de las muelas abrasivas de CBN siguen bajando, las amoladoras se han convertido en un producto más mercantilizado. Aprovechando al máximo los nuevos tamaños de grano abrasivo, las máquinas rectificadoras y los procesos de molienda se han mejorado y perfeccionado aún más. Ahora, todo el mercado está básicamente monopolizado por máquinas rectificadoras más avanzadas. Sin embargo, la máquina herramienta en sí no es el único secreto para lograr una tecnología de rectificado de alta precisión. Factores como la muela y el tamaño del grano, el sistema de rectificado de la muela, el sistema de software y la inteligencia del operador desempeñan un papel clave en el procesamiento y la producción. Productos de alta precisión. A continuación presentaremos estos factores que afectan la calidad del procesamiento de las máquinas rectificadoras.
Muelas abrasivas y tamaños de grano
El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) se centra en procesos de rectificado de alto rendimiento. Recientemente, los investigadores del NIST buscaban un proceso de rectificado de alta velocidad utilizando muelas abrasivas de una sola capa (SLA). En un caso de mecanizado, utilizaron una muela abrasiva SLA con un diámetro de 254 mm y estudiaron lo que sucedía cuando la muela funcionaba a una velocidad de 14.000 rpm y una velocidad lineal superficial de 186 m/s. Los resultados mostraron que a medida que aumenta el tiempo de rectificado, aumenta el número de granos abrasivos expuestos en la muela, aumenta la superficie de desgaste, los granos abrasivos continúan volviéndose opacos y aumentan la temperatura y la fuerza de rectificado, pero no hay grietas ni Caída de los granos abrasivos. Los ingenieros mecánicos buscan comprender los efectos del avance y la velocidad en el desgaste de las muelas abrasivas SLA para encontrar patrones de daño por calor latente debido al mayor desgaste en áreas planas y predecir variables que puedan regular eficazmente el proceso de producción.
Para ello, los investigadores mapearon la microestructura de la superficie de la muela. A medida que aumenta el grado de desgaste causado por la muela que opera a diferentes avances y velocidades, el tamaño, la forma y la distribución de los granos abrasivos también cambian. NIST confirma que cuando se utilizan ruedas SLA, cada pieza no debe rectificarse con el mismo avance y velocidad porque los parámetros de corte ideales seguirán cambiando a medida que la rueda se desgasta. Los parámetros de corte ideales variarán según el grado de desgaste de la rueda. Las diferentes piezas procesadas deben tratarse de manera diferente y las variables deben ajustarse adecuadamente, reduciendo así en gran medida el costo de procesamiento de cada pieza y evitando el desperdicio de una gran cantidad de arena de muela no utilizada.
Para obtener suficiente información para predecir los parámetros de corte de la muela, se requiere que la forma y el tamaño del grano de la muela SLA sean regulares. Si el usuario conoce el mapa de microestructura de la muela y la superficie de la muela es consistente, entonces se pueden programar variables de corte para compensar los parámetros de desgaste de la muela.
Sistemas de rectificado de muelas
Las investigaciones demuestran que el uso de dispositivos de rectificado CNC y sensores de sonido acorta los ciclos de rectificado. La última tecnología de rectificado se ha aplicado a máquinas herramienta, diseño de muelas abrasivas o aplicaciones de producción relativamente especializadas. Por ejemplo, el rectificado ELID es un nuevo método de rectificado que utiliza una combinación de muelas rectificadoras electrolíticas y rectificado mecánico convencional en el proceso de mecanizado. Mediante el uso selectivo de agentes adhesivos se puede conseguir un lijado eficiente y un lijado tipo espejo. Asimismo, los nuevos aglomerantes vítreos para muelas abrasivas de diamante y superabrasivos CBN imponen nuevas exigencias a los sistemas de rectificado de muelas utilizados en estas aplicaciones especiales.
Los clientes tienen requisitos muy específicos para las muelas abrasivas, como mejores tolerancias dimensionales, conicidad y escuadra, especialmente en la industria automotriz y aplicaciones de rodamientos. Por lo tanto, queremos aumentar la tasa de eliminación de material a 16,39 cm3/min mientras mantenemos el valor de Cpk en 1,33 o más. Es importante garantizar que las piezas del rodamiento tengan una mejor redondez exterior y acabado superficial, lo que ayudará a reducir la fricción, el ruido y los clics y prolongará la vida útil.
Saint-Gobain se centra en mejorar las muelas abrasivas porosas.
Ya sea que se utilicen abrasivos comunes o materiales CBN, siempre que se trate de aplicaciones de rectificado automotriz de precisión, las muelas abrasivas deben unirse con aglutinantes vítreos para que los abrasivos tengan una mejor adherencia y obtengan una mayor relación de molienda.
La porosidad de la muela abrasiva permite que la muela lleve más refrigerante de rectificado a la zona del arco de viruta y también puede reservar más espacio para las virutas de rectificado, reduciendo así la fricción mutua entre la pieza de trabajo y las virutas en la zona de rectificado. El volumen de abrasivo en una muela abrasiva generalmente se describe en términos de textura (abrasivos comunes) o concentración (materiales de diamante o CBN). En términos generales, en aplicaciones como rectificado por avance lento, rectificado de doble disco o materiales de acero de alta aleación, si el área de contacto es grande y la sensibilidad al daño de la estructura metalográfica es alta, se debe seleccionar la estructura escasa o una muela con. una concentración más baja (menos abrasivo). La nueva tecnología abrasiva universal de Saint-Gobain permite una estructura de muela más rara sin la necesidad de métodos de porosidad artificial.
Trane Systems de Estados Unidos produce rodillos de diamante para rectificar muelas y bloques de rectificación. La tolerancia del producto alcanza los 0,5 mm y la precisión dimensional esférica es muy alta. El estándar de uso también se ha mejorado desde el principio. pasando Ra16 al actual Ra4. En la década de 1990, el torneado de materiales duros dominaba el mercado del rectificado, pero ahora la situación es exactamente la contraria. Podemos atribuir este cambio a la caída del precio del material CBN y al hecho de que el rectificado es más adecuado para mecanizar materiales más duros.
Truing Systems acorta los ciclos de rectificado y mejora la consistencia de la muela al reducir los ciclos de rectificado. Además, los materiales más gruesos aumentan el desgaste de las ruedas, lo que requiere un sistema de rectificado de ruedas más grueso.
Los rodillos de diamante de Truing Systems están diseñados para un proyecto específico, incluido el tipo de grano, el tamaño, la consistencia, el material aglutinante y la cantidad de piedra de afilar. Puede haber hasta seis tipos y concentraciones diferentes de esmeril en un rodillo. El posicionamiento de los rodillos y de los granos de arena depende de la precisión de la máquina herramienta.
Tru Tech, con sede en Michigan, tiene un conjunto de estándares muy estricto para rectificadoras CNC de alta precisión diseñadas específicamente para rectificar piezas cilíndricas. Sus características son las siguientes:
□ La velocidad del husillo es regulable, oscilando entre 2.000 y 5.000 r/min, y puede procesar diversas superficies;
□ La máquina herramienta se posiciona mediante un motor paso a paso en lugar de servo. El motor está terminado. La resolución de este codificador de motor es tan alta que la máquina se puede editar en incrementos de 0,00003 mm.
□ El rectificado en línea de la muela puede dar forma y rectificar la muela en el husillo. La muela tiene un acabado superficial más alto y una vida útil más larga.
La empresa utiliza una rectificadora de tres ejes con una única muela que puede rectificar y mecanizar múltiples formas en una sola pieza. Con solo un programa y una configuración, esta amoladora puede pulir múltiples pasos, radios, ángulos, conos invertidos y puntos de perforación con una sola rueda 1A1.
Las rectificadoras Tru Tech presentan una precisión de redondez de rectificado de 0,0004 mm, tolerancias de excentricidad de diámetro de 0,0008 mm para todas las piezas estándar y tolerancias de excentricidad de 0,00003 mm para piezas de alta precisión.
El sistema de rectificado de muelas abrasivas de tres ejes de Tru Tech garantiza un rendimiento de rectificado de alta precisión de la amoladora.
Sistema de software
El software de Tru Tech ayuda a los nuevos operadores con poca o ninguna experiencia a comenzar con las máquinas herramienta, programando la mayoría de las piezas de trabajo en menos de 5 minutos. El software de Tru Tech presenta funciones de autoformación y vídeos de "ayuda" integrados que guían a los operadores a través de la programación, la puesta en marcha, la configuración y el mantenimiento preventivo sin tener que abandonar la máquina. El software brinda a las empresas una mayor flexibilidad para capacitar a los empleados y reduce los costos de capacitación. En la industria del rectificado, es difícil encontrar operadores capacitados, y Tru Tech resuelve el problema de la falta de operadores capacitados fabricando máquinas rectificadoras de alta precisión equipadas con un buen software de interfaz de usuario que cualquiera puede aprender a operar rápidamente.
Rigidez dinámica y estabilidad térmica
La rigidez dinámica y la estabilidad térmica son dos cuestiones clave que afectan la precisión de las rectificadoras UGT Studer mediante el uso de granito sintético (principalmente unido con resina epoxi). ) en lugar de hierro fundido, las rectificadoras UGT Studer reducen la vibración y mejoran la estabilidad térmica interna para operaciones de rectificado de rodamientos de mayor precisión. En el pasado, las UGT utilizaban rodamientos hidrodinámicos, pero ahora han cambiado a rodamientos de bolas de contacto angular de alta precisión. Este tipo de rodamiento tiene alta precisión y mayor flexibilidad cuando cambia la velocidad. Sin embargo, los cojinetes hidrodinámicos todavía se utilizan en algunas máquinas herramienta especiales, como las máquinas que procesan boquillas de inyectores.
Al rectificar mandriles con tolerancias de escuadra entre 0,2 y 0,4 mm, las máquinas Studer están equipadas con motores lineales especialmente diseñados para lograr una precisión de mecanizado de hasta 10 nanómetros. Las ventajas de utilizar motores lineales son tiempos de corte y procesamiento más cortos, ahorro de tiempo de posicionamiento, y los motores lineales pueden moverse a altas velocidades, con velocidades de hasta 30 metros/minuto y aceleraciones de hasta 3 metros/segundo2.
Los fabricantes estadounidenses de automóviles y camiones prefieren utilizar procesos de rectificado en el procesamiento de conjuntos de engranajes cónicos. El método antiguo consiste en procesar, tratar térmicamente y luego moler. El nuevo método consiste en procesar, tratar térmicamente y luego moler. Al rectificar el conjunto de engranajes utilizando el método antiguo, el ajuste entre el engranaje pequeño y el engranaje grande es inseparable y ninguno de los engranajes se puede reemplazar a voluntad. Si se utiliza el proceso de rectificado, el piñón y el engranaje grande son intercambiables y se pueden mezclar fácilmente, porque las dimensiones geométricas del lado del diente y los errores de holgura son muy pequeños durante el proceso de rectificado, y la intercambiabilidad entre las piezas El sexo fue muy bueno.
Bevel Gear Technology descubrió que las tasas de desechos de molienda eran altas. Mediante el rectificado, la tolerancia positiva del engranaje se puede corregir fácilmente y la tasa de desperdicio se puede reducir a cero. En los componentes de automóviles con tracción delantera, el acabado de los engranajes cónicos en espiral y rectos también tiende al rectificado. Esto se debe al mayor par transmitido a través de estos engranajes y a la necesidad de reducir el ruido, especialmente en los rangos de velocidad de transmisión más altos.
Las cuestiones térmicas también son un tema importante a tener en cuenta. El diseño de Gleason, NY previene los efectos térmicos eliminando automáticamente los cambios dimensionales o no permitiendo que los cambios dimensionales causados por los efectos térmicos lleguen al área de trabajo. Además, se pueden utilizar métodos comunes de control de la temperatura del refrigerante y métodos complejos de compensación de la temperatura de los principales componentes mecánicos.