¿Cambiar a la molienda podría ayudar a mi proceso de fabricación?

Oct 06, 2023

Si bien los avances recientes en los centros de mecanizado han permitido una mayor capacidad en operaciones de alto volumen, existen varios factores que aún requieren la necesidad de rectificado. El rectificado tiene muchas ventajas sobre el mecanizado convencional, incluida una mayor vida útil de la herramienta, acabados superficiales más finos y la capacidad de eliminar con mayor eficacia materiales difíciles de mecanizar (como nuevos compuestos cerámicos y aleaciones metálicas impregnadas de carburo). ¿Cuáles son los beneficios que proporciona la nueva tecnología de rectificado sobre el mecanizado convencional? ¿Y qué debe tener en cuenta al convertir las aplicaciones de mecanizado actuales en rectificado? sigue leyendo

Tradicionalmente, el mecanizado es un proceso muy eficiente capaz de eliminar material rápidamente. Impulsado por superficies de corte relativamente grandes y tamaños de viruta grandes, la cantidad de interacciones por fricción (roce y arado) entre la herramienta y la pieza de trabajo en comparación con el rectificado es mínima; esto reduce la necesidad de complejos sistemas de refrigeración. Sin embargo, el gran tamaño de la viruta puede tener un impacto perjudicial en la rugosidad de la superficie final de la pieza, lo que a menudo requiere un proceso de esmerilado posterior para generar acabados finos. Los recientes avances en la química de granos y aglomerantes abrasivos, y en las tecnologías de boquillas de refrigeración y máquinas han permitido que las aplicaciones de rectificado compitan e incluso superen las tasas de eliminación de material de mecanizado en aleaciones nuevas y difíciles de mecanizar. Esto, junto con el beneficio adicional de poder realizar operaciones de rectificado de desbaste y acabado en la misma plataforma de la máquina, se ha convertido en un medio rentable de fabricación.

Los beneficios del esmerilado provienen de tener cientos de puntos de corte en una muela abrasiva típica (frente a unos pocos en un molino o torno típico). Los muchos puntos de corte tenderán a crear virutas más pequeñas, mejorando así el acabado de la superficie e impartiendo una tensión residual de compresión en la superficie de la pieza. Además, el gran aumento en el número de puntos de corte permite un desgaste más distribuido y uniforme a lo largo de la muela abrasiva, lo que se traduce en una mayor vida útil de la muela y menos cambios de herramientas. Una muela abrasiva típica utiliza cerámica dura o granos superabrasivos, que son significativamente más duros que muchas de las herramientas de mecanizado del mercado (aunque las herramientas de cerámica se acercan).

Al considerar si una aplicación de mecanizado o torneado existente puede realizarse mediante rectificado, el primer paso en el proceso debe ser evaluar las limitaciones del proceso, los puntos débiles y los materiales.

Los problemas comunes que pueden prestarse a una solución de rectificado incluyen:

Para nuevos procesos, la selección de una plataforma de rectificado tiene varias ventajas sobre las plataformas de mecanizado convencionales, incluida una mayor rigidez, capacidades de preparación y sistemas de refrigeración de precisión. Sin embargo, si busca modernizar un proceso existente que utiliza equipos de mecanizado, a menudo se puede lograr con algunas modificaciones de refrigerante y muelas abrasivas galvanizadas, que no requieren preparación para mantener su forma. El reacondicionamiento requerido en estas situaciones se relaciona principalmente con la conversión del sistema de refrigeración en aceite de molienda, que generalmente se optimiza para una variedad de condiciones, como puntos de inflamación más altos, baja formación de espuma y factores ambientales/de limpieza. El mayor cambio en la actualización de un proceso existente es garantizar una velocidad adecuada para que coincida con la velocidad de la rueda. En comparación con la compra de nuevos equipos, estas son medidas relativamente rentables para convertir los procesos de mecanizado existentes en rectificado.

Los beneficios de las ruedas galvanizadas en estas aplicaciones incluyen la capacidad de enchapar casi cualquier forma, incluidos taladros, fresas, ruedas y púas, y la capacidad de mantener tolerancias finas (hasta 0,0004" en algunos casos) donde es necesario generar características críticas. .

Hay muchos ejemplos de cómo los clientes han adaptado esta máquina al concepto de rectificado para mejorar el proceso general y ahorrar costos. En un ejemplo, una empresa de energía estaba torneando en cerámica dos rodamientos para una turbina. El desafío era garantizar que las carreras fueran idénticas entre sí después de endurecerlas a 65RHC. Debido al desgaste de los insertos cerámicos durante el torneado, hubo una cantidad significativa de retrabajo de la pieza para que las pistas coincidieran. La solución fue implementar una muela abrasiva galvanizada que pudiera rectificar ambas pistas endurecidas simultáneamente. Debido a que la muela abrasiva utilizaba abrasivos cBN y tenía un desgaste muy bajo y uniforme, esto eliminó el reproceso. Como resultado, esto redujo el tiempo total del ciclo por pieza de 30 minutos a 11 minutos, lo que ahorró a la empresa más de $80 000 al año.

Otro ejemplo es el rectificado de engranajes a partir de sólidos. Es una práctica común fresar o tallar engranajes en un estado reblandecido, luego endurecer y rectificar el acabado final. Algunos han adoptado el enfoque de endurecer primero los engranajes, luego el desbaste y el acabado en una sola amoladora con muelas abrasivas de alto rendimiento, como Norton Xtrimium o Quantum. Un cliente pudo reducir el tiempo del ciclo a la mitad aplicando esta técnica.

No todos los clientes podrán modificar o comprar nuevos equipos para probar si el rectificado es una buena solución frente al mecanizado. En un caso, un cliente estaba utilizando un proceso de mecanizado en un centro de mecanizado simple de 3 ejes. Estaban teniendo problemas con el desgarro del material cuando operaban molinos de bolas pequeños en características de tolerancia estrecha. El enfoque que adoptaron fue pedir canillas electrochapadas del mismo tamaño y forma que los molinos de bolas para usar en las operaciones de acabado. Esto eliminó el desgarro del material (debido al tamaño más pequeño de la viruta) y no requirió ningún cambio en el equipo existente para implementarlo. Aunque las herramientas de rectificado tienen un precio más alto que las herramientas de molino de bolas, esto se justificó por los importantes ahorros de costos en el tiempo de reprocesamiento al no tener desgarros en el material.

Muchas industrias de alto rendimiento, incluidas las del sector aeroespacial, han realizado enormes inversiones en celdas de molienda de última generación para capturar las capacidades de molienda y mecanizado para optimizar los procesos. Para aquellos clientes con producción de alto volumen y mezcla baja, utilizar lo último en plataformas de rectificadoras de alto rendimiento y tecnología de ruedas puede mostrar mejoras significativas en relación con el mecanizado. Pero para muchas empresas más pequeñas, es posible que estas celdas no justifiquen el costo, especialmente para instalaciones de bajo volumen y alta combinación. En estos casos, convertir un proceso de mecanizado existente en rectificado con herramientas electrochapadas puede tener grandes beneficios en términos de tiempo de ciclo, menor costo total por pieza, vida útil mejorada de la herramienta y consistencia en la calidad de la pieza.

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