¿Cómo afilar agujas excéntricas (varillas excéntricas, círculos excéntricos) (tipo de precisión) con una amoladora de superficie y cómo calibrar un reloj específicamente?
2006-12-29 16:05:00
La máquina herramienta en sí no es el único secreto para lograr un rectificado de alta precisión. Factores como la muela y el tamaño del grano, el sistema de rectificado de la muela, el sistema de software, la inteligencia del operador, etc. desempeñan un papel clave en el procesamiento y producción de productos de alta precisión.
La molienda se ha convertido en un método de procesamiento que la gente está cada vez más dispuesta a utilizar. 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 el precio de las muelas abrasivas de CBN sigue bajando, las máquinas rectificadoras se han convertido en un producto más comercial. La máquina rectificadora y el proceso de molienda se han mejorado y mejorado aún más mediante la introducción de nuevos tamaños de grano abrasivo en todos los ámbitos. Ahora todo el mercado está básicamente monopolizado por molinos relativamente sofisticados. Sin embargo, la máquina herramienta en sí no es el único secreto del rectificado de alta precisión. Factores como la muela y el tamaño del grano, el sistema de rectificado de la muela, el sistema de software, la inteligencia del operador, etc. desempeñan un papel clave en el procesamiento y la producción de productos de alta precisión. A continuación, presentamos estos factores que afectan la calidad del procesamiento de las máquinas rectificadoras.
Muelas abrasivas y tamaño de grano
El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología del NIST se dedica principalmente a la investigación de tecnología 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 procesamiento, utilizaron una muela abrasiva SLA con un diámetro de 254 mm y estudiaron su funcionamiento a una velocidad de rotación de 14000 r/min y una velocidad lineal superficial de 186 m/s. Los resultados mostraron que a medida que aumenta el tiempo de rectificado, A medida que aumenta la temperatura de rectificado, los granos abrasivos expuestos en la muela aumentan, la superficie de desgaste se expande y se produce un embotamiento continuo del grano abrasivo. La temperatura y la resistencia del rectificado también aumentan, pero ningún grano abrasivo se rompe ni se cae. Los ingenieros mecánicos buscan comprender cómo las velocidades de avance afectan el desgaste de las muelas abrasivas SLA, encontrar patrones de daño por calor latente causado por un mayor desgaste en áreas planas y predecir variables que puedan ajustar de manera efectiva el proceso de producción.
Así, los investigadores mapearon la microestructura de la superficie de la muela. A medida que aumenta el grado de desgaste causado por la muela que funciona a diferentes avances y velocidades, el tamaño, la forma y la distribución de los granos abrasivos cambian. El cuadro muestra que algunas muelas abrasivas tienen más granos abrasivos de los realmente necesarios, y los granos abrasivos deben distribuirse de manera difusa en lugar de formar costras en la superficie de la muela. La investigación del NIST confirma que cuando se utilizan muelas abrasivas SLA, cada pieza no debe rectificarse a la misma velocidad y avance porque los parámetros de corte ideales variarán según el grado de desgaste de la muela. Las diferentes piezas deben tratarse de manera diferente y las variables deben ajustarse adecuadamente. Esto puede reducir en gran medida el costo de procesamiento de cada pieza y evitar el desperdicio de una gran cantidad de muelas abrasivas no utilizadas.
Para obtener suficiente información para predecir los parámetros de corte de la muela, la forma y el tamaño de los granos abrasivos de la muela SLA deben ser regulares. Si el usuario sabe que la microestructura de la muela es consistente con la superficie de la muela, 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. Se ha aplicado la última tecnología de rectificado en el diseño o producción de máquinas herramienta y muelas abrasivas relativamente especiales. Por ejemplo, el rectificado ELID es un nuevo método de rectificado que combina muelas electrolíticas con el rectificado mecánico tradicional. Dependiendo de la elección del agente adhesivo se puede lograr un pulido eficiente y un pulido espejo. Asimismo, los nuevos aglutinantes de vidrio para muelas abrasivas de diamante y superabrasivos CBN también plantean nuevas exigencias a los sistemas de rectificado de muelas para estas aplicaciones especiales.
Los clientes tienen requisitos muy específicos para las muelas abrasivas, como mejores tolerancias dimensionales, conicidad y redondez, especialmente en la industria automotriz y aplicaciones de rodamientos. Por lo tanto, se espera que la velocidad de molienda del material pueda aumentarse a 16,39 cm3/min y que el valor de Cpk pueda mantenerse en 1,33 o mejor. Es muy importante garantizar que las piezas del rodamiento tengan buena redondez y acabado superficial, lo que ayudará a reducir la fricción, el ruido y el traqueteo y prolongará la vida útil.
Saint-Gobain se centra en la investigación para mejorar las muelas abrasivas porosas.
Ya sea que se utilicen herramientas de rectificado ordinarias o materiales CBN, en aplicaciones de rectificado de precisión para automóviles, la muela debe utilizar un agente adhesivo para vidrio, que puede hacer que la herramienta de rectificado tenga una mejor fuerza de unión y obtenga un mayor rendimiento de rectificado. La porosidad de la muela abrasiva permite que la muela lleve más refrigerante de rectificado al área del arco de viruta y también reserva más espacio para las virutas de rectificado, lo que puede reducir la fricción mutua entre las piezas y las virutas en el área de rectificado. El volumen de abrasivo en una muela abrasiva generalmente se describe por textura (abrasivos comunes) o concentración (esmeril o materiales CBN). En términos generales, en aplicaciones con grandes áreas de contacto y alta sensibilidad al daño de la estructura metalográfica, como rectificado por avance lento, discos dobles o acero de alta aleación, se deben utilizar muelas abrasivas con estructuras sueltas o de baja concentración (pequeño volumen de abrasivo). La nueva tecnología abrasiva simple de Saint-Gobain permite una estructura de muela más suelta sin necesidad de agujeros artificiales.
Los rodillos de esmeril y los bloques de rectificado de muelas producidos por Truing Systems en los Estados Unidos tienen una tolerancia de 0,5 mm y una alta precisión dimensional esférica. El estándar de servicio se ha mejorado de Ra16 al actual Ra4. En la década de 1990, el torneado de materiales duros dominaba el mercado del rectificado, pero ahora la situación es todo lo contrario. Este cambio se debe a la caída del precio de los materiales CBN y al hecho de que la molienda es más adecuada para el procesamiento de materiales duros.
El sistema de rectificado reduce el tiempo del ciclo de rectificado y mejora la consistencia de la muela al acortar los intervalos de rectificado. Además, los materiales ásperos aumentan el desgaste de la muela, lo que requiere un sistema de rectificado más áspero.
Los rodillos de esmeril de Truing Systems están diseñados para un proyecto específico, incluido el tipo de piedra de afilar, el tamaño, la concentración, el material de unión y la cantidad. Puede haber hasta seis tipos y concentraciones diferentes de esmeril en los rodillos. El posicionamiento de los rodillos y muelas depende de la precisión de la máquina herramienta.
Tru Tech, con sede en Michigan, establece un conjunto de estándares muy estrictos para las rectificadoras CNC de alta precisión, que están diseñadas para rectificar piezas cilíndricas. Sus características son las siguientes:
La velocidad del husillo es ajustable, con un rango de velocidad de 2000-5000 rpm, y se puede utilizar para el acabado de diversas superficies;
□La máquina herramienta El posicionamiento utiliza un motor paso a paso en lugar de un servomotor. La resolución de este codificador de motor es muy alta y la máquina herramienta puede editar en incrementos de 0,00003 mm.
El rectificado en línea de la muela permite rectificar la muela en el husillo, lo que resulta en un mejor acabado superficial y más tiempo. vida útil de la muela.
La empresa utiliza una amoladora de tres ejes con una muela abrasiva, que puede rectificar varias formas en una misma pieza. La amoladora requiere solo un programa y una configuración de depuración para pulir múltiples pasos, radios, ángulos, chaflanes y puntos de perforación con una muela abrasiva 1A1.
Las características anteriores de la rectificadora Tru Tech permiten que la precisión de la redondez del rectificado alcance 0,0004 mm. La excentricidad entre los diámetros de todas las piezas estándar se mantiene dentro de una tolerancia de 0,0008 mm, y la tolerancia de excentricidad de las piezas de alta precisión está dentro de 0,00003 mm
El sistema de rectificado de muelas de 3 ejes de Tru Tech garantiza una alta precisión molienda del rendimiento del molinillo.
Sistema de software
Este software puede ayudar a los nuevos operadores con poca experiencia operativa a trabajar en la máquina herramienta. La mayoría de los programas de procesamiento de piezas se pueden compilar en 5 minutos. El software de Tru Tech incluye vídeos de "ayuda" integrados y de autoformación que guían a los operadores a través de la programación, la puesta en servicio, la configuración y el mantenimiento preventivo sin salir de la máquina. El software aumenta enormemente la flexibilidad de la empresa en el proceso de formación cruzada de los empleados y reduce los costes de formación. Es difícil encontrar operadores cualificados en la industria de la molienda. Tru Tech fabrica una rectificadora de alta precisión con un buen software de interfaz de usuario que cualquiera puede aprender a utilizar rápidamente, solucionando así el problema de la falta de operadores capacitados.
Rigidez dinámica y estabilidad térmica
La rigidez dinámica y la estabilidad térmica son dos cuestiones clave que afectan la precisión de las rectificadoras de pernos UGT. UGT utiliza granito artificial (principalmente bloques de granito unidos con resina epoxi) en lugar de hierro fundido, reduciendo así la vibración de la máquina herramienta y mejorando la estabilidad térmica dentro de la máquina herramienta. Las rectificadoras de pernos se utilizan para el rectificado de rodamientos de alta precisión.
En el pasado, UGT utilizaba rodamientos hidrodinámicos, pero ahora utiliza rodamientos de bolas de contacto angular de alta precisión. Proporciona alta precisión y mayor flexibilidad cuando cambia la velocidad. Sin embargo, los cojinetes hidrodinámicos se utilizan en algunas máquinas herramienta especiales, como máquinas herramienta especiales para procesar boquillas de aceite. Al rectificar el mandril, su tolerancia de redondez es de entre 0,2 y 0,4 mm. La máquina herramienta Studer está equipada con un motor lineal especialmente diseñado, que puede alcanzar una precisión de procesamiento de 10 nm. La ventaja de utilizar motores lineales es un menor tiempo de corte y menor tiempo de posicionamiento. El motor lineal puede moverse a alta velocidad a una velocidad de 30 m/min y una aceleración de 3 m/s2.
Los fabricantes de automóviles y camiones estadounidenses tienden a utilizar tecnología de rectificado en el procesamiento de conjuntos de engranajes cónicos. El método antiguo consiste en mecanizar, tratar térmicamente y luego rectificar, mientras que el nuevo método consiste en mecanizar, tratar térmicamente y rectificar. Al rectificar un conjunto de componentes de engranajes utilizando el método antiguo, el ajuste entre el piñón y el engranaje grande es inseparable y ninguno de los engranajes se puede reemplazar a voluntad. Si se adopta el método de rectificado, el piñón y el engranaje grande son intercambiables y se pueden mezclar y ensamblar fácilmente, porque los errores de geometría y juego del lado del diente de rectificado son muy pequeños y la intercambiabilidad entre piezas es muy buena.
La tecnología de engranajes cónicos descubrió que el método de molienda tiene una alta tasa de desechos. Cuando se utiliza el rectificado, las tolerancias positivas en los engranajes se pueden corregir fácilmente y la tasa de desperdicio se puede llevar a cero. En piezas de automóviles con tracción delantera, el rectificado también tiende a usarse para el acabado de engranajes rectos y cónicos en espiral. Esto se debe a que el par transmitido a través de estos engranajes aumenta, especialmente en los rangos de velocidad de transmisión más altos, para lograr requisitos de ruido reducidos.
La disipación de calor también es un tema importante a tener en cuenta. El concepto de diseño de Gleason, Nueva York, es prevenir los efectos térmicos eliminando automáticamente los cambios dimensionales o evitando que los cambios dimensionales causados por los efectos térmicos lleguen al área de trabajo. Además, los componentes mecánicos principales pueden utilizar métodos ordinarios de control de temperatura del refrigerante y métodos complejos de compensación de temperatura.