Nehmen Sie die schwierigen Dinge an

Es ist vielleicht nicht so toll, wie zu erfahren, dass die COVID-19-Impfstoffe zu über 90 Prozent wirksam sind, aber hier sind einige gute Neuigkeiten zur Pandemie: Einige der Hauptakteure im Grinding nutzten die Pause vom ständigen Verkaufen, um die Entwicklung und Tests abzuschließen, die für die Einführung von spannenden Produkten erforderlich waren neue Technologie. Beginnen wir mit Verbesserungen beim CDCF (Continuous Dress Creep Feed Grinding) und seinen langjährigen Bemühungen, das Fräsen für anspruchsvolle Anwendungen zu ersetzen.

Wie Phil Wiss, regionaler Vertriebsleiter für die Profilschleifabteilung von United Grinding North America, Miamisburg, Ohio, erklärte, liefert CDCF eine hohe Materialentfernungsrate (MRR) bei schwer zu bearbeitenden Materialien und macht gleichzeitig das Entgraten praktisch überflüssig. „Wenn Sie gehärtete Materialien haben, kann das Tiefschleifen andere Ansätze schlagen, die Sie dazu zwingen, Anwendungen zu kombinieren“, sagte er. Anstatt zum Beispiel weiches Material zu mahlen, dann wärmezubehandeln und dann fertig zu schleifen, „können Sie direkt auf den Punkt kommen und einen Schleichgangschleifen durchführen. Sie müssen keine weiteren Vorgänge hinzufügen.“ Und während Wiss erkannte, dass es den Herstellern schwerfällt, die Investition in eine teure Tiefschleifmaschine zu rechtfertigen, anstatt einen Entgrater für „15 Dollar pro Stunde“ zu bezahlen, sagte er, dass die Entscheidung immer klarer werde. „Es wird immer schwieriger, jemanden zu finden, der bereit ist, ein Entgratungswerkzeug in die Hand zu nehmen und zu versuchen, ein Teil zu reinigen.“

Wiss bot einen vielleicht klareren Fall an, in dem CDCF das Fräsen übertrifft: ein 24 × 0,4 Zoll (610 × 10,16 mm) großes medizinisches Teil, das Fräswerkzeuge verschlang. Es gibt zwei Versionen, erklärte Wiss. „Eine ähnelt einer Nickellegierung und die andere.“ other ist ein Titanderivat. Beides ist sehr schwer zu bearbeiten.“ Das Teil hat über die gesamte Länge eine enge Toleranz, und Fräswerkzeuge würden den Schnitt nicht überstehen, ohne sie auf einen sehr leichten Durchgang zu beschränken, was mehrere Schnitte und häufige Werkzeugwechsel erforderlich macht. Und dennoch der Ausschuss Die Rate lag bei über 20 Prozent, fügte Wiss hinzu. „Es war nur ein sehr langsamer Prozess und vom Werkzeugstandpunkt aus teuer.“ Die Situation wurde unerträglich, als die benötigten Teilemengen zunahmen, und so wechselte das Unternehmen zum CDCF-Schleifen. Jetzt nehmen sie das Teil in Angriff einem Durchgang.

„Eine weitere Besonderheit des kontinuierlichen Abrichtschleifens mit Kriechvorschub besteht darin, dass Sie genau wissen, wie hoch Ihre Werkzeugkosten sind“, so Wiss. „Bei einer kontinuierlichen Abrichtanwendung führen Sie die Diamantrolle der Schleifscheibe mit einer festgelegten Geschwindigkeit zu, sagen wir bei.“ sieben Millionstel pro Umdrehung. Und wenn Sie einen 20 Zoll langen [50,8 cm] Schnitt mit 20 Bildern pro Minute haben, können Sie genau berechnen, wie hoch Ihr Radverschleiß bei dieser Schnittlänge sein wird. Daher können Sie diesem Teil bestimmte Werkzeugkosten zuordnen, da Sie genau wissen, wie viele Teile Sie pro Rad erhalten. Es gibt keine Überraschungen. Es ist ein sehr kalkulierter Prozess und Sie können diese Kosten an denjenigen weitergeben, an den Sie das Teil verkaufen.“

Bei Norton | Das Unternehmen Saint-Gobain Abrasives in Worcester, Massachusetts, trägt mit neuen Scheiben für CDCF-Anwendungen sowie neuen Superschleifmitteln eine Vorreiterrolle bei. Dave Goetz, Ingenieur für Unternehmensanwendungen, erklärte, dass die ältere Keramikscheibe des Unternehmens, „die SG, wie wir sie nannten, viel Leistung, Schleifenergie und Kraft benötigt, um das Korn zu brechen. Daher war sie bei einigen Anwendungen nicht optimal. Unsere neue.“ Norton Quantum Prime ist ein bröckeliges Keramikkorn. Das Korn selbst bricht viel leichter in Mikrorisse und schärft sich selbst. Aber es hat die Schnittgeschwindigkeit und die Lebensdauer der SG-Räder. Sie können also höhere Abtragsraten erzielen mehr Teile pro Rad, und in der Regel kann man damit die Zykluszeit verkürzen.“

Natürlich ist er begeistert, dass der Name schon an Q-prime erinnert! Bei einem OD-Lagerschliff, bei dem das Material 62 Rockwell 100Cr6 war, konnte die neue Quantum Prime die Zykluszeit um 9,3 Sekunden verkürzen und die Anzahl der Teile pro Kleid im Vergleich zur Keramikscheibe der vorherigen Generation um 150 Prozent steigern.

Goetz sagte, dass der Quantum Prime auch besser abschneide als die Originalversion. „Wenn Sie versuchen, einen bestimmten Ra- oder Rz-Wert zu erreichen, müssen Sie oft zu einer feineren Körnung wechseln, um das Finish zu erzielen, was mit einem entsprechenden Verlust des größeren Materialabtrags einhergeht. Nehmen wir an, eine Körnung von 80 hätte dies erreichen können.“ das Finish, aber man musste auf 100 oder 120 gehen, weil die Körner gebrochen waren. Das Quantum Prime-Korn verhält sich wie ein echtes 80er-Korn. Jetzt können wir also nach unten gehen und das gleiche Finish und die gleichen Abtragsraten erzielen und müssen nicht mit der Korngröße spielen oder diese anpassen, um alle Ziele zu erreichen.“

Goetz fügte hinzu, dass Norton | Saint-Gobain Abrasives ist auch mit extrudierten, geformten Körnern erfolgreich, die das Unternehmen TQ und TQX nennt. Bei einem typischen Schleifmittel, erklärte er, werden die Kristalle als Schicht gezüchtet, gebrochen und dann mit einem Netz nach Durchmesser sortiert. „Es gibt keine wirkliche Kontrolle über die Form des Korns. Das Einzige, was man kontrolliert, ist die Partikelgröße. Aber die Form dieses Korns wird dadurch kontrolliert, wie der ursprüngliche Kristall gebrochen ist.“ Umgekehrt kann die Saint-Gobain-Abteilung, die das TQ-Korn liefert, den Durchmesser des Kristalls steuern, während er wächst und in die Form extrudiert wird, und dann bis zu einem gewissen Grad die Länge des Korns steuern, wenn es gebrochen wird.

Goetz beschrieb TQ als „wie ein Kuchenstreusel oder ein Stück zerbrochene Spaghetti“ und sagte, dass das Korn einen höheren Materialabtrag erreiche, weil „wenn sich die zerbrochenen Nudelstücke vermischen, sie alle in verschiedenen Ausrichtungen vorliegen. Wenn sie also durch Ihr kommen.“ Schleifzone gibt es mindestens eine scharfe Schneidspitze. In den Tests, die ich durchgeführt habe, stellen wir eine deutliche Verbesserung des Materialabtrags im Vergleich zu anderen Keramiken fest.“

Die Paradigm-Diamantscheibe von Norton ist eine „alte Neuigkeit“ in der Welt des Schleifens von Hartmetall-Schneidwerkzeugen, aber Wiss von United Grinding sagte, dass sie jetzt bei der Herstellung anderer Nichteisenteile ins Spiel kommt, einschließlich Anwendungen in CMC (Keramikmatrix-Verbundwerkstoff) und Silizium. „Wir haben einige Testschliffe an dem Siliziummaterial durchgeführt, das für die Herstellung von Mikrochips verwendet wird“, erzählt Wiss. „Es ist ein sehr schwer zu bearbeitendes Material, ein staubiges, späneartiges Material, das auch etwas schwierig zu schleifen ist. Aber mit einer Paradigm-Scheibe konnten wir es wie Butter schneiden. Wir konnten dieses Material tief durchschleifen.“ Schnitte, hohe Geschwindigkeiten und sehr geringer bis gar kein Schleifscheibenverschleiß.“

Goetz erklärte, dass es sich bei Paradigm um eine „einzigartige, abrichtbare Metallbindung“ handelt. Sie können sie also online abrichten und abrichten, wenn Ihre Maschine dazu in der Lage ist, und dazu spezielle CVD-verstärkte Abrichtrollen verwenden. Dadurch können Sie das Radprofil und den Oberflächenzustand beibehalten. Das ist es sehr freier Schnitt. Und weil es das Korn so lange und so gut hält, ermöglicht es Ihnen, das volle Diamantkorn optimal zu nutzen. Wenn Ihr Korn dann stumpf wird, sind Sie bereits dabei, es zu zerkleinern und zu entfernen die Bindung, um die nächste Schnittschicht an die Oberfläche zu bringen. Daher ist eine längere Lebensdauer der Scheibe ein großer Vorteil. Und sie ist von Anfang bis Ende sehr konstant. Sie sehen nicht annähernd so viel Veränderung im Durchmesser, wie es bei der Abnutzung der Fall ist einige herkömmliche Räder.

Für Eisenanwendungen mit CBN, Norton | Saint-Gobain Abrasives hat eine neue Bindung für superabrasive CBN-Schleifscheiben namens Vitron 7 entwickelt (vertrieben unter der Marke Norton Winter). Laut Goetz hat diese neue Technologie zu einer Umstellung von konventionellen auf Superschleifmittel beigetragen. „Sie entscheiden sich für eine höherpreisige Schleifscheibe, aber Sie nutzen die Schleifscheibe so viel länger, mit höherem Materialabtrag und weitaus mehr Teilen pro Kleid, sodass die niedrigeren Betriebskosten der Umstellung auf das Superschleifmittel den Preis der Schleifscheibe mehr als ausgleichen Rad“, wie Goetz es ausdrückte. Das Unternehmen meldet bis zu 40 Prozent längere Lebensdauer der Scheiben im Vergleich zu bestehenden Produkten und sagt: „Vitron7-Scheiben schleifen aufgrund einer geringeren spezifischen Schleifenergie auch kühler, was eine minimale Restspannung gewährleistet, für eine überlegene Teilequalität mit einer Reduzierung der Oberflächenrauheit um bis zu 30 Prozent.“ "

Wiss warnte davor, dass der Abrichtzyklus bei diesen Rädern intermittierend ist (im Gegensatz zu CDCF) und es praktisch unmöglich ist, die Abnutzungsrate der Abrichtscheibe vorherzusagen, sodass man eine Möglichkeit braucht, den Prozess zu überwachen. Der bevorzugte Ansatz von United Grinding besteht darin, das Teil zu messen und diese Daten zu verwenden, um Änderungen an der Schleifscheibe und der Abrichtscheibe zu interpretieren. Dies kann entweder durch „Antasten des Teils in der Maschine“ erfolgen oder durch ein geschlossenes Kreislaufsystem, bei dem Sie das Teil herausnehmen, es in einem KMG neben der Maschine messen und diese Daten dann an die Maschine zurückgeben „Du schleifst den nächsten Teil“, erklärte Wiss. „Wir sehen einen großen Vorstoß bei den Kunden – insbesondere bei denen, die das gleiche Teil in großen Stückzahlen fertigen –, das KMG in die Zelle zu integrieren. Es kann roboterbeladen oder manuell beladen werden, aber man muss dieses Feedback zurück in die Zelle bekommen.“ Maschine für kritische Funktionen.

Wiss berichtete, dass ein weiterer Trend die zunehmende Verbreitung von Schleifmaschinen sei, die auch fräsen, bohren und Gewindefräsen können. Er führte dies auf den allgemeinen Verlust von Handwerkern, Programmierern und qualifizierten Bedienern zurück, der die Hersteller dazu zwinge, „von Werkzeugmaschinen viel mehr zu verlangen, als sie es in der Vergangenheit getan haben“. Je mehr Sie in einem Setup erledigen können, desto weniger müssen Sie sich darauf verlassen, dass Ihre Bediener mehrere Setups perfekt durchführen, und desto weniger Zeit wird für den Transport von Teilen von Maschine zu Maschine aufgewendet. Während United Grinding seit etwa zehn Jahren ein gewisses Maß an Multitasking bietet, hat das Unternehmen laut Wiss in dieser Zeit gelernt und aktuelle Modelle profitieren von dieser Erfahrung. Dazu gehören Funktionen wie Kühlmittelzufuhr durch die Spindel (die zum Schleifen nicht erforderlich war) und eine zweite Steuerung am hinteren Werkzeugwechsler, die es dem Bediener ermöglicht, Schleifscheiben und Schneidwerkzeuge auszutauschen, ohne die laufende Arbeit zu unterbrechen.

Eine weitere Erkenntnis, die United Grinding durch die Erweiterung der Fräskapazitäten gewonnen hat, war die Notwendigkeit höherer Spindelgeschwindigkeiten als die, die normalerweise beim Schleifen verwendet werden, sagte Wiss. Die führenden Multitasking-Plattformen des Unternehmens sind die Maschinen Mägerle MFP 30, 50, 51 und 100, allesamt schnelle, fünfachsige, drehmomentstarke Hochleistungsmaschinen (teilweise mit über 100 PS). Während das Erreichen höherer Geschwindigkeiten einen gewissen Leistungsverlust erfordert, sagte Wiss, dass 40 PS bei Multitasking-Maschinen ausreichend seien.

Fünf-Achsen-Multitasking erfordert laut Wiss auch eine 3D-Simulation, um „sicherzustellen, dass ein Scheibenpaket in die Maschine passt und wir um die Vorrichtungen herum genügend Freiraum haben, um das Teil zu schleifen und zu bearbeiten.“ Und wie bei den meisten Fünf-Achsen-Arbeiten möchten Werkstätten im Allgemeinen offline mit einem erfahrenen Ingenieur unter Verwendung eines guten CAD/CAM-Pakets programmieren. Für die Flach- und Profilschleifmaschinen Mägerle und Blohm von United Grinding ist Siemens NX die natürliche „Brücke“, wie Wiss es ausdrückte. Die Maschinen sind mit Siemens-Steuerungen ausgestattet und United Grinding profitiert nicht nur von NX zur Programmierung von Vorschüben und Geschwindigkeiten für die Fräsvorgänge, sondern bietet auch eine Reihe von Schleifmakros für NX an, die Funktionen für kontinuierliches Abrichten umfassen.

Die große Neuigkeit bei JTEKT Toyoda Americas Corp. ist ein äußerst präziser Walzenschleifer für Elektrofahrzeugbatterien. Konkret schleift diese neue Maschine die Walzen, aus denen die Aluminium- und Kupferbleche hergestellt werden, die für die Kathode und Anode der Batteriezellen verwendet werden. Wie Shane Farrant, nationaler Produktmanager für Schleifmaschinen bei JTEKT Toyoda mit Sitz in Arlington Heights, Illinois, erklärt: „Jegliche Unvollkommenheiten in der Walze übertragen sich beim Ausrollen auf die Bleche, sodass wir Oberflächengüten von 0,15 μm Ra und erreichen.“ Zylindrizitäten von einem halben Mikrometer pro Meter über die gesamte Länge der Rolle, die vier Meter betragen könnte.

Die Einzelheiten darüber, wie Toyoda diese Zahlen erreicht, sind geheim, mit Ausnahme der Tatsache, dass das Unternehmen mit einer seiner beliebtesten großen Maschinen für Hochpräzisionsschleifen begann und NC-Lünetten und Toyodas hydrostatische Technologien in die Spindel, das Führungssystem und die Unterbaugruppenkomponenten einbezog. Aber die neue Maschine namens GR7 sei „speziell für das Schleifen dieser Walzen konzipiert“, sagte Farrant. Er fügte hinzu, dass die besonderen Merkmale der Maschine auch dafür sorgen, dass die Toleranzen über längere Zeiträume eingehalten werden können, sowie proprietäre Software, um die Rüstzeit des Bedieners zu verkürzen.

Über den GR7 hinaus sieht Farrant allgemein einen Anstieg der Anfragen nach großen Mühlen. „Wir sehen es bei der Herstellung von Schneidfarben oder bei Walzen, die für den Druck oder die Papierherstellung verwendet werden. Wir sehen es bei Wellen von Elektromotoren. Bei Kompressoren und ähnlichen Dingen.“ Toyoda bietet für diese Anwendungen Maschinen an, die bis zu 157,4 Zoll (4 m) zwischen den Spitzen arbeiten und fast 26 Zoll (660 mm) schwenken. Ein Modell hat eine Tragfähigkeit von 6.600 lb (3.000 kg) zwischen den Zentren. Für Anwendungen wie große Druckrollen, die nicht die extremen Toleranzen der EV-Batterierollen aufweisen, „würden wir im Allgemeinen zu einem Gerät wie dem GE6 greifen“, sagte Farrant.

Ein weiteres Beispiel dafür, wie man die Pandemie optimal nutzt, um eine wichtige Entwicklung zum Abschluss zu bringen, ist die neue Generation von Außen-/Innenschleifmaschinen von Danobat, sogenannte CG-Maschinen, die mit Standardausrüstung konventionelle Schleifmittel mit Scheibengeschwindigkeiten von 80 m/s (16.000 sfpm) auftragen können. Dies steigert die Produktivität in vielen Anwendungen um bis zu 20 Prozent.

Das sagt Danel Epelde, Business Development Director von Danobat mit Sitz in Elgoibar, Spanien und Humble, Texas. Er sagte, dass der CG dank intelligenter Technik, die die Anzahl der Komponenten reduziert, Ferndiagnose, vorausschauender Wartung und der Erfahrung von Danobat bei der Herstellung von Maschinen für die Massenproduktion auch eine nahezu 100-prozentige Verfügbarkeit bietet. Darüber hinaus ermöglicht das außergewöhnliche Kreuzschlitten-Design und der schwenkbare B-Achsen-Schleifkopf der CG das Schleifen verschiedenster Teilegrößen und -geometrien (einschließlich unrunder Teile) auf kompaktem Raum.

Eine Reihe zusätzlicher Faktoren tragen dazu bei, dass die CG diese seltene Kombination von Vorteilen erzielen kann, erklärte Epelde. „Wir verwenden Linearmotoren für alle Linearachsen und Direktantriebsmotoren für alle Rotationsachsen. Und auch für den Maschinenfuß setzt Danobat Naturgranit ein, der hinsichtlich Vibrationsdämpfung, Temperaturstabilität und Steifigkeit besser ist als synthetischer Granit oder andere Materialien.“ . Die Maschine kann auch an spezifische Anforderungen angepasst werden. Sie können aus einer breiten Palette von Schleifkopfkonfigurationen wählen und Messsysteme, konventionelle oder selbstzentrierende Lünetten, Gegenspindeln, automatische Konizitätskorrektur, Superfinish-Stationen, Entgratungssysteme usw. hinzufügen. Lasermessgeräte und mehr.“ Die Anwendungen reichen von Zahnrädern und Wellen bis hin zu Gleichlaufgelenken, Bohrern und Schraubenkompressoren.

Wie der US-Distributor Daniel Rey von Rey Technologies, St. Charles, Illinois, es ausdrückte: „Der CG passt perfekt zum US-Markt, weil die meisten Kunden hier eine vielseitige Lösung wünschen, auch wenn sie sicher sind, dass der aktuelle Auftrag ausgeführt wird.“ Schon seit langem. Und jeder ist von dem höheren Durchsatz begeistert, den man mit diesen Radgeschwindigkeiten erzielen kann. Wir freuen uns darauf, die neue Maschine in unserem Demozentrum in der Nähe von Houston vorzuführen.“

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