Produkcja precyzyjnych części maszyn wymaga zachowania nie tylko odpowiednich wymiarów, ale także właściwych zależności geometrycznych pomiędzy poszczególnymi powierzchniami. Szczególnie wymagające są detale, w których należy wyszlifować średnicę zewnętrzną, otwór, bark oraz powierzchnię czołową. W takich przypadkach każda zmiana zamocowania przedmiotu może zwiększać ryzyko powstania błędów współosiowości, bicia lub prostopadłości.
Rozwiązaniem pozwalającym ograniczyć liczbę operacji i mocowań są uniwersalne szlifierki CNC, umożliwiające wykonanie kilku etapów obróbki w ramach jednego procesu technologicznego.
Dlaczego liczba zamocowań detalu ma znaczenie?
W tradycyjnie zorganizowanym procesie produkcyjnym detal może być najpierw obrabiany na szlifierce do wałków, następnie przenoszony na maszynę przeznaczoną do szlifowania otworów, a później ponownie mocowany w celu obróbki barku lub powierzchni czołowej.
Każde kolejne bazowanie oznacza możliwość pojawienia się dodatkowych odchyłek. Nawet niewielkie różnice w ułożeniu części mogą wpłynąć na współosiowość otworu i średnicy zewnętrznej, prostopadłość powierzchni czołowej albo bicie elementu. Problem staje się szczególnie istotny w przypadku części przeznaczonych do pracy w układach napędowych, przekładniach, wrzecionach czy precyzyjnych zespołach maszynowych.
Wykonanie kilku powiązanych operacji w jednym zamocowaniu pozwala oprzeć cały proces na jednej bazie technologicznej. Ułatwia to zachowanie wymaganych zależności geometrycznych i poprawia powtarzalność kolejnych obrabianych części.
Jakie operacje może wykonywać uniwersalna szlifierka CNC?
Odpowiednio skonfigurowana szlifierka może łączyć obróbkę powierzchni zewnętrznych, wewnętrznych i czołowych. W zależności od budowy maszyny, zastosowanego wyposażenia oraz geometrii przedmiotu możliwe jest między innymi szlifowanie:
- średnic zewnętrznych wałków i czopów,
- otworów oraz powierzchni wewnętrznych,
- barków i powierzchni oporowych,
- powierzchni czołowych,
- tulei i pierścieni,
- elementów kołnierzowych,
- wałów stopniowanych,
- wrzecion oraz części przekładniowych.
Tak szeroki zakres zastosowań sprawia, że maszyny uniwersalne mogą być wykorzystywane w produkcji zmiennej i średnioseryjnej, narzędziowniach, zakładach remontowych, a także podczas wykonywania części jednostkowych o wysokich wymaganiach dokładnościowych.
Szlifowanie OD, ID i czoła w jednym procesie
W technologii szlifowania często stosuje się oznaczenia OD i ID. OD odnosi się do obróbki średnicy zewnętrznej, natomiast ID oznacza szlifowanie średnicy wewnętrznej lub otworu. Połączenie operacji OD, ID oraz obróbki czoła w jednym zamocowaniu jest szczególnie korzystne w przypadku detali, których jakość zależy od wzajemnego położenia kilku powierzchni.
Przykładem może być tuleja kołnierzowa. W takim elemencie istotne jest nie tylko uzyskanie właściwej średnicy otworu i powierzchni zewnętrznej. Należy również zachować ich współosiowość oraz odpowiednią prostopadłość czoła pełniącego funkcję powierzchni montażowej.
Podobne wymagania występują w przypadku pierścieni precyzyjnych, wałów z otworem, elementów wrzecionowych czy części przekładniowych. Zastosowanie jednej maszyny do kilku operacji pozwala ograniczyć błędy wynikające z przekładania detalu pomiędzy różnymi stanowiskami.
Uniwersalne szlifierki Micromatic Flexi
Jednym z rozwiązań przeznaczonych do takiej obróbki są maszyny Micromatic Flexi. Dostępne za pośrednictwem firmy Tradensa szlifierki do wałków i otworów CNC umożliwiają łączenie obróbki średnic zewnętrznych, otworów, barków oraz powierzchni czołowych.
Seria obejmuje modele Flexi 400, Flexi 630 oraz Flexi 1000. Poszczególne warianty różnią się przede wszystkim zakresem roboczym i długością obrabianych elementów.
Flexi 400 jest kompaktowym rozwiązaniem przeznaczonym do krótszych wałków, tulei, pierścieni i elementów kołnierzowych. Flexi 630 zapewnia większy zakres roboczy i może być stosowany przy detalach średniej długości. Flexi 1000 został natomiast zaprojektowany z myślą o dłuższych wałach, wrzecionach, częściach napędowych oraz elementach wielostopniowych.
Wybór odpowiedniego wariantu powinien wynikać jednak nie tylko z długości detalu. Znaczenie mają również jego masa, średnica, geometria, sposób mocowania, zakres wykonywanych operacji oraz wymagana dokładność.
Kiedy maszyna uniwersalna będzie dobrym wyborem?
Uniwersalna szlifierka CNC znajduje zastosowanie przede wszystkim wtedy, gdy jeden detal wymaga obróbki kilku powierzchni powiązanych ze sobą geometrycznie. Rozwiązanie warto rozważyć, gdy:
- średnica zewnętrzna i otwór muszą zachować wysoką współosiowość,
- powierzchnia czołowa musi być prostopadła do osi detalu,
- przedmiot ma kilka średnic, barków lub czopów,
- produkcja obejmuje zróżnicowane części,
- istotne jest ograniczenie liczby mocowań,
- zakład realizuje produkcję jednostkową, zmienną lub średnioseryjną,
- jedna maszyna ma zastąpić kilka oddzielnych stanowisk.
Nie oznacza to jednak, że rozwiązanie uniwersalne będzie najlepsze w każdym przedsiębiorstwie. W produkcji bardzo dużych serii prostych wałków korzystniejsza może okazać się dedykowana szlifierka do wałków lub maszyna bezkłowa. Podobnie w przypadku wykonywania wyłącznie powtarzalnych otworów można zastosować szlifierkę skonfigurowaną specjalnie do obróbki wewnętrznej.
Uniwersalność przynosi największe korzyści wtedy, gdy przedsiębiorstwo wykonuje różne detale albo musi łączyć kilka operacji w ramach jednego cyklu.
Jak prawidłowo dobrać szlifierkę?
Dobór maszyny powinien zaczynać się od analizy konkretnego detalu i procesu produkcyjnego. Samo porównanie maksymalnej długości czy średnicy obrabianego elementu nie jest wystarczające.
Przed wyborem szlifierki należy określić między innymi:
- materiał i twardość przedmiotu,
- długość, średnicę oraz masę części,
- powierzchnie przeznaczone do szlifowania,
- wymagane tolerancje wymiarowe,
- dopuszczalne wartości bicia, walcowości i okrągłości,
- wymaganą chropowatość powierzchni,
- sposób bazowania i mocowania,
- wielkość produkowanych serii,
- potrzebę zastosowania pomiaru lub automatyzacji.
Istotny jest również największy detal, jaki ma być obrabiany na maszynie w przyszłości. Dobór urządzenia wyłącznie do aktualnie produkowanego asortymentu może ograniczyć późniejsze możliwości zakładu.
Większa kontrola nad geometrią gotowych części
Nowoczesne szlifowanie precyzyjne nie sprowadza się wyłącznie do uzyskania odpowiedniej średnicy. W wielu zastosowaniach równie ważna jest relacja pomiędzy otworem, powierzchnią zewnętrzną, barkiem i czołem detalu.
Możliwość wykonania kilku operacji w jednym zamocowaniu pomaga ograniczyć błędy bazowania, poprawić współosiowość oraz zwiększyć powtarzalność produkcji. Uniwersalne szlifierki CNC są z tego względu interesującym rozwiązaniem dla przedsiębiorstw wykonujących złożone części osiowe, tulejowe, pierścieniowe i kołnierzowe, szczególnie przy zmiennym asortymencie oraz wysokich wymaganiach jakościowych.
