Retificação, acabamento e usinagem de descarga elétrica passaram de processo de nicho para fabricação tradicional
Era uma vez, processos de usinagem, tais como retificação e usinagem de descarga elétrica (EDM) que eram vistos como tecnologias "obscuras". Hoje, no entanto, estes métodos de máquina avançadas entraram no mainstream, com a indústria automotiva entre aquelas que mais se beneficiam.
Tome Erlson Precision Components, por exemplo. Com sede em Skelmersdale, Reino Unido, a instalação de desenvolvimento de produtos de 7.000 metros quadrados e produção, é o centro global de entregas diretas para linha de usinagem, por feixe de elétrons soldado e conjuntos de eixos turbo compressores e rotores. Retificação para tolerâncias mícron tornam-se críticas para os negócios da empresa, especialmente para quem tem metas de produção de 33.000 unidades por semana para automóveis de passageiros e 2.000 por semana para veículos comerciais e aplicações fora da estrada.
As vendas no Erlson saltaram 44% a partir de £16m (US$20 milhões) em 2014-15 para £23m em 2015-16. Para ajudar a cumprir o correspondente aumento na produção, a Erlson investiu £2,7m ao longo dos últimos dois anos, com um foco principal na capacidade de retificação. Aqui, tolerâncias 4μm são exigidas em turbo motores com a capacidade do processo (CPK) mantida dentro de 1.33. No total, retificadores 21 Toyoda cilíndricos foram instalados por 2D CNC Machinery, com mais uma máquina atualmente sob encomenda.
"Toyoda é o nosso construtor de máquina de retificação privilegiado, pois, no nosso caso, encomendas de versatilidade elevadas são importantes", diz o diretor de serviços técnicos Mark Calos. "Isso nos permite reconfigurar facilmente a máquina básica para diferentes aplicações ou para atender a mudanças no processo."
Devido ao número de máquinas instaladas, Erlson se baseia em 2D CNC para fornecer o tipo apropriado de máquina de retificação da Toyoda, em seguida, faz re- engenharia, recondiciona e carrega a especificação para atender às demandas do processo. Por exemplo, a empresa recentemente obteve uma máquina de retificação cilíndrica de ângulo e está atualmente realizando testes de capacidade de processo antes da instalação.
Erlson produz três tamanhos (grande, médio e pequeno) de conjuntos de eixos de turbo compressor de carros de passageiros e de rotor, que podem produzir até 12 combinações diferentes de eixo. Para veículos comerciais, existem cinco tipos usam um eixo comum e um rotor de roda diferente, de acordo com a utilização pretendida, que pode ser em motores de até 12.7 litros de capacidade.
Em linha com os requisitos da aplicação e volume, algumas máquinas de retificação são autônomas, com os outras configurado em uma célula com um perfil de eixo de retificador. Para exigências de produção mais elevadas, 2D CNC especificou e forneceu pórticos automáticos de carga e descarga que são completamente integrados no processo de retificação.
Um acabamento de alto nível para componentes de alta carga
Juntamente com turbo-eixos, outra aplicação de moagem/acabamento importante na indústria automotiva é o virabrequim, que normalmente é submetido a operações de acabamento micro; que também possuem seus desafios. A título de exemplo, depois de avaliar estatísticas a partir da sua rede de frota, um fabricante de caminhão bem conhecido verificou que uma percentagem inaceitável de danos foi relatada, ocorrendo devido a cargas particularmente elevadas sobre os raios dos rolamentos. Trabalhando em estreita colaboração com o fabricante alemão de máquinas-ferramenta Thielenhaus Technologies, o fabricante de caminhão decidiu realizar trabalhos de acabamento tanto em rolamentos como em raios de transição.
A fim de alcançar a mesma qualidade da superfície do virabrequim do mancal e raios, Thielenhaus desenvolveu uma sapata. A tecnologia de sapata RadiusFlex pressiona uma fita de acabamento com um perfil especial em ambos os lados do raio, permitindo que raios sejam maquinados em até 90°, o que representa um avanço significativo sobre os 60° anteriores. A partir disso, o objetivo do fabricante do caminhão foi alcançado com êxito. Os sistemas de sapata podem ser integrados na plataforma da máquina CrankStar da Thielenhaus, que apresenta versões horizontais e verticais para a usinagem de carros de passageiros ou virabrequins de caminhão.
A abordagem de pêndulo
No outro fabricante de máquinas-ferramenta alemã, Emag, avanços recentes incluem um processo de pêndulo para aplicações de direção. Componentes como parafuso de cabeça arredondada requerem um método de moagem especial para criar uma conexão perfeita para o fuso de cabeça arredondada, de modo que a eficiência possa ser maximizada.
O PDS VLC 250 foi desenvolvido especialmente a pedido de um cliente que queria fazer retificação de parafusos de cabeça arredondada. Enquanto um fuso remove um componente de seu sistema de alimentação e transmite-o para a sonda de medição, o segundo fuso já está na área de usinagem, transmitindo a porca de cabeça arredondada aos dois eixos de retificação (onde os dois estágios processo de retificação é realizado).
Desta forma, qual é a vantagem desta abordagem de retificação de pêndulo? A resposta refere-se ao posicionamento correto da peça na máquina: para que o processo de retificação possa começar, o contorno interior de um dos componentes deve ser alinhado para assegurar que o eixo possa ser posicionado na extremidade do fio - um processo demorado . A fim de alcançar este objetivo, um sistema temporizado especial for implantado mediante o qual o medidor ou posicionamento de uma peça de trabalho é concluída simultaneamente com o processamento de uma outra, reduzindo assim o tempo ocioso improdutivo.
"No setor automotivo, parece haver muitas peças que exigem costelas profundas, tipicamente 75-100mm - ou 50mm - que fornece um desafio quando há erosão por faísca" - Brett Mitchell, RP Technologies
Claro, nem todas as retificações no setor automotivo são retificações de produção, como pode ser visto na FSG Tool & Die, com sede em Llantrisant, Reino Unido. A FSG instalou recentemente um tipo retificador com braço de suporte de superfície perfeita PFG80-150AHD da máquina RK de ferramentas para auxiliar a produção de ferramental.
Uma vez que ferramentas automotivas tornaram-se mais complexas nos últimos anos, o tamanho dos conjuntos de matriz aumentou. Com isto em mente, a FSG Tool & amp; recentemente revisaram a sua capacidade de superfície de retificação, procurando substituir uma máquina usada extensivamente com algo que traria a empresa à contemporaneidade e proporcionaria maior capacidade. Embora o PFG80-150AHD seja a menor máquina no intervalo de braço de suporte é perfeito, ele ainda vem com um tamanho de tabela de 800 x 1500 milímetros, que abrange a grande maioria do trabalho na FSG.
"O aumento do tamanho da tabela é o que nos permite trabalhar de diferentes maneiras; para melhorar o rendimento e retificar peças maiores, que teriam anteriormente saído para fornecedores de subcontratação", diz o líder da equipe de retificação Simon Elliott. "Antes de fazer a encomenda, consideramos um número de opções antes de finalizar a nossa seleção. As conversas que tivemos com RK-nos a garantia de que eles não estavam apenas vendendo uma máquina, mas queriam ter a certeza de que iríamos conseguir a solução certa para as nossas necessidades. "
EDM: Ao longo da linha
A fabricação de ferramentas também impulsiona o investimento nas mais recentes tecnologias EDM. Lynar de Harlow, Reino Unido, por exemplo, substituiu uma máquina de erosão de arame por um novo Sodick VL600Q, um movimento que tem visto a empresa dobrar sua velocidade de corte, reduzindo simultaneamente o consumo. A máquina foi definido para trabalhar a produção de ferramentas de prensa para suportes de montagem de iluminação e outras peças utilizadas em reboques automotivos, tudo, desde grandes caminhões articulados até veículos de 7,5 toneladas.
"A nova máquina oferece uma plataforma cinco vezes maior que é o que nos permite produzir ferramentas maiores ou fabricar vários componentes menores em uma única plataforma de trabalho", diz o design e gerente de ferramenta Sean Murrells. "Como resultado, podemos lidar com uma gama mais diversificada de projetos, tornando o processo mais eficiente e rentável."
Quando utilizado para a fabricação comercial de punções e matrizes de aço de ferramenta, o aparelho tipicamente corta para dentro de 10m. No entanto, o teste de corte sob condições controladas, tolerâncias pode ser tão fina como 2¼m.
A história é semelhante a de moldagem por injeção. RP Technologies, com sede em Kingswinford, Reino Unido, está usando seu recém-instalado Sodick AD55L pia die EDM para reduzir o tempo necessário para produzir sulcos profundos de dias em apenas algumas horas. Cerca de 60% de ferramentas de alumínio de resposta rápida da empresa são destinados para a indústria automotivas, tudo, desde peças de cobertura de motor até componentes internos.
"No setor automotivo, parece haver muitas peças que exigem sulcos profundos, normalmente 75-100mm - ou 50mm - que fornece um desafio quando há erosão por faísca", explica o diretor Brett Mitchell. "A nossa nova máquina pode produzir sulcos deste tipo em horas, em vez dos dias que tínhamos de suportar anteriormente. Como tudo é ligado ao tempo na arena automotiva, o investimento revelou-se vital. "
Um grande fabricante de componentes de direção estava experimentando problemas de excessivo de sucata na operação crítica engrenagem sem-fim de retificação da empresa; a planta simplesmente não podia satisfazer os requisitos de acabamento de superfície solicitados pelos seus clientes. Além disso, também foi emitido um mandato corporativo restringindo o uso de parafina clorada em fluidos de usinagem. Como resultado, a planta se voltou para Quaker Chemical para desenvolvesse um fluido de retificação que pudesse atender as especificações de acabamento de superfície necessárias e permitir que a empresa a adotasse a tecnologia sem cloro.
A equipe da Quaker analisou os desafios e desenvolvido QuakerCut 026 PEJ, um serviço pesado de óleo puro que contém um éster sintético e um não-sulfurados e não clorados aditivo de extrema pressão. Testes utilizando do cliente Nachi de retificação ao lado de máquinas contra o óleo puro clorado anterior mostraram que a mudança para o novo fluido de retificação alcançou os dois objetivos, poupando o cliente $240,000 por ano no processo, reduzindo a sucata.
