Az új abrazív technológiai fejlesztéseknek köszönhetően a gépkezelők a megmunkálási folyamatokkal párhuzamosan végezhetik a finiselő műveleteket. Ez gyorsabb ciklusidőkhöz, jobb minőséghez és idő-, illetve költségmegtakarításhoz vezet. Ennek következtében, a bérgyártásra dolgozó műhelyek egyre több olyan abrazív finiselő szerszámot használnak, amelyek könnyen beépíthetők a CNC szerszámgépek karusszeljeibe vagy szerszámtartó rendszereibe.
Gyakori aggodalmat okoz az, hogy az abrazív anyagok – mint például a csiszolópapír – nagy mennyiségű törmeléket hagynak maguk után, ami eltömítheti a hűtőfolyadék csöveit, esetleg kárt okozhat a szánokban vagy a csapágyakban. “Ezek a gépek nagyon drágák és rendkívül pontosak” – mondja Garaczi János, a Delta Machine Company LLC elnöke. A szerszámgépek titánból, nikkelötvözetből, rozsdamentes acélból, alumíniumból, műanyagból és egyéb egzotikus ötvözetből álló összetett, nagy tűrőképességű alkatérszekre specializálódtak. “Nem tennék semmit, ami veszélyeztetné a berendezések pontosságát vagy élettartamát.” Ha közelebbről vizsgáljuk az abrazív szerszámokat, szerencsére bebizonyosodik, hogy ezek az aggodalmak nagyrészt megalapozatlanok. Bár az „abrazívok” gyakran mind egy kategóriába tartoznak, különbséget kell tenni az agresszív anyageltávolításhoz használt abrazívok és az abrazív finiselő szerszámok között.
A finiselő szerszámokról használat közben alig vagy egyáltalán nem távoznak szemcsék. A keletkező mennyiség megegyezik a fémforgácsokkal, a köszörűporral és a szerszám kopásával létrejött szemcsék mennyiségével, amelyek a megmunkálási folyamat során jönnek létre. Még ha keletkezik is egy minimális szilárdanyag az alkatrészek gyártása során, az abrazív szerszámok szűrést illető követelményei alig különböznek egyéb megmunkáló folyamatokéitól. Minden szemcse könnyen eltávolítható egy olcsó zsák- vagy egy patronszűrő rendszer segítségével – állítja Jeff Brooks, az ipari (többek között a hűtőfolyadékokhoz készített) szűrőrendszereket gyártó Filtra Systems munkatársa. “Az eldobható közegű vákuum- vagy nyomásszűrő a legköltséghatékonyabb opció a felhasználók számára, amelyekkel elérhető a szükséges tisztasági szint.” – magyarázza Brooks.
“Finom hónoló folyamathoz egy 20-mikronos zsák- vagy patronszűrőt ajánlanék. Ezek magukban tartanak mindenféle szilárdabb darabot, megfelelően védik az olajteknő szivattyút és meggátolják a hűtőközeg az eltömődéstől.” – mondja el Chris Erato, egy másik szűrőberendezés gyártó, az Oberlin Filter értékesítési igazgatója. A teljesen automatizált nyomásszűrő rendszerek iránt érdeklődő CNC gépkezelők számára olyan egységek is elérhetők, amelyek segítségével szükségtelenné válik a zsákok eltávolítása vagy a mágneses szeparátorok tisztítása, így maximalizálódik a gyártási üzemidő is.
Műhelyi esettanulmányok
Tim Urano, a Wolfram Manufacturing minőségügyi igazgatója szerint az abrazív szerszámokhoz használt szűrőrendszerek többletköltségei annyira elhanyagolhatók, hogy “nem is igazán szempont, mert a szűrő rendszereknek már a megmunkálás során el kell távolítaniuk a keletkező részecskéket a hűtőfolyadékból.” Ebben az üzemben ez magában foglalja a lehámlott darabokat, szemcséket és a rozsdát, amely a nyers előgyártmányok megmunkálása során jön létre. A Wolfram Manufacturing több, Inconel-ből készült 3D alkatrészt is megmunkál, amelyekről finom fémpor válik le és kerül a nem teljesen elkevert hűtőközegbe.
Ami az abrazív alkatrészeket illeti, Urano azt mondja: a Wolfram Manufacturing “soha nem tapasztalt semmilyen problémát, amelyet a hűtőfolyadékba került abrazív okozott volna.” Az elmúlt nyolc évben a műhely minden CNC szerszámgépébe telepítette a Los angelesi székhelyű Brush Research Manufacturing által gyártott Flex-Hone szerszámot, ami a keresztfurat sorjázáshoz és felületmegmunkáláshoz szükséges. A rugalmas szálakra rögzített kicsi, abrazív gömböcskékből álló termék egy flexibilis, alacsony költségű szerszám, ami kiválóan alkalmas a kifinomult felületkezeléshez, sorjázáshoz és éllekerekítéshez. A keresztfuratok és más, nehezen hozzáférhető területek, például alámetszések, hornyok vagy belső furatok esetében a sorja és az éles élek eltávolítása kulcsfontosságú művelet. A sorja eltávolításának elmulasztása elzáródást, a folyadékok, kenőanyagok és gázok áramlása közben pedig akár turbulenciát is okozhatnak. “Egy adott alkatrészen használhatunk kettő vagy három különböző méretű Flex-Hones szerszámot, az áthatások számától és a különböző furatméretektől függően.” – magyarázza Urano.
A Flex-Hone szerszámok a karusszel szerszámváltóba kerülnek és napi szinten használják őket, általában több órán keresztül, a műhely legnagyobb tételszámban gyártott alkatrészeihez. “A Flex Hone-ból leváló abrazív szemcsék mennyisége jelentéktelen a hűtőfolyadékba alapból bekerülő részecskékhez képest” – részletezi Urano. A Delta Machine-nél egy automatizált keresztfurat sorjázó is be van építve a CNC gépekbe. “Amikor sorjázásra használjuk a Flex-Hone-t, annyit kell tennünk, hogy a folyamat végén eltávolítjuk a sorját. Így nem keletkezik olyan sok por” – mondja Garaczi. “Tehát számomra a szemcsék vagy szennyeződések semmi aggodalomra nem adnak okot. Ez nem olyan, mintha a gép belsejében úgy köszörülnénk, hogy mindenhova száll a por – egyáltalán nem ugyanaz.”
Abrazív nejlonszálak
Eric Sun, az Orange Vise Company (Orange, Calif) alapítója szerint, még a forgácsoló szerszámok, mint például a keményfém fúrók és marók is hagyhatnak maguk után törmeléket, amit ki kell szűrni a hűtőfolyadékból. “Néhány műhelyben talán azt állítják, hogy nem használnak semmilyen abrazívot a folyamataikban, ezért a gépeik teljesen mentesek minden szálló portól, de a valóságban nem ez a helyzet. Még a forgácsoló szerszámok is elhasználódnak, a karbid lepattoghat és bekerülhet a hűtőfolyadékba” – árulja el Sun. Bár az Orange Vise egy bérgyártó cég, elsősorban alumíniumból, acélból és öntöttvasból készült berendezéseket és gyorscserélő befogókészülék alkatrészeket gyártanak.
A vállalat négy Mori Seiki NH nagy sebességű horizontális és két vertikális megmunkáló központot használ. Sun elmondása szerint a satuk nagy része öntöttvasból készül, külön megerősített felületekkel. A megerősített felületek megmunkálása érdekében, az Orange Vise a Brush Research NamPower abrazív tárcsakeféit használja. A szénszállal erősített, termoplasztikus talphoz rögzített, rugalmas abrazív nejlonszálakból álló NamPower tárcsakefék a kerámia és a szilícium-karbid egyedülálló kombinációjából állnak. Az abrazív szálak rugalmas reszelőkként működnek, idomulnak az alkatrészkontúrokhoz, és egyszerre söprik és reszelik az alkatrészek éleit és felületeit, a maximális sorjaeltávolítás és az ideális felületmegmunkálás biztosítása érdekében.
Egyéb gyakori felhasználások közé tartozik még a leélezés, az alkatrészek tisztítása és a rozsdaeltávolítás is. A felelületmegmunkálás végső simításai érdekében, a gépek szerszámbetöltőibe abrazív nejlonkefék vannak telepítve. Bár abrazív szemcsék itt is képződnek, Sun szerint a NamPower kefe egy „másfajta abrazív”, hiszen lényegében „önélező”. Lineáris felépítése miatt az éles szemcsék folyamatosan érintkeznek a munkafelülettel, így mindig kopnak; a kopás pedig új, érintetlen forgácsolószemcséket fed fel. “Az elmúlt hat évben napi szinten használtuk a NamPower abrazív nejlon keféket. Ez idő alatt nem volt probléma azzal, hogy bármilyen részecske bejutott volna kritkus területekre” – meséli Sun. “Tapasztalataink szerint, semmilyen kis méretű szemcse nem okoz problémát.”
ForrásMetalworking World Magazine