Power Skiving – realna alternatywa dla dłutowania i przeciągania w obróbce wykańczającej na twardo nawęglanych kół zębatych

Power Skiving – realna alternatywa dla dłutowania i przeciągania – to zupełnie nowy standard pod względem jakości i kosztów dzięki zintegrowanemu ostrzeniu narzędzia skrawającego. Rewolucjonizuje proces produkcyjny i obecne koncepcje narzędzi do obróbki wykańczającej na twardo nawęglanych kół zębatych.

Produkcja kół zębatych metodą Power Skiving przebiega w tradycyjny sposób: po osiągnięciu przez frez maksymalnego zużycia, operator wymienia go, dostosowuje ustawienia frezu na obrabiarce, obrabia kolejny detal, przenosi go do pomieszczenia kontroli jakości, czeka na pierwszą kontrolę części i – jeśli to konieczne – koryguje proces technologiczny dostosowując parametry obrabiarki zanim rozpocznie produkcję seryjną.

Ponieważ obróbka metodą Power Skiving przebiega znacznie szybciej niż metodą dłutowania, wymiana frezów konieczna jest zwykle kilka razy dziennie i wymaga częstszych czynności ze strony operatora. Ponadto ten proces wymaga zasobów do zarządzania narzędziami i obsługi zużytych frezów, tzn. wysyłania zużytych frezów do regeneracji (ponownego ostrzenia i powlekania), po czym ponownego wprowadzania ich na produkcję i do obrabiarki. Wymaga to także znacznego zapasu frezów , aby zapewnić nieprzerwany proces obróbczy podczas regeneracji frezów wymontowanych z obrabiarek.

Ostrzenie frezów na obrabiarce

Umożliwiając ponowne ostrzenie frezów z wkładami z węglików spiekanych na maszynie Power Skiving, firma Gleason dokonała przełomowego postępu w zakresie kosztów i jakości obróbki na twardo metodą Power Skiving. Rozwiązanie zwiększa skuteczność obróbki Power Skiving praktycznie pod każdym istotnym względem.

Dla serii pionowych obrabiarek Power Skiving o średnicy maksymalnej detalu równej 600 mm dostępna jest w pełni zintegrowana głowica do ostrzenia frezów na maszynie. Powierzchnia natarcia ostrzy frezów może teraz być w pełni automatycznie ostrzona na maszynie po obróbce określonej liczby kół zębatych – bez żadnej interwencji operatora.

Geometria frezu jest automatycznie dopasowywana, uwzględniając usunięty materiał, zaś obróbka seryjna odbywa się bez żadnych przerw. Ponowne powlekanie głowic frezowych nie jest wymagane, ponieważ oryginalna powłoka na bokach w pełni chroni zęby narzędzia

Częstotliwość wymiany frezów zostaje znacznie zmniejszona: ten sam frez może pracować na obrabiarce przez kilka dni lub tygodni, zanim zużyje się „do zera”. Czas, który operator wcześniej poświęcał na wymianę frezu, można poświęcić teraz na automatyczne cykle szlifowania frezu z mniejszą ilością materiału skrawanego na jeden taki cykl. W ten sposób frez pozostaje ostry, zapewniając obróbkę kół zębatych ze stałą, wysoką jakością.

Oszczędność czasu nie kończy się na tym – nie są już konieczne ani kontrola pierwszej sztuki detalu, ani korekta parametrów obrabiarki po wymianie frezu, ponieważ ten sam frez jest dalej w użyciu. Rozwiązanie takie ogranicza także koszty i obciążenie działu kontroli jakości nakładem pracy.

Znacznie ograniczone zostają również czynności w ramach zarządzania frezami czy logistyki koniecznej na zamówienie i dostawę nowych frezów na czas, czynniki dotychczas niezbędne do utrzymania ciągłości produkcji. Zakład może zatem znacznie ograniczyć stany magazynowe zapasowych frezów – dzięki nowatorskiemu rozwiązaniu nie trzeba czekać, aż wymontowany frez wróci z regeneracji.

Obróbka wykańczająca na twardo nawęglanych kół zębatych

Zintegrowana z obrabiarką możliwość ostrzenia może być stosowana dla frezów o ostrzach prostych i skośnych. Proces taki przynosi wielkie korzyści w przypadku obróbki na twardo skivingiem, która wymaga frezów z węglików.

Rozwiązanie opiera się na technologii typowych i niedrogich ściernic. Ściernice nie wymagają obciągania – nie tracą ostrości, a to dzięki „samoostrzeniu się” podczas szlifowania narzędzia. Gdy używa się frezów z węglika do obróbki na twardo, oszczędności wynikające z uniknięcia regeneracji „na zewnątrz” są bardzo duże.

Ponadto, znacznie maleje ryzyko uszkodzenia drogich frezów z węglików spiekanych na skutek ich ręcznego użytkowania, ponieważ frezy są używane znacznie dłużej bez konieczności ich dotykania.

Wydajność procesu obróbki Power Skiving nie jest zagrożona brakiem powłoki na powierzchni natarcia ostrzy, ponieważ ostrzenie odbywa się częściej w porównaniu do żywotności narzędzia w tym samym procesie z wykorzystaniem zewnętrznej regeneracji frezów.

Domknięcie pętli

Nowy proces ostrzenia frezów na obrabiarce współdziała znakomicie z opracowanym przez Gleason systemem „Closed Loop (Pętli Zamkniętej)” umożliwiającym bezpośrednią wymianę danych z maszyną pomiarową do kół zębatych – automatycznie poprawiając profile na maszynie produkcyjnej.

Proces obróbki jest wspierany przez dedykowane oprogramowanie technologiczne do kalkulacji procesu i tworzenia projektów narzędzi oraz mocowań. Projekt narzędzi do Power Skiving można także sprawdzać w oprogramowaniu KISSsoft do projektowania kół zębatych i przekładni.

Razem z KISSsoft Gleason oferuje kompleksowy zestaw rozwiązań oprogramowania, tak aby obróbka metodą Power Skiving była prosta i niezawodna, z pełnym procesem realizowanym w zamkniętej pętli, od projektowania do obróbki kół zębatych o cechach i parametrach optymalnych dla ich zastosowań.

Wkraczając na nowe terytoria

Typowe zastosowania obróbki metodą Power Skiving obejmują produkcję zębatek pierścieniowych, walcowych i skośnych kół zębatych w wykończeniu miękkim i utwardzonym, stosowane w:

• motoryzacji
• małych i ciężkich samochodach ciężarowych
• maszynach rolniczych i budowlanych
• lotnictwie
• robotyce oraz
• wielu innych zastosowaniach przemysłowych

Zlecenia są realizowane zwykle przez zakłady produkcyjne. Obecnie rozwiązanie jest coraz częściej używane do obróbki wykańczającej na twardo kół zębatych o wyższej jakości, przeznaczonych do zastosowań w branży elektromobilności i rozwiązań zrobotyzowanych. Maszyny ze zintegrowanym ostrzeniem freza idealnie wspierają te wymagania dla cichszych i precyzyjniejszych kół zębatych, z niższymi kosztami bezpośrednimi i pośrednimi narzędzi.

Wnioski

Proces Power Skiving zyskał uznanie i stal się opłacalną alternatywą do obróbki kół zębatych metodą dłutowania i nierzadko wobec innych metod obróbki na miękko, takich jak frezowania obwiedniowego czy przeciągania.

W rezultacie seria maszyn Gleason została rozbudowana i poszerzona o modele umożliwiające skrawanie i obróbkę wykańczającą kół zębatych wewnętrznych i zewnętrznych dla detali o średnicy aż do 800 mm. Dziś dzięki nowemu, zintegrowanemu rozwiązaniu do ostrzenia frezów na obrabiarkach, Gleason znacznie zwiększył możliwości procesu Power Skiving.