Made-in-Europe.nu
draai-slijpen

Hembrug hybride machine: draaien waar het kan, slijpen waar het moet

Geharde as-vormige producten vereisen vaak een laatste slijpproces. Vooral voor kleine batches is het echter efficiënter en veiliger om harddraai- en slijpbewerkingen niet op aparte machine door te voeren, maar om de beide processen in één machine te combineren. Hembrug Machine Tools ontwikkelde daarvoor de MikroTurnGrind 1000. In de productie van een van de eigen hoofdspillen, zorgt de hybridemachine voor een halvering van de productietijd, bij hoge nauwkeurigheden.

Hembrug combineert in MikroTurnGrind 1000 hard draaien en slijpen

Vele processtappen
In de productie van as-vormige producten in grote series voor bijvoorbeeld aandrijfsystemen en hydraulische pompen, is zacht voorbewerken, harden en cilindrisch slijpen en eventueel honen als vervolgstap, het meest toegepaste proces. Slijpkwaliteit wordt daarnaast in bijvoorbeeld de vliegtuigbranche als standaard bewerking voorgeschreven. Maar wat als je kleine tot middelgrote series maakt met een grote werkstukvariatie, waarvan niet alle vlakken een slijpbewerking nodig hebben en die met harddraaien sneller bewerkt kunnen worden? Of werkstukken hebt met sterk onderbroken oppervlakken? Dan betekent deze werkwijze een proces langs meerdere machines met de nodige in- en omsteltijden. Bovendien brengt het risico’s van opspanfouten met zich mee. Door beide processen in één machine te combineren kunnen werkstukken in één opspanning en bewerkingsstap worden gemaakt, wat een grote efficiencywinst oplevert. Hembrug Machine Tools heeft daarvoor de MikroTurnGrind 1000 ontwikkeld. Een oplossing voor hoogwaardige compleetbewerking van hoognauwkeurige werkstukken.

Waarom slijpen na harddraaien?
Bij de productie van assen worden aan de oppervlaktestructuur van lager- en afdichtingsvlakken hoge eisen gesteld. Een voorbeeld is een spiraalvrije oppervlakte structuur, wat met harddraaien niet goed mogelijk is. Het doel van het slijpen als nabewerking is een oppervlaktestructuur te verkrijgen die met harddraaien niet bereikt wordt. Er zijn ook andere redenen waarvoor de combinatie van harddraaien en slijpen zinvol is. Bij werkstukken met sterk onderbroken vlakken kan het draaien worden gebruikt om snel hard voor te draaien. Het fijnslijpen wordt dan vervolgens in dezelfde opspanning ingezet om nauwkeurig naar de benodigde maat en oppervlaktekwaliteit toe te slijpen. Omdat het na het hard voordraaien maar om een minimale toegift gaat, slijt de slijpschijf langzaam en hoeft er maar minimaal gedrest te worden.

Hembrug MikroTurnGrind

De slijpunit is geïntegreerd; omstellen gebeurt met een druk op de knop.

Succesfactoren voor een hybride proces
Om de hoge proceskrachten die bij het draaien van gehard staal (tot 70 HRC) vrijkomen op te vangen moet de machine beschikken over een zeer hoge statische en dynamische stijfheid en moet deze thermisch stabiel zijn. Daarnaast moet de machine, logischerwijs, geometrisch nauwkeurig zijn. De nauwkeurigheid heeft betrekking op de rondloopnauwkeurigheid van een hoofdspil, de repeteer- en positioneernauwkeurigheid van de assen en de resolutie van het meetsysteem en de CNC besturing. Deze eigenschappen in combinatie met de juiste proceskennis van harddraaien en fijnslijpen en de interactie tussen deze twee processen, zorgt voor een productief en stabiel proces met hoge vorm-, maat- en oppervlaktenauwkeurigheden. En bijkomend een lange standtijd van de gereedschappen.“

“Omstellen van draaien naar slijpen kan met 1 druk op de knop, zonder dat je een unit moet ombouwen

De MikroTurnGrind 1000 een volwaardige hybride draai-/slijpmachine
Met inzet van de hydrostatische spil- en lageringcomponenten uit de bestaande Mikroturn serie technologie, heeft Hembrug een volwaardige hybride draai-/slijpmachine ontwikkeld, de MikroTurnGrind 1000. Met volwaardig wordt bedoeld: een machine die zowel bij harddraaien als bij fijnslijpen zeer hoge nauwkeurigheden behaalt. De MikroTurnGrind 1000 beschikt over een B-as die optioneel ruimte biedt voor een revolver met acht vaste VDI 30 gereedschapshouders, een buitenslijpspil met Ø 300 mm slijpschijf en een binnenslijpspil. Ook kan een van de slijpspillen vervangen worden door een freespil. De nauwkeurige en extreem stijve B-as is voorzien van een dubbele Hirth-vertanding en kan over 270° in 90 posities versteld worden. “Omstellen van draaien naar slijpen kan met 1 druk op de knop, zonder dat je een unit moet ombouwen,” licht Bert de Veer, Hoofd Engineer bij Hembrug toe. Dressen wordt gedaan op een vast punt op de vaste of losse kop en de koelsmeerstof installatie wordt naar klantenbehoefte ingevuld. De MikroTurnGrind 1000 kan worden uitgerust met een NC gestuurde losse kop en één of twee brillen ter ondersteuning van lange assen.

Case-Study: halvering productietijd hoofdspil
Als voorbeeld toont Hembrug de productie van een van haar eigen hoofdspillen, waar de machine succesvol voor wordt ingezet. Deze spillen werden voorheen vanuit geharde toestand volledig geslepen met een totale bewerkingstijd van 8 uur. Deze spillen worden nu met de MikroTurnGrind 1000 in minder dan de helft van de tijd geproduceerd. Als eerste worden de relevante diameters snel in geharde toestand hard voorgedraaid mede omdat, in vergelijking met slijpen, hoge spaanvolumes mogelijk zijn. Met een minimale slijptoegift worden de spillen nauwkeurig naar de benodigde maat geslepen. Met harddraaien kunnen eventueel ook schroefdraden, groefsteken en slijpuitlopen worden bewerkt voor een nog nauwkeuriger eindresultaat. Tot op heden behaalde resultaten op (vertrouwelijke) toepassingen zoals aandrijfassen: rondheid 0.2 micron (vliegend), cylindervorm < 1 micron en Ruwheid 0.1 micron (Ra).

Harddraaien dominant

Er zijn ook slijpmachines waarin een draaioptie is geïntegreerd. In dat geval spreek je over een slijp-/draaimachine, waar de slijpbewerking de dominantste techniek is. Bij de MikroTurnGrind 1000 is de harddraaibewerking dominant en wordt het slijpgereedschap ingezet als finish nabewerking. Bert de Veer: “Een combimachine voor deze technieken is weliswaar niet nieuw, maar wel met vorm- en maatnauwkeurigheden van ≤ 2 µm en (spiraalvrije) oppervlakte nauwkeurigheden van 0,1 micron (Ra). De slijpnauwkeurigheden van de MikroTurnGrind 1000 wedijveren met de beste slijpmachines, met een hogere efficiency extra winstpunt.”

Hybride technologie: wanneer zinvol?

Een hybride machine, zoals de MikroTurnGrind 1000 combineert de voordelen van harddraaien en fijnslijpen. Fabrikanten kunnen zo voor elk te bewerken vlak de meest geschikte technologie inzetten. Harddraaien biedt voordelen met name bij complexe vormen en combinatie van binnen en buiten bewerken, zijn hogere verspaningsvolumes mogelijk en is het proces makkelijker op te zetten en om te bouwen. Slijpen biedt weer voordelen op onderbroken oppervlakten, i.c.m. zwaar verspaanbare materialen zoals inconel. Daarnaast ontstaan bij fijnslijpen spiraalvrije oppervlakten. Vooral voor fabrikanten van kleine- tot middelgrote series met een grote productvariatie levert een hybride proces dus grote flexibiliteit, nauwkeurigheid en economische voordelen op. Met een machine zoals de MikroTurnGrind 1000 kunnen zij tijdrovende en arbeidsintensieve processen vervangen door een bewerking met één machine. “Met de MikroTurnGrind 1000 draai je waar het kan en slijp je waar het moet” aldus Bert de Veer.

Meer informatie vind je op de website van Hembrug Machine Tools

Pin It on Pinterest