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位於瑞士Herzogenbuchsee的Fischer公司研磨技術主管Alfred Mair面臨著一個挑戰。公司目標為提高生產率,但是在客戶不斷提高的品質要求下,他們在磨削鈦等異種材料和難加工的硬材料方面也達到了極限。他無法用傳統的磨床來解決這個問題。
接下來怎麼辦?
解決方案比想像中的更容易:就在60公里外的STUDER公司,生產的是數控萬能外圓磨床S41。它專門為大型工件設計,中心間長度為1000mm(40英寸)/1600mm(63英寸),中心高度為225mm(8.9英寸)/275mm(10.8英寸)。通過線性直接驅動,它可以高精度地加工工件,最大重量可達250公斤(550磅)。當然,S41對中小型工件也同樣有效。但對Fischer來說,關鍵是完全集成的WireDress®修整系統。"我們對使用金屬結合劑砂輪,擁有更高的生產率、更多的通用加工選擇以及降低刀具成本寄予厚望"Mair解釋了他的期望。
超越預期的成果
STUDER公司根據FISCHER AG公司的額外要求,為S41配置了WireDress®。因此,該機床採用了特殊的高速外圓磨削電主軸,這是FISCHER AG的創新專利產品,其軸向增長特別小。此外,主軸的後端是錐形的,避免了可能的碰撞情況。這對於主軸成一定角度的面/肩部磨削來說是一個特殊的好處。S41輔以全自動的工件庫和處理系統,確保在獨立運行的情況下全自動地批量生產高品質的精密部件。Mair在對機器完整了解後得出的結論。
"成果真的令我震驚! 這技術比傳統快三到五倍,有絕對的可重複性,且在小於1微米(μ)的公差範圍內研磨,我從來沒有見過這樣的東西!"Mair印象深刻地說道。
WireDress®背後的秘密
但這種砂輪修整技術是如何運作的呢?Fritz Studer AG的項目開發經理Michael Klotz這樣解釋。"眾所周知,在加工不易加工的材料時,金屬結合劑砂輪更耐用,尺寸更穩定,能提高生產率。但問題是,在磨床上使用傳統方法對金屬結合劑的砂輪修整程度有限。除此之外,因為修整刀具的切削能力不足,連帶造成修整刀具的高磨耗,顯然這既不是一種方便的操作,也不是一種高品質和加工穩定的修整方法"。這就是為什麽 "最好的 "結合劑”-金屬結合劑-很少被使用。
STUDER與技術合作夥伴一起開發了機器整合的WireDress®修整技術。在這裡,修整是砂輪在全速下進行的。與傳統機械或外部放電加工的修整不同,WireDress®修整是在磨床中通過改良的鋼絲侵蝕進行的,其中磨削油作為電介質使用。修整過程無接觸且無磨損。砂輪磨料本身沒有被磨耗,而是磨料周圍的金屬結合物被使用。
根據砂輪磨料在結合劑中嵌入的深度,它可能會脫落,或是在結合劑中保持原有的鋒利度。砂輪獲得高的磨粒間隙讓切割能力可以達到最好,並且降低磨削力和燃燒風險。因此透過WireDress®技術可獲得金屬結合劑砂輪的最佳加工效率。使用具有高穩定性的結合劑,幾乎任何輪廓都可以在μm範圍內進行精密修整,並能延長修整間隔時間。
另一個好處是:以前複雜或最小幾何形狀的精加工,現在變得可行了。與使用陶瓷結合劑的砂輪相比,生產力的顯著提高至少30%,如果比較的對象是使用樹脂結合劑,甚至可能更高。使用燒結金屬結合劑的砂輪,使用次數甚至可大於以往的極限--只需在機器上重新修整。而使用傳統的電鑄砂輪是不可能發生的。
" 無所畏懼地將這些極限最大化--這也使更大的利潤成為可能"
Michael Klotz,Fritz Studer AG的項目開發經理
成功的幾個因素
"如果有正確的技術,那麼製程就是小菜一碟。在過去必須摸索著前進,現在一切都有了穩定的製造過程。這也有一個好處,可以更清楚地計算成本"Mair解釋說。
他還說道,正確的技術不僅僅在於機器,還有哪些因素也有助於在小於1μm 的絕對範圍內進行可重複的製造?"Mair說:"一個全空調的大廳,它確保了我們主軸的熱穩定性,正確的工具,最先進的測量技術,優化的冷卻,當然還有訓練有素和積極進取的員工。
總結
對於Fischer AG來說,在S41上的投資已經通過WireDress®技術得到了回報。對於某些材料,生產力甚至可以提高70%。Mair進一步指出。"我相信,如果這項技術在專業領域得到推廣,STUDER公司將會有大量的訂單。工程師和設計工程師應該特別感興趣的另一個優勢是:不僅可以修整直線形狀,還可以修整非常精細的輪廓,這在以前是無法用金屬結合劑砂輪實現的。這為工程師打開了全新的設計可能性,甚至是難以想像的視野!
認識WireDress®技術
FISCHER AG
該家族企業成立於1939年,在高速主軸/軸承系統的工程、開發、製造、銷售和服務方面處於世界領先地位。主軸業務的核心競爭力,即快速、準確和強大的旋轉,隨之被引入各種技術市場和應用。FISCHER AG在全球擁有約440名員工,其中260人在Herzogenbuchsee。生產的特點是高度的內部生產,約有180名專家從事高精度主軸的生產和裝配。FISCHER AG公司內部擁有所有相關的加工和製造技術,以及最先進的測量技術,以確保主軸的性能和品質。www.fischerspindle.ch