Muelas KREBS de CBN y Diamante con aglutinante de cerámica

Transcripción

1 Muelas KREBS de CBN y Diamante con aglutinante de cerámica

2 INDICE Introducción 3 Los Superabrasivos: Diamante y CBNmuy duros 4 Aglutinante vitrificado 5 Estructura de la muela 6 Tamaño de los granos Concentración Diferentes opciones de cuerpo de la muela CBN y Diamante Gama de fabricación 8 Gama de productos Procesos de rectificado Selección de formas de muelas según ISO/DIN 10 Ejemplos de pedidos de muelas Consejos de utilización 12 Máquina Refrigeración Diamantado 13 Sistema de rectificado Informaciones complementarias 14

3 Introducción Como complemento a las muelas de rectificado convencionales, KREBS & RIEDEL produce desde hace más de 20 años muelas de aglutinante vitrificado de diamante y CBN. Estas muelas responden a las nuevas exigencias de rectificación y de producción de.materiales actuales y futuros. Se pueden conseguir unos niveles de producción significativamente mayores usando estos materiales de abrasivo superduro, siempre y cuando se observen unas líneas de uso necesarias. Gracias al desarrollo de nuestros sistemas de aglutinante vitrificado y a las numerosas posibilidades de producción, las muelas de CBN y diamante se han convertido en un segmento importante de mercado para Krebs & Riedel. Con este catálogo queremos presentarles nuestra gama de muelas abrasivas de diamante y CBN. Nuestros ingenieros pueden darles todo el soporte técnico que requieran en cuanto a preparación, utilización y optimización del proceso de rectificado usando herramientas de diamante y CBN. 3

4 Diamante y CBN: Abrasivos superduros El diamante es el material abrasivo natural más duro. Sin embargo actualmente se fabrican los granos de diamante de forma sintética para su uso mayoritario en la producción de muelas de rectificado. La materia prima para la fabricación de diamantes sintéticos es grafito puro que se convierte en diamante por síntesis a altas temperaturas y presiones. Este proceso tiene lugar en cámaras de alta presión con presencia de catalizadores, a presiones de 70 a 120 kbar y temperaturas de alrededor de 2000 ºC. El nitruro de boro cúbico (CBN) se fabrica de forma de forma similar; a presiones entre 50 y 90 kbar y temperaturas de 1800 a 2700 ºC. La materia prima en este caso es nitruro de boro hexagonal. El CBN es un producto totalmente sintético que no existe en la naturaleza. El diamante y el CBN se producen desde sus materias primas mediante procesos de cristalización. Hoy en día, dependiendo de las condiciones de síntesis seleccionadas, es posible producir granos de diferentes estructuras cristalinas, con diversas propiedades de ruptura y de resistencia para aplicaciones de rectificado específicas. Las partículas abrasivas resultantes pueden ser diferentes en cuanto a su color y forma: Figura 1: grano de diamante en bloque claro Figuras: 1 + 2: Diferentes tipos de granos de diamante 3 + 4: Diferentes tipos de granos CBN Debido a que el diamante tiene una reacción química con el hierro, se utiliza para trabajar materiales duros y frágiles. Las muelas de diamante, gracias a su dureza superior, son adecuadas para mecanizar carburos, óxidos cerámicos, vidrio, granito, materiales reforzados con fibra de vidrio, materiales semiconductores y aleaciones de revestimiento duro. El CBN, nitruro de boro cúbico, es sin embargo utilizado para el trabajo de los aceros tratados de dureza superior a 50 HRC, aceros difíciles de cortar, aceros templados de alta aleación, de alta velocidad, de herramienta, al cromo, aleaciones basadas en niquel, aceros de polvo metálico y fundiciones aceradas. Figura 2: grano de diamante en punta y oscuro. 4 Figura 3: grano brillante y cortante CBN.

5 Aglutinante vitrificado Figura 4: granos CBN oscuros y en bloques En complemento a los aglutinantes tradicionales de resina, de metal o galvánico, el uso del aglutinante vitrificado (cerámica) para las muelas de CBN y diamante, hace posible una mayor productividad en procesos de rectificado. La experiencia adquirida durante más de 100 años en la producción de muelas de rectificado convencionales de aglutinante vitrificado corindón, nos ha permitido fabricar desde hace 20 años estas nuevas muelas de rectificado tan especiales. Hemos desarrollado fórmulas especiales de aglutinante que permiten que las partículas abrasivas individuales se fijen en la muela con una fuerza de aglutinante predefinida., consiguiendo al mismo tiempo un autoajuste, una estructura y una porosidad definidas. Como resultado la fuerza y dureza de la muela está determinada no sólo por la proporción relativa del material aglutinante, sino también de forma decisiva por la reacción de la superficie aglutinante entre las partículas abrasivas y el aglutinante. Es esencial encajar cada aglutinante a las características específicas de reacción de los granos de diamante y CBN. Aunque sea posible hablar de aglutinantes duros y blandos, valores de dureza y estructura refiriéndose a estas muelas, estos términos utilizados para las muelas tradicionales de corindon no son necesariamente aplicables a este tipo de muelas. Figuras muestran granos de muelas mezclados con diferentes aglutinantes vitrificados. Debido a la adhesión química de los granos al aglomerante y la porosidad controlable, el aglutinante vitrificado presenta las siguientes ventajas en comparación con otro tipo de aglutinantes: Figura 5: Aglutinante vitrificado, tipo hormigón Vida larga Mantenimiento elevado del perfil Diamantado y perfilado muy fáciles No es necesario un afilado posterior Rectificado en frío Gran rendimiento en mecanizado Estas muelas son por lo tanto especialmente aptas para muchas aplicaciones de rectificado estándar en la industria automotriz, la fabricación de rodamientos de rodillos, de cilindros de laminación, de herramientas y de herramientas de corte. Figura 6: Aglutinante vitrificado, tipo vítreo 5

6 Estructura de la muela Opciones de cuerpo de muela Las muelas de rectificación de CBN y diamante son muelas cuya composición está concebida a la medida en función de las diferentes aplicaciones. Para economizar en la mayoría de los casos sólo se aplica una capa relativamente fina de CBN o diamante sobre un cuerpo neutro no abrasivo. Las correspondientes combinaciones de revestimientos y cuerpos están estandarizados (ISO-6104). Los parámetros importantes para las muelas de rectificar son el tamaño del grano, la concentración del material abrasivo superduro y la estructura y composición de la capa abrasiva. Tamaño del grano El tamaño del grano usado directamente afecta al rendimientode la muela y al acabado de superficie que se pueda conseguir en la pieza. Para un mecanizado de abrasivo normal utilizamos preferentemente partículas CBN y de diamante en un abanico granulométrico de 251 a 46 según la norma FEPA. Concentración Las muelas KREBS & RIEDEL se producen actualmente con una gama de diámetros exteriores de 3mm a 900mm. Para una muela standard 1A1 sobre soporte vitrificado con velocidades de trabajo hasta 63 m/s y un diámetro exterior de hasta 400mm, se suministra un revestimiento completo en la mayoría de los casos. El resto de tipos de muelas (con velocidades circunferenciales más altas hasta 160 m/s y cuerpo de otros materiales) y formas especiales se fabrican con revestimientos segmentados. Además de los perfiles rectos, también se pueden suministrar muelas con perfiles preformados. Esto reduce el desgaste de la muela y el tiempo necesitado para el diamantado. (Ver figura 7). El material utilizado para el cuerpo juega un rol importante y no sólo para un rectificado de alto rendimientos con altas velocidades de trabajo. El cuerpo se escoge según los siguientes parámetros: la fuerza centrífuga, la potencia de corte, el perfil y la evacuación del calor, así como la potencia de la máquina y el material mecanizado. Para ello se proponen diferentes cuerpos de muelas: en vitrificado (standard), en aluminio, en acero, en elementos compuestos: acero+cerámica o resinas sintéticas que se adaptan a las distintas dilataciones y vibraciones de la muela. La concentración, que es la proporción de partículas superduras activas en el revestimiento abrasivo, afecta también directamente al rendimiento de la muela. La concentración está estandarizada según norma ISO Por ejemplo, de acuerdo a esta norma una concentración de 100 significa que 4,4 carats de material abrasivo superduro deben estar en 1 cm3 de revestimi- 6 Figura 7 Perfiles de muelas

7 Velocidad de trabajo m/sec hasta 63 Indicaciones de empleo Dimensiones Ømm hasta 900 Material del cuerpo cerámica; aluminio; acero; cerámica/aluminio; carámica/acero Cuerpo cerámica (Standard) aluminio Opciones de cuerpos K+R Equilibrado bueno medio Resistencia media buena cerámica; acero; cerámica/acero resina bueno buena cerámica/aluminio; acero cerámica/acero; acero acero medio muy buena cerámica/acero; acero acero/compuesto de cerámica bueno muy buena Tamaños de granos de CBN y diamante de K+R (según FEPA/DIN fino, comparado con otras normas internacionales) Diamante K + R según FEPA o DIN-848 fino D 251 D 213 D 181 D 151 D 126 D 107 D 91 D 76 D 64 D 54 D 46 D 25 CBN K + R según FEPA o DIN-848 fino B 251 B 213 B 181 B 151 B 126 B 107 B 91 B 76 B 64 B 54 B 46 B 30 Anchura de malla nominal según ISO-565 (µm) Norma US ASTM E de tamiz (malla) 60 / / / / / / / / / / / 400 Designación Japón JIS (µm) 250 / / / / / / / / 37 Designación CEI GOST (µm) 250 / / / / / / / / / / / 28 Concentraciones CBN / Diamante en K+R Concentración Carat / cm 3 % volumétrico de CBN/ diamante Código de colores para mayores velocidades periféricas azul 50 m/s 50 2,2 12,50 amarillo 63 m/s 75 3,3 18,75 rojo 80 m/s ,4 5,5 25,00 31,25 verde 100 m/s 150 6,6 37,50 azul/amarillo 125 m/s 175 7,7 43,75 azul/rojo 140 m/s 200 8,8 50,00 7

8 Línea de fabricación Gama de producto Fabricamos muelas de rectificar y otro tipo de herramientas utilizando diamante y CBN de aglutinante vitrificado para las siguientes aplicaciones: Rectificado de interiores Rectificado de mandrinado Rectificado en plongée Rectificado de formas Rectificado por control numérico Rectificado excéntrica Muelas sobre vástagos Muelas sobre mandriles de cliente Muelas en tandem Rectificado de superficie plana Rectificado de perfiles Rectificado de superficie Rectificado de formas Rectificado en masa Rectificado cilíndrico Rectificado sin centro Rectificado en plongée Rectificado de formas Rectificado de cilindros Rectificado excéntrico Rectificado de herramientas Muelas plato y copa Forma ISO Muelas bajo plano Procesos de rectificado especiales Sin centros Fabricación muelas bajo plano Perfiles especiales bajo plano Muelas para combinaciones dura/suave Muelas para levas Muelas para rectificado curvo Muelas para rectificado de contorno. 8

9 Procesos de rectificado (para muelas de diamante y CBN con aglutinante vitrificado) Describimos a continuación algunos de los procesos de rectificado que permiten explotar completamente las propiedades de las muelas de diamante y CBN de Krebs & Riedel. Rectificado de perfil Es un proceso de rectificado periférico que utiliza una muela especialmente acondicionada. Usualmente el tipo de perfil está determinado por la pieza de trabajo. La muela debe respetar bien la forma del perfil. Por ello el tamaño del grano debe de ser acorde con el perfil a mecanizar. Un aglutinante vitrificado es conveniente para este propósito. La muela puede ser diamantada según necesidad al ir perdiendo forma, aunque esto requiere un sistema adecuado de diamantado. Rectificado cilíndrico y de superficie El rectificado cilíndrico es el mecanizado por rectificación de componentes de giro simétrico. Aquí se hace distinción entre rectificado de diámetro exterior e interior de la pieza de trabajo. Otro aspecto de distinción es el modo en que se monta la pieza (por ej. entre punto, sin centros, etc). El rectificado de superficie se refiere al rectificado de superficies planas. De forma general la herramienta se mueve en la dirección de corte y la pieza de trabajo en la dirección de avance. La pieza puede ser mecanizada utilizando la periferia o el flanco de la muela. Estos dos tipos generales de rectificado son dos de los procesos de mecanizado más usuales. Rectificado de rodillo Rodillos y tambores de todo tipo son de las piezas que más rectificación necesitan. Se utilizan una gran variedad de tamaños y tipos de materiales para este tipo de rectificado, dependiendo del rodillo en cuestión. La superficie a mecanizar debe estar totalmente exentas de cualquier tipo de marca. En los últimos años se han obtenido muy buenos resultados utilizando muelas de diamante y CBN con aglutinante vitrificado, especialmente con rodillos que deben ser rectificados económicamente y con presión cero. Rectificado en masa En un rectificado en masa, llamado también rectificado en profundidad, la pieza se mecaniza normalmente sólo en una pasada. Comparando con el rectificado en vaivén, esto significa tomar una pasada más importante con un avance más lento. Necesariamente hay arcos de contacto largos entre la muela de rectificado y la pieza. Este proceso requiere muelas de estructura especial y un suministro óptimo de refrigerante. La ventaja de este proceso es que permite levantar una cantidad importante de material con una gran rectabilidad. Rectificado excéntrico (Por ejemplo: ejes de leva, anillos de bombas, etc) El rectificado excéntrico es una de las operaciones más difíciles. El contorno no cilíndrico de la pieza hace necesarias varias intervenciones y movimientos durante el proceso de rectificación y require una alta técnica. Esta se obtiene por la calidad de la muela utilizada. Para estas operaciones proponemos las muelas de diamante y CBN con aglutinante vitrificado especialmetne adaptadas para este trabajo. 9

10 SELECCIÓN DE FORMAS DE MUEL AS SEGÚN NOR - Designación y composición del recubrimiento abrasivo 4B 126 X 17 VP Naturaleza del Abrasivo Tamaño del grano índice de aglutinante concentración Dureza Aglutinante Estructura Forma D T H Anchura Espesor Velocidad Revestimiento revestimiento de trabajo Ejemplo de pedido para una muela de rectificación exterior para eje en acero con manganeso y cromo Ref. 16MnCr5 1A U=30mm X = 3 mm 63 m/s 4B 126 X 17 VP A U=20mm X=3mm 125 m/s 10B 91 X 13 VP A U=15mm X=5mm 63 m/s 5B 91 X 14 VP A1-1A6Q -1A8-1B1-1E1-1EE1-1E6Q -1E9-1EE1V -1F1-1FF1-1K1 10

11 -1L1-1V1-2A2-3A1-4A2-4ET9-4BT9-6A2-6A9-9A3-11A2-11V9-12A2-12V4-12V9-14A1-14E6Q -14EE1-1A1W -1A8W -1A1P 11

12 Consejos de utilización Máquinas Para poder utilizar las muelas de diamante y CBN con aglutinante vitrificado a un gran rendimiento, la rectificadora debe reunir ciertos requisitos. La máquina debe estar perfectamente estable, la calidad de las guías y de los rodamientos del eje debe ser perfecta. Además debe ser equipada o tener la posibilidad de ser equipada de un sistema de diamantado adaptado. Detalles adicionales son descritos más abajo en el capítulo de Diamantado. La velocidad de giro y la potencia del eje portamuelas deben de ser apropiadas. La máquina también debe poder utilizar aceites o emulsiones de aceite como agentes refrigerantes y lubrificantes para un mejor rendimiento. Refrigeración En general con muelas CBN y diamante es conveniente hacer un rectificado con refrigerante y hay que vigilar que éste sea en suficiente cantidad. Especialmente en el caso de rectificado de perfiles, deben utilizarse las boquillas de refrigerante adaptadas al contorno de la muela. El volumen de refrigerante y su modo de alimentación son factores importantes para obtener un resultado de rectificado óptimo. Se pueden utilizar como refrigerantes soluciones sintéticas o semi-sintéticos, emulsiones, aceites de refrigeración. Aunque las muelas superduras normalmente dan sus mejores resultados utilizando emulsiones que contengan aceite, o aceites puros. 12

13 Diamantado El diamantado permite obtener la forma y geometría correctas de la muela. Si se eligen los parámetros de diamantado adecuados para las muelas de rectificado superduras, es posible incrementar la efectividad de corte, o configurar la muela para una superficie rugosa diferente. La mayor ventaja de las muelas de rectificado vitrificadas es que se pueden usar inmediatamente después de ser diamantadas sin necesidad de una operación de afilado posterior. En general las herramientas giratorias de diamantado han probado ser adecuadas para materiales abrasivos superduros. Diferentes métodos de diamantado se muestran en la figura de abajo. Dependiendo de la capacidad del sistema de diamantado, la operación puede hacerse en el sentido de giro de la muela o en el sentido inverso. En contraste con las muelas convencionales de corindon vitrificado, la cantidad de material a eliminar se sitúa solamente en unos micrometros. Los métodos de diamantado indicados (a excepción del aplastamiento) son procesos de corte que explotan la dureza de la herramienta de diamantado para modificar el perfil de la muela. El aplastamiento con rodillos de acero blando ocupa un lugar especial entre los métodos de diamantado ilustrados. Es el único método que puede usarse para generar muelas precisas, de multiperfil fino, para abrasivos CBN y diamante. Si tienen alguna pregunta, les recomendamos contactar con nuestros ingenieros de aplicaciones, o pedir nuestra ficha técnica Diamantado de muela en CBN y diamante con aglutinante vitrificado. Naturalmente les proponemos diversos sistemas de diamantado para nuestras muelas, que pueden consultar en nuestra ficha técnica. (Figura: Métodos de diamantado probados para muelas CBN con aglutinante vitrificado). Muela copa de diamante Muela de diamante periferica Muela de diamante ara diamantar forma Muela de diamante para diamantar perfil Rodillo de acero o carburo para formar por presión 13

14 Qualitätssicherung Seguridad ohne Kompromisse total de la calidad Ihre Zufriedenheit ist unsere Verpflichtung!!! Su satisfacción es nuestra obligación! Deshalb unterziehen wir alle Produkte einer ständigen Por Qualitätskontrolle. ello sometemos Sie todos reicht nuestros von der productos Wareneingangsprüfung über de control die Kontrolle de la calidad aller Fertigungsabläufe, que va desde la verifi- a un programa cación bis hin de zur las Unwucht- materias und al Festigkeitskontrolle entrar en la empresa, sowie hasta Endkontrolle del und producto Verpackung. final y del embalaje, incluyendo cont- el control roles en todos los procesos de fabricación, equilibrado y resistencia de las muelas. Productos Adicionales Muelas oxido de aluminio y carburo de silicio con aglutinantes de vidrio y resina para la mayoría de aplicaciones industriales; diámetros exteriores de hasta 900mm: Rectificado cilíndrico Rectificado de superficie plana Rectificado de herramientas Rectificado sin centro Rectificado de desbaste Muelas abrasivas de corte con aglutinante de resina, con o sin refuerzo de fibra de vidrio; diámetros exteriores de hasta 600mm: Corte en húmedo o seco Corte en vaivén Corte giratorio Anwendungsbeispiele und Empfehlungen Sie können eine Auswahl unserer Anwendungsbeispiele für CBN- und Diamant-Schleifscheiben in keramischer Bindung mit einigen Einsatzrichtlinien anfordern. Service, wie Sie ihn wünschen! Auch nach dem Kauf unserer Scheiben lassen wir Sie Ejemplos mit Ihren Problemen de aplicaciones nicht allein. Bei der y recomendaciones Ersteinrichtung sind wir mit vor Ort. Weiter steht Ihnen bei technischen und technologischen Fragestellungen unser qualifiziertes Pueden Fachpersonal pedir una gern selección beratend de am nuestros Telefon ejemplos oder vor Ort de zur aplicaciones Seite. para muelas de diamante y CBN con aglutinante vitrificado, incluyendo algunos consejos de utilización. Nutzen Sie die Erfahrung von über 100 Jahren Schleifscheibenfertigung! Servicio a su medida Tras la compra podemos estar presentes en la puesta en marcha de la muela. Nuestros técnicos especializados les asistirán por teléfono o bien estando presentes en su fábrica. Benefíciense de nuestra experiencia de más de 100 años en la fabricación de muelas. Muelas para desbaste y corte pendular, con o sin refuerzo de fibra de vidrio, para usar en fundiciones y talleres: Muelas para rectificar en pendular Muelas para rectificado de bloques Muelas para rebarbar Herramientas de diamante para industrias de la construcción, arte y piedras naturales: Discos de corte Fresas Anillos Brocas Herramientas especiales Rectificadoras y máquinas especiales: Rectificadoras pendulares, para rebarbar y cortar. Máquinas de corte estacionarias y automáticas Rectificadoras de control numérico Equipos para cortar tubos Rectificadoras de superficies Máquinas especiales Nota: Tenemos a disposición de los clientes catálogos individuales específicos. 14

15 KCS-101 /2006 KREBS & RIEDEL Schleifscheibenfabrik GmbH & Co KG Bremer Straße Bad Karlshafen Alemania Telefon +49 (0) Telefax +49 (0) Internet