Como Selecionar a Roda de Desbaste Certa para Fabricação de Engrenagens de Precisão

Especialistas da Norton | Saint-Gobain Abrasives discutem os desafios do desbaste de engrenagens e como os avanços tecnológicos estão melhorando a eficiência dos métodos de desbaste.

Os métodos de desbaste de engrenagens mudaram ao longo dos anos. À medida que os padrões de fabricação se tornam mais rigorosos, as máquinas e abrasivos certos para atender às especificações tornaram-se ainda mais críticos. O Gerente de Produto Josh Fairley e o Engenheiro Sênior de Aplicações Phil Plainte, da Norton | Saint-Gobain Abrasives, compartilham sua expertise sobre como o desbaste de engrenagens — bem como o uso da roda de desbaste correta — desempenha um papel importante na fabricação de engrenagens. Eles também revelam como sua empresa está abordando esse processo essencial.

Quais mudanças vocês viram em termos do que os fabricantes de engrenagens precisam para rodas de desbaste?

PLAINTE: A fabricação automotiva de alto volume teve o maior impacto na mudança e transformação da forma como as engrenagens são produzidas em massa. Fabricantes automotivos estão construindo transmissões com engrenagens de qualidade aeroespacial, que atendem aos mais altos padrões de qualidade. As transmissões mais novas são uma fração do tamanho dos projetos antigos e lidam com torque, potência e RPMs significativamente mais altos. A eficiência dessas transmissões aumentou o consumo de combustível em dez vezes. Essas mudanças forçaram fabricantes de máquinas e de rodas de desbaste a desenvolver produtos que atendam aos novos requisitos.

Os fabricantes de engrenagens nem sempre precisavam que as rodas de desbaste fornecessem o acabamento superficial final e a forma requerida. Eles conseguiam se virar com fresamento e shaving, e em trabalhos especiais poderiam usar conjuntos de anel de lapidação e pinhão. A aeroespacial foi a primeira indústria a adotar o desbaste de engrenagens, mas a indústria aeroespacial não era tão focada em custos quanto a automotiva.

FAIRLEY: Os padrões de qualidade aumentaram dramaticamente ao longo dos anos para todas as aplicações de engrenagens. A necessidade de melhorar a eficiência mantendo alta qualidade e reduzindo o custo por peça tornou a escolha da roda de desbaste certa para o trabalho muito mais importante. Dependendo dos objetivos do fabricante de engrenagens, diferentes especificações de rodas de desbaste são necessárias para otimizar as métricas desejadas.

Quais são os desafios mais comuns de desbaste de engrenagens que vocês veem dos fabricantes de engrenagens? (ou seja, velocidades mais altas, rebarbas, acabamentos, etc.?)

FAIRLEY: Os desafios mais comuns no desbaste de engrenagens decorrem dos rigorosos padrões de qualidade e necessidades de eficiência/flexibilidade dos fabricantes. Eles buscam acabamentos muito finos e excelentes resultados de geometria da engrenagem usando suas rodas de desbaste. Também buscam manutenção precisa de forma e redução de variação dimensional, junto com reduções significativas no tempo de ciclo. Essas métricas de qualidade são mais desafiadoras de obter devido ao risco de queima das engrenagens. Alta área de contato de desbaste, requisitos de acabamento superficial fino e requisitos rigorosos de manutenção de forma trabalham contra um desbaste livre de queima. Portanto, é crítico especificar a melhor matriz de roda de desbaste e parâmetros de desbaste para o trabalho.

Outro grande desafio é o conhecimento de desbaste de operadores e engenheiros. A Norton | Saint-Gobain oferece treinamento técnico no local através de nossa "Norton School of Grinding", bem como nossos Seminários de Clientes de Precisão em Worcester, Massachusetts. Essas aulas de treinamento dão aos fabricantes de engrenagens a oportunidade de aprender teoria de desbaste e fazer perguntas específicas de aplicação aos nossos especialistas em desbaste.

Ao avaliar uma solução de desbaste para fabricação de engrenagens, quais são as cinco principais dicas para determinar uma roda de desbaste adequada?

FAIRLEY: 1) Identifique o objetivo e quais são as métricas-chave para o processo de desbaste: Se você busca alta qualidade, alta eficiência ou ambos, diferentes especificações de rodas de desbaste o levarão lá. Oferecemos diferentes especificações para cada uma dessas métricas de desempenho para fornecer a solução mais otimizada para o cliente, em vez de uma especificação para tudo.

2) Conheça sua aplicação: Existem diferentes tipos de desbaste de engrenagens, e dependendo do tipo, diferentes especificações e tamanhos de rodas de desbaste devem ser usados.

3) Informações da engrenagem: Para escolher a roda de desbaste ideal para seu processo de desbaste de engrenagens, todos os aspectos da engrenagem devem ser comunicados. O material a ser desbastado, o acabamento superficial desejado e o perfil a manter são todos críticos para escolher a roda certa.

PLAINTE: 4) Fornecimento de refrigerante e características da máquina: É bem conhecido o quão crítico é o refrigerante no processo de desbaste de engrenagens. Em um cenário ideal, temperatura do refrigerante, vazão, direcionamento, pressão e filtração estão todos configurados corretamente. No entanto, se um destes não estiver em condição ideal, uma modificação na especificação da roda de desbaste ou nos parâmetros de desbaste pode aliviar esses problemas.

5) Metodologia de dressagem: A tecnologia do dressador, aplicação e parâmetros de dressagem têm um enorme impacto no desempenho do desbaste. Diferentes tecnologias de rodas de desbaste serão otimizadas dependendo da ferramenta de dressagem e parâmetros usados.

Em termos de tecnologia e suporte de aplicação, o que os fabricantes de engrenagens devem esperar de seu fabricante/fornecedor de rodas de desbaste?

PLAINTE: Trabalhamos com o cliente em todos os níveis, do design à fabricação. Temos excelentes relacionamentos com fabricantes de máquinas-ferramenta e ficamos felizes em começar no Dia 1 durante o processo de design da aplicação de desbaste de engrenagens. Também nos envolvemos quando fabricantes de engrenagens enfrentam desafios e buscam novas formas de produzir engrenagens e desenvolver processos.

De que forma a Norton está enfrentando o futuro do desbaste de engrenagens?

PLAINTE: A Norton | Saint-Gobain é líder mundial na indústria de abrasivos, focada no desenvolvimento de materiais projetados. Uma porcentagem considerável das vendas brutas é reinvestida em P&D. Temos seis centros de tecnologia de desbaste localizados em todo o mundo.

FAIRLEY: Dedicação à inovação. Avanços em grão, ligação e porosidade projetada, todos desenvolvidos internamente. A Norton foi a primeira a desenvolver grãos cerâmicos microestruturados, mudando o jogo em termos do que os processos de desbaste poderiam alcançar. Fomos os primeiros a desenvolver grãos moldados, permitindo taxas de remoção sem precedentes. À medida que a indústria de engrenagens evoluiu rapidamente, nós também evoluímos para apoiar o mercado.

A Norton | Saint-Gobain está na vanguarda da tecnologia e expertise em rodas de desbaste. Também temos uma equipe grande e diversificada de pessoal de vendas experiente e suporte de aplicações, tanto local quanto globalmente.

Recentemente, introduzimos a linha Norton Xtrimium™ de soluções para engrenagens, projetada para desbaste de engrenagens de alto desempenho em ambientes de tolerância apertada extremos. O portfólio recém-estruturado de produtos de desbaste de engrenagens é especificamente projetado por categoria para fornecer maior precisão de perfil, manutenção de forma suprema e desbaste livre de queima em aplicações de verme, perfil e cônicas. Destaque da nova gama é um design inovador de roda de verme dupla que permite duas operações em uma única roda de desbaste, economizando substancialmente tempo e custo.

Como a Norton | Saint-Gobain está abordando as iniciativas da Indústria 4.0?

FAIRLEY: Para abordar as iniciativas da Indústria 4.0, introduzimos o sistema de monitoramento e diagnóstico de processo Norton 4Sight, que fornece monitoramento em tempo real e visão aprimorada da máquina e operação, bem como insights profundos no ciclo de desbaste para otimização e solução de problemas. Isso também permite que os clientes trabalhem com engenheiros de aplicação da Norton remotamente para fornecer solução de problemas e otimização em tempo real. Também estamos investigando o uso de codificação QR e tecnologias RFID em colaboração com clientes, para ajudar fabricantes de engrenagens a atingir seus objetivos da Indústria 4.0.

Publicado anteriormente na página de Recursos da Norton Abrasives.