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En el exigente mercado de la fabricación automotriz, una ligera reducción en la tasa de rechazo puede ahorrar a la empresa millones de dólares. Un fabricante mediano de componentes de transmisión experimentaba tasas excesivas de retrabajo y rechazo superiores al 6,5 % debido a quemaduras superficiales y microgrietas inducidas por el rectificado. Esto incrementaba los costos de producción y ponía en riesgo los plazos de entrega y la satisfacción del cliente. Este estudio de caso analiza cómo un fabricante logró una tasa de rechazo inferior al 0,8 % en menos de seis meses mediante el uso de abrasivos CBN de Zhengzhou Ruizuan Diamond Tool Co., Ltd.
El problema: ¿por qué las muelas de óxido de aluminio estaban fallando?
Este proveedor mediano de engranajes para transmisiones automotrices estaba terminando engranajes y ejes cementados de tamaño medio con una dureza superficial de 62-64 HRC utilizando muelas de alúmina. Aunque las muelas de alúmina eran, de hecho, menos costosas, los granos de alúmina se desgastaban rápidamente y generaban abundante calor en la zona de rectificado. Este calor solía provocar:
Quemaduras superficiales visibles mediante examen con penetrante colorante.
Microfisuras y, por ende, una vida útil más corta de la pieza final.
Abrasión frecuente de la muela y, por tanto, altos tiempos de inactividad y costos elevados de herramientas para las muelas de rectificado.
Variaciones en el acabado superficial, lo que introducía problemas en las etapas posteriores de ensamblaje.
El porcentaje de piezas rechazadas en la planta ascendía, en promedio, al 6,5 % (entre el 5 % y el 8 %). Los responsables de calidad estimaron las pérdidas anuales debidas a defectos en más de 400 000 USD.
La solución: cambiar a muelas de CBN diseñadas específicamente
La planta consultó con ingenieros de aplicaciones de Zhengzhou Ruizuan y acordó realizar una prueba experimental con muelas personalizadas de CBN. Ruizuan recomendó una muela de CBN con ligamento metálico, formulada específicamente para el mecanizado de aceros para engranajes cementados. En concreto:
Tamaño de grano de CBN: B151 (aproximadamente malla 100/120)
Tipo de enlace: La matriz metálica proporciona realmente una retención superior del grano abrasivo.
Concentración: 150 %, lo que permite realmente un corte más rápido.
Velocidades de funcionamiento (compatibles con las rectificadoras actuales) comprendidas entre 45 y 60 m/s
A diferencia del óxido de aluminio, la extrema dureza del CBN mantiene los granos abrasivos afilados durante todo el ciclo de rectificado. El enlace metálico actúa realmente como disipador térmico, eliminando eficientemente el calor de la pieza. Ruizuan también facilitó amplios datos sobre rectificado, incluidas la velocidad óptima de la muela, la velocidad de avance y el refrigerante.
Los resultados: la tasa de defectos desciende al 0,8 %
Tras una prueba de dos semanas en una de sus líneas de rectificado de engranajes se confirmó:
Reducción de defectos: prácticamente no se encontraron quemaduras ni microgrietas; las piezas rechazadas pasaron del 6,5 % durante la prueba al 1,2 % tras algunas mejoras. Este valor se estabilizó finalmente en el 0,8 %.
Alargamiento de la vida útil de la muela: cada muela de CBN producía más de 4500 piezas por rectificado, frente a 300 o menos con óxido de aluminio. Los costos de herramientas se redujeron en más del 70 % anualmente.
Frecuencia de rectificado: el óxido de aluminio requería rectificado tras cada 50-100 piezas, mientras que, con CBN, basta con un rectificado cada 1500 piezas, lo que permite destinar la máquina a otras tareas.
Mejora del acabado superficial: los valores Ra descendieron de 0,8 µm a 0,4 µm, eliminando así la segunda operación de bruñido.
El director de planta indicó un ahorro superior a 600 000 USD anuales, una cifra sustancial comparada con las estimaciones iniciales.
¿Por qué las muelas de CBN de Zhengzhou Ruizuan marcaron la diferencia?
La transición a muelas de CBN tuvo éxito gracias a la combinación de:
Personalización específica para la aplicación: Ruizuan adaptó sus muelas de CBN al material específico del engranaje, su dureza, los parámetros de la máquina y los refrigerantes utilizados por el fabricante de engranajes.
Control riguroso de calidad: las muelas cumplían con las normas de fabricación ISO 9001 y, además, se entregaban con informes de ensayo individuales.
Soporte técnico: los ingenieros de Ruizuan proporcionaron formación sobre los nuevos parámetros de rectificado y supervisaron la primera puesta en marcha.
Certificaciones: Las muelas contaban con certificación CE, SGS y TÜV, cumpliendo así los estándares automotrices reales de la planta (IATF 16949).
RESUMEN
El cambio a muelas personalizadas de CBN con enlace metálico permitió a esta planta de engranajes lograr una mejora significativa en el acabado superficial y una reducción de los defectos de rectificado. La empresa ahorró más de 600 000 USD anuales gracias a una menor cantidad de desechos, una mayor vida útil de las herramientas y menos tiempos de inactividad de las máquinas. Desde 2014, Zhengzhou Ruizuan Diamond Tool Co., Ltd. ha estado ayudando a clientes industriales a reducir los costes de rectificado y mejorar la calidad mediante su línea completa de abrasivos de diamante y CBN. Póngase en contacto con Ruizuan para una auditoría de su propio proceso de rectificado.