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Nel mercato competitivo della produzione automobilistica, anche una lieve riduzione del tasso di rifiuti può far risparmiare all’azienda milioni di dollari. Un produttore medio di componenti per trasmissioni stava affrontando un’eccessiva quantità di lavorazioni di ripristino e un tasso di rifiuti superiore al 6,5%, causato da bruciature superficiali e microfessurazioni indotte dalla rettifica. Ciò ha aumentato i costi di produzione e messo a rischio i tempi di consegna e la soddisfazione del cliente. Questo studio di caso analizza come un produttore sia riuscito a raggiungere un tasso di rifiuti inferiore allo 0,8% in meno di sei mesi utilizzando abrasivi CBN di Zhengzhou Ruizuan Diamond Tool Co., Ltd.
Il problema: perché le mole in ossido di alluminio non funzionavano
Questo fornitore medio di ingranaggi per trasmissioni automobilistiche stava finendo ingranaggi e alberi cementati con durezza superficiale compresa tra 62 e 64 HRC utilizzando ruote in allumina. Le ruote in allumina erano effettivamente meno costose; tuttavia, i grani di allumina si ottenevano rapidamente e generavano un’elevata quantità di calore nella zona di rettifica. Questo calore causava spesso:
Bruciature superficiali rilevabili mediante esame con liquido penetrante.
Microfessurazioni e, di conseguenza, una vita utile ridotta del componente finale.
Frequenti operazioni di affilatura, con conseguenti elevati tempi di fermo e costi elevati per le ruote abrasive.
Variazioni della finitura superficiale, che introducevano problemi nelle successive fasi di assemblaggio.
La percentuale di scarti nello stabilimento era in media pari al 6,5% (intervallo 5%-8%). I responsabili qualità stimavano le perdite annuali dovute ai difetti in oltre 400.000 USD.
La soluzione: passaggio a ruote abrasive in CBN progettate appositamente
Lo stabilimento ha consultato gli ingegneri applicativi di Zhengzhou Ruizuan ed è stato concordato di effettuare una prova sperimentale con ruote abrasive in CBN personalizzate. Ruizuan ha raccomandato una ruota in CBN con legante metallico, formulata specificamente per la lavorazione di acciai per ingranaggi cementati. In particolare:
Dimensione dei grani CBN: B151 (circa 100/120 mesh)
Tipo di legante: la matrice metallica garantisce effettivamente una ritenzione superiore dei grani abrasivi.
Concentrazione: 150%, consente effettivamente un’azione di taglio più rapida.
Velocità operative (compatibili con le attuali molatrici) comprese tra 45 e 60 m/s
A differenza dell’ossido di alluminio, l’estrema durezza del CBN mantiene affilati i grani abrasivi per l’intero ciclo di rettifica. Il legante metallico funge effettivamente da dissipatore termico, rimuovendo in modo efficiente il calore dal pezzo. Ruizuan ha inoltre fornito ampi dati sperimentali sulla rettifica, inclusa la velocità ottimale della mola, la velocità di avanzamento e il refrigerante.
I risultati: il tasso di difetti scende allo 0,8%
Dopo una prova di due settimane su una delle loro linee di rettifica degli ingranaggi è stato confermato:
Riduzione dei difetti: non sono stati riscontrati praticamente bruciature né microfessurazioni; gli scarti sono passati dal 6,5% durante la prova all’1,2% dopo alcuni aggiustamenti, stabilizzandosi infine allo 0,8%.
Prolungamento della vita della mola: ogni mola CBN produceva oltre 4500 pezzi per rettifica, rispetto ai 300 o meno ottenuti con l’ossido di alluminio. I costi degli utensili sono diminuiti di oltre il 70% all’anno.
Frequenza di rettifica: l’ossido di alluminio richiedeva la rettifica ogni 50-100 pezzi, mentre con le mole CBN è sufficiente una rettifica ogni 1500 pezzi, consentendo di utilizzare la macchina per altre operazioni.
Miglioramento della finitura superficiale: i valori Ra sono passati da 0,8 µm a 0,4 µm, eliminando così la seconda operazione di lucidatura.
Il direttore dello stabilimento ha dichiarato un risparmio superiore a 600.000 USD all’anno, una cifra sostanziale rispetto alle stime iniziali.
Perché le mole CBN di Zhengzhou Ruizuan hanno fatto la differenza
La transizione alle mole CBN è stata resa possibile grazie alla combinazione di:
Personalizzazione specifica per l’applicazione: Ruizuan ha progettato le sue mole CBN su misura in base al materiale specifico dell’ingranaggio, alla sua durezza, ai parametri della macchina e ai refrigeranti utilizzati dal produttore di ingranaggi.
Controllo qualità rigoroso: le mole rispettavano gli standard di produzione ISO 9001 e venivano fornite con report di prova individuali.
Assistenza tecnica: gli ingegneri Ruizuan hanno effettivamente fornito una formazione sui nuovi parametri di rettifica e monitorato la prima esecuzione.
Certificazioni: le mole sono certificate CE, SGS e TUV, conformi agli standard automobilistici effettivi dello stabilimento (IATF 16949).
Sintesi
La sostituzione con mole metalliche personalizzate a legame CBN ha consentito a questo impianto per ingranaggi di ottenere un significativo miglioramento della finitura superficiale e una riduzione dei difetti di rettifica. L’azienda ha realizzato un risparmio annuo superiore a 600.000 USD grazie alla minore quantità di scarti, alla maggiore durata degli utensili e a minori fermi macchina. Dal 2014, Zhengzhou Ruizuan Diamond Tool Co., Ltd. aiuta i clienti industriali a ridurre i costi di rettifica e migliorare la qualità con l’intera gamma di abrasivi diamantati e CBN. Contattare Ruizuan per una valutazione personalizzata del proprio processo di rettifica.