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No mercado competitivo da indústria automotiva, uma pequena redução na taxa de rejeição pode economizar milhões de dólares à empresa. Um fabricante médio de componentes de transmissão enfrentava retrabalho excessivo e taxas de rejeição superiores a 6,5%, causadas por queimaduras superficiais e microfissuras induzidas pelo retífico. Isso elevava os custos de produção e ameaçava os cronogramas de entrega e a satisfação do cliente. Este estudo de caso analisa como um fabricante conseguiu alcançar uma taxa de rejeição inferior a 0,8% em menos de seis meses utilizando abrasivos CBN da Zhengzhou Ruizuan Diamond Tool Co., Ltd.
O Problema: Por Que as Rodas de Óxido de Alumínio Estavam Falhando
Este fornecedor de médio porte de engrenagens automotivas para transmissão estava finalizando engrenagens e eixos cementados com dureza superficial de 62–64 HRC usando rodas de alumina. Embora as rodas de alumina fossem, na verdade, menos caras, os grãos de alumina desgastavam-se rapidamente e geravam abundante calor na zona de retificação. Esse calor frequentemente causava:
Queimaduras superficiais visíveis por meio de ensaio por penetrante líquido.
Trincas microscópicas e, consequentemente, menor vida útil da peça final.
Abrasão frequente das rodas de retificação, resultando em altos tempos de inatividade e custos elevados com ferramentas.
Variação no acabamento superficial, introduzindo assim problemas nas etapas subsequentes de montagem.
As peças rejeitadas na fábrica apresentavam uma média de 6,5% (5%–8%). Os gestores de qualidade estimaram as perdas anuais decorrentes de defeitos em mais de USD 400.000.
A Solução: Substituição para Rodas de CBN Projetadas
A fábrica consultou engenheiros de aplicações da Zhengzhou Ruizuan e concordou em realizar um ensaio experimental com rodas de CBN personalizadas. A Ruizuan recomendou uma roda de CBN com ligação metálica, formulada especificamente para usinagem de aços cementados para engrenagens. Mais especificamente:
Tamanho do grão de CBN: B151 (aproximadamente 100/120 mesh)
Tipo de ligante: matriz metálica, que realmente proporciona retenção superior dos grãos abrasivos.
Concentração: 150%, o que permite, na verdade, um corte mais rápido.
Velocidades de operação (compatíveis com as retificadoras atuais), variando de 45 a 60 m/s
Diferentemente do óxido de alumínio, a extrema dureza do CBN mantém os grãos abrasivos afiados durante todo o ciclo de retificação. O ligante metálico atua, de fato, como dissipador de calor, removendo eficientemente o calor da peça. A Ruizuan também forneceu dados abrangentes de retificação, incluindo velocidade ideal da ferramenta, avanço e fluido refrigerante.
Os resultados: taxa de defeitos reduzida para 0,8%
Após dois dias de teste em uma das linhas de retificação de engrenagens, foi confirmado:
Redução de defeitos: praticamente não foram encontradas queimaduras nem microfissuras; as peças rejeitadas caíram de 6,5% durante o teste para 1,2% após alguns ajustes. Esse valor estabilizou-se em 0,8%.
Extensão da vida útil da ferramenta: cada roda de CBN produzia mais de 4500 peças por retificação, contra 300 ou menos com óxido de alumínio. Os custos com ferramentas foram reduzidos em mais de 70% ao ano.
Frequência de retificação: o óxido de alumínio exigia retificação após 50–100 peças, enquanto, com CBN, essa operação é realizada apenas a cada 1500 peças, permitindo a utilização da máquina em outras tarefas.
Melhoria no acabamento superficial: os valores de Ra caíram de 0,8 µm para 0,4 µm, eliminando-se a segunda operação de lapidação.
O gerente da fábrica informou uma economia anual superior a USD 600.000 — um valor considerável comparado às estimativas iniciais.
Por que as rodas de CBN da Zhengzhou Ruizuan fizeram a diferença
A transição para rodas de CBN foi bem-sucedida graças à combinação de:
Personalização específica para a aplicação: a Ruizuan adaptou suas rodas de CBN ao material específico da engrenagem, à sua dureza, aos parâmetros da máquina e aos fluidos de corte utilizados pelo fabricante de engrenagens.
Controle rigoroso de qualidade: as rodas atenderam aos padrões de fabricação ISO 9001 e foram fornecidas com relatórios individuais de ensaio.
Suporte técnico: os engenheiros da Ruizuan realmente forneceram treinamento sobre os novos parâmetros de retificação e monitoraram a operação inicial.
Certificações: as rodas possuíam certificações CE, SGS e TÜV, atendendo aos padrões automotivos reais da fábrica (IATF 16949).
Resumo
A substituição por rodas personalizadas de CBN com ligação metálica ajudou esta fábrica de engrenagens a obter um acabamento superficial significativamente melhor e uma redução nos defeitos de retificação. A empresa economizou mais de 600.000 dólares anualmente graças à redução de refugos, maior vida útil das ferramentas e menor tempo de inatividade das máquinas. Desde 2014, a Zhengzhou Ruizuan Diamond Tool Co., Ltd. vem ajudando clientes industriais a reduzir os custos de retificação e melhorar a qualidade com sua linha completa de abrasivos diamantados e de CBN. Entre em contato com a Ruizuan para uma auditoria do seu próprio processo de retificação.