Teilequalität und Prozessverbesserungen von Rollierwerkzeugen

Rollieren ist eine Methode, um das Werkstück, das die Vorbearbeitung durchlaufen hat, glatt und hart zu machen. Es ist möglich, jede Art von metallischem Material mit dieser Methode zu verarbeiten. Das Rollieren erfolgt durch Berühren der Walzen auf der Oberfläche des Werkstücks mit Hilfe eines Präzisionsmechanismus. Wenn ein solcher Kontakt erhalten wird, dreht sich das Werkstück oder das Werkzeug mit einer spezifizierten Geschwindigkeit, dann laufen die Rollen auf der Werkstückoberfläche durch Drehung vorwärts. Zusätzlich wird mit einer gewissen Kraft auf die Oberfläche des Werkstücks ein Druck ausgeübt, wodurch der Prozess des Rollierens erreicht wird.

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Teilequalität und Prozessverbesserungen

 

Rollieren wurde zuerst in der amerikanischen Industrie in den 1930er Jahren angewendet, um die Ermüdungslebensdauer von Eisenbahnwagenachsen und rotierenden Maschinenwellen zu verbessern. In den 60er Jahren wurde das Rollieren insbesondere in der Automobilindustrie verstärkt eingesetzt, da andere Prozessvorteile erkannt wurden. Die primären Vorteile, die sich auf die Teilequalität beziehen, sind folgende.

  • Sehr genaue Größenkontrolle (Toleranzen innerhalb von 0,0005 Zoll oder besser, abhängig vom Materialtyp und anderen Variablen).
  • Feine Oberflächen (typischerweise zwischen 1 und 10 Mikroinch Ra).
  • Erhöhte Oberflächenhärte (um 5 bis 10 Prozent oder mehr).

 

Andere Prozessvorteile umfassen:

  • Reduzierte Zykluszeit (Teile werden in Sekunden verarbeitet).
  • Es ist sauberer als Honen oder andere Schleifmittel.
  • Es kann oft langsamere und teurere Veredelungsverfahren und Nacharbeiten wie Schleifen, Honen oder Läppen eliminieren.

 

Eine Reihe von Designs

Rollierwerkzeuge können für nahezu jede Teilekonfiguration entworfen und gebaut werden. Zum Polieren von Innen- und Außendurchmessern werden Standardwerkzeuge angeboten. Angepasste Werkzeugkonstruktionen werden nach Wunsch für Flächen, Innen- und Außenkegel, Konturen, Kugeln und Hohlkehlen gefertigt. Für das Polieren von zylindrischen Oberflächen beliebiger Länge stehen Außenrolliermaschinen zur Verfügung.

Die gebräuchlichsten Werkzeuge zum Polieren sind Rotationswerkzeuge, die zum Polieren von IDs oder ODs verwendet werden. Mehrere Rollen, die in einem Haltekäfig montiert sind, drehen sich und liegen auf einem Dorn oder einer Lauffläche auf. Die Werkzeuge sind einstellbar, typischerweise über einen Bereich von 0,040 Zoll für eine gegebene Nenngröße. Einstellungen werden typischerweise in Schritten von 0,0001 Zoll vorgenommen, indem die Position der Kegelrollen in Relation zu dem umgekehrt konischen Dorn oder Laufring geändert wird, um den effektiven Werkzeugdurchmesser zu verändern.

Andere Werkzeugkonstruktionen verwenden eine einzige Rolle, so dass das Werkzeug vielseitiger sein kann und nicht auf eine bestimmte Teilekonfiguration und Nenngröße beschränkt ist. Ein Rollierwerkzeug mit einer Rolle kann auf Wellen, Flächen, Verjüngungen, Konturen oder große IDs angewendet werden. Werkzeugkonstruktionen werden sowohl in Bohrstangen- als auch in Drehhalterungsausführung angeboten. Ein anderes vielseitiges Polierwerkzeug-Design verwendet einen austauschbaren, polierten Diamanteinsatz anstelle einer Rolle. Der Diamanteinsatz ist in einem Drehhalter montiert. Das Werkzeug erzeugt niedrige Mikroinch-Oberflächen auf Wellen oder Flächen mit beliebigem Durchmesser.

 

Teilevorbereitung und Betriebsparameter

Nur ein schneller Durchlauf des Polierwerkzeugs ist erforderlich für das gleichzeitige Kalibrieren, Fertigbearbeiten und Kaltverfestigen von Werkstückoberflächen, vorausgesetzt, dass die Teilevorbereitung und die Werkzeugeinstellung genau beachtet werden. Da kein Metall entfernt wird, ist eine konsistente und ausrissfreie Oberfläche erforderlich, so dass die Spitzen auf der bearbeiteten Oberfläche gleichmäßig unter Rollendruck in die Täler fließen können.

Eine ideal vorbereitete Teiloberfläche zum Polieren ist eine gebohrte oder gedrehte Oberfläche von 80 bis 120 Mikroinch (Ra). Dies ermöglicht eine größere Verlagerung von Material auf der Arbeitsoberfläche als eine glattere Vorbearbeitung, wodurch die Bemessungsfähigkeit des Polierwerkzeugs verbessert wird. Es erlaubt auch, dass die Toleranz auf dem Voranstrich viel größer ist als auf einem glatteren Voranstrich.

Jedes duktile oder verformbare Metall kann brüniert werden (Stahl, Edelstahl, Legierungen, Gusseisen, Aluminium, Kupfer, Messing, Bronze usw.). Da das Metall unter Rollendruck kalt fließen kann, sollte die Härte normalerweise 40 auf der Rockwell „C“ Skala nicht überschreiten.

Geschwindigkeiten und Feeds sind für einen erfolgreichen Werkzeugbetrieb nicht kritisch.

Jedes Standard-Leichtgewicht, geringes Viskositäts-Schmieröl oder irgendein Mineral, Schwefel oder lösliches Öl, das mit dem zu polierenden Metall oder der Legierung verträglich ist, ist für die meisten Metalle geeignet. Die Kühlmittelfiltration ist sehr wichtig, um zu verhindern, dass Metallpartikel oder Sand in die Werkstückoberfläche gerollt werden.

Rollieren ist eine schnellere, sauberere, effektivere und wirtschaftlichere Methode, um Teile nach genauen Spezifikationen zu bearbeiten und zu bearbeiten. Teile können oft auf der ursprünglichen Maschine, auf der sie hergestellt wurden, poliert werden, wodurch Sekundärvorgänge vermieden werden. RBT-Polierwerkzeuge können dem Anwender helfen, erhebliche Zeit- und Kosteneinsparungen zu erzielen und gleichzeitig die Teilequalität zu verbessern.