Frezowanie obwiedniowe na twardo, określane również jako skiving, skive hobbing lub hard hobbing, jest metodą wykańczania zahartowanych uzębień zewnętrznych za pomocą specjalnego, pełnowęglikowego freza ślimakowego.

Proces nie polega na wykonywaniu uzębienia od pełnego materiału. Koło jest najpierw frezowane na miękko w sposób zbliżony do przygotowania detalu pod późniejsze szlifowanie. Do tej operacji stosuje się zgrubny frez ślimakowy z protuberancją, pozostawiający kontrolowany naddatek na bokach zębów. Po obróbce cieplnej zahartowane flanki są wykańczane pełnowęglikowym frezem ślimakowym o specjalnej geometrii, najczęściej z ujemnym kątem natarcia.

Hard hobbing może stanowić wydajną i ekonomiczną alternatywę dla szlifowania kół zębatych, jeżeli:

• obrabiane jest otwarte uzębienie zewnętrzne,
• proces hartowania jest stabilny,
• kolejne części odkształcają się w powtarzalny sposób,
• na flankach pozostaje równomierny naddatek,
• wymagana jakość może zostać osiągnięta frezem ślimakowym,
• frezarka zapewnia odpowiednią sztywność, synchronizację i centrowanie,
• wielkość produkcji uzasadnia wykonanie specjalnego freza pełnowęglikowego.

Skiving nie jest jednak uniwersalnym zamiennikiem szlifowania. O możliwości zastosowania procesu decydują wymagania rysunku, stabilność obróbki cieplnej, rozkład naddatku, głębokość warstwy utwardzonej, geometria koła oraz rzeczywiste wyniki prób technologicznych.

Wykańczające frezowanie obwiedniowe zahartowanego koła zębatego na pionowej frezarce CNC EIFCO z użyciem pełnowęglikowego freza ślimakowego do skivingu. Proces usuwa kontrolowany naddatek z flank zębów i może stanowić wydajną alternatywę dla szlifowania przy stabilnych odkształceniach po hartowaniu.

Zbliżenie powierzchni zębów koła po wstępnym frezowaniu kalibracyjnym wykonanym węglikowym frezem ślimakowym CTI do skivingu na frezarce obwiedniowej pionowej EIFCO.

Najważniejsze informacje o hard hobbingu

Obszar	Najważniejszy wniosek
Rodzaj procesu	Wykańczające frezowanie obwiedniowe uzębienia po hartowaniu
Typowe detale	Koła, zębniki, wały uzębione i wybrane wielowypusty zewnętrzne
Obróbka przed hartowaniem	Frezowanie zgrubne frezem ślimakowym z protuberancją
Narzędzie po hartowaniu	Precyzyjny pełnowęglikowy frez ślimakowy CTI
Kąt natarcia	Najczęściej ujemny, zwykle około −10° do −15°
Powłoka	BALINIT ALCRONA EVO dobierana do obróbki z chłodzeniem
Orientacyjny naddatek	Zwykle około 0,10–0,15 mm na każdą flankę, zgodnie z wytycznymi dla konkretnej aplikacji
Chłodzenie	Proces prowadzony z prawidłowo dobranym i stabilnie podawanym chłodziwem
Najważniejszy warunek	Powtarzalne odkształcenia po obróbce cieplnej
Kontrola	Pomiar profilu, linii zęba, podziałki, bicia i wymiaru kontrolnego
Dokładniejsza alternatywa	Szlifowanie obwiedniowe, szlifowanie profilowe lub honowanie

Skiving w tym artykule nie oznacza Power Skivingu

Termin „skiving” jest wykorzystywany w branży uzębień w odniesieniu do różnych procesów.

Skive hobbing i hard hobbing

W tym artykule skiving oznacza wykańczające frezowanie zahartowanego uzębienia zewnętrznego za pomocą specjalnego freza ślimakowego.

Kinematyka procesu jest zbliżona do klasycznego frezowania obwiedniowego, ale narzędzie nie wykonuje nowego uzębienia od pełnego materiału. Musi zostać dokładnie ustawione w istniejących wrębach i usunąć niewielki naddatek z obu flank zębów.

Film przedstawia obracające się koło zębate po wykańczającym frezowaniu obwiedniowym wykonanym węglikowym frezem ślimakowym CTI przeznaczonym do skivingu. Obróbkę przeprowadzono na poziomej frezarce obwiedniowej EIFCO.

Power Skiving

Power Skiving jest odrębną technologią. Wykorzystuje narzędzie o geometrii zbliżonej do koła zębatego oraz skrzyżowanie osi narzędzia i obrabianego elementu.

Proces jest stosowany między innymi do:

• uzębień wewnętrznych,
• uzębień zewnętrznych,
• wielowypustów,
• uzębień położonych blisko kołnierza lub innej przeszkody.

Power Skiving wymaga innego narzędzia, innej kinematyki oraz odpowiednio przygotowanej obrabiarki.

W dalszej części artykułu określenia skiving i hard hobbing odnoszą się wyłącznie do wykańczającego frezowania zahartowanych uzębień frezem ślimakowym.

Tandemowy pełnowęglikowy frez ślimakowy CTI. Jedna część robocza narzędzia może pełnić funkcję freza zgrubnego z protuberancją, natomiast druga – freza wykańczającego do skivingu z ujemnym kątem natarcia.

Jak przebiega proces hard hobbingu?

Skuteczne wdrożenie skivingu wymaga przygotowania całego procesu technologicznego. Nie wystarczy zakupić pełnowęglikowy frez i uruchomić dodatkowy cykl na frezarce.

Należy połączyć:

• prawidłowe frezowanie przed hartowaniem,
• właściwie zaprojektowaną protuberancję,
• stabilną obróbkę cieplną,
• pomiar odkształceń,
• przygotowanie baz,
• dokładne centrowanie narzędzia,
• frezowanie z chłodzeniem,
• kontrolę końcową uzębienia.

1. Frezowanie przed hartowaniem frezem z protuberancją

Uzębienie przygotowuje się tak samo jak koło przeznaczone do późniejszego szlifowania.

Przed obróbką cieplną detal jest frezowany zgrubnym frezem ślimakowym z protuberancją. Narzędzie odpowiada za:

• wykonanie uzębienia w miękkim materiale,
• pozostawienie kontrolowanego naddatku na lewej i prawej flance,
• przygotowanie stopy zęba na wymaganą głębokość,
• wykonanie odpowiedniego podcięcia,
• pozostawienie przestrzeni dla późniejszego narzędzia wykańczającego,
• ograniczenie ryzyka wejścia pełnowęglikowego freza w stopę zęba.

Frez zgrubny nie może być dobierany niezależnie od narzędzia do skivingu. Oba frezy powinny tworzyć jeden system technologiczny.

Podczas projektowania trzeba wspólnie określić:

• wielkość naddatku na flankach,
• geometrię protuberancji,
• głębokość podcięcia,
• promień przejścia,
• geometrię stopy zęba,
• profil pełnowęglikowego freza wykańczającego,
• przewidywane odkształcenia po hartowaniu.

W ofercie Tradensa znajdują się zarówno zgrubne frezy ślimakowe CTI z protuberancją, jak i pełnowęglikowe frezy CTI do skivingu. Narzędzia mogą zostać zaprojektowane wspólnie dla kompletnego procesu przed i po obróbce cieplnej.

2. Gratowanie i fazowanie przed obróbką cieplną

Po frezowaniu wstępnym należy usunąć zadziory oraz przygotować wymagane fazy na krawędziach zębów.

Operacja wykonana przed hartowaniem pozwala:

• ograniczyć powstawanie ostrych i kruchych krawędzi,
• poprawić powtarzalność procesu cieplnego,
• ograniczyć zakres późniejszej obróbki zahartowanego materiału,
• zmniejszyć ryzyko uszkodzenia pełnowęglikowego freza,
• przygotować detal do dalszego procesu produkcyjnego.

Jeżeli po skivingu wymagane jest końcowe gratowanie, szczotkowanie lub zaokrąglanie krawędzi, należy przewidzieć je jako osobną operację.

3. Stabilna i powtarzalna obróbka cieplna

Najważniejszym warunkiem zastosowania hard hobbingu nie jest wyłącznie osiągnięcie wymaganej twardości. Kluczowa jest stabilność procesu hartowania i powtarzalność powstających odkształceń.

Dobrym kandydatem do skivingu jest część, dla której kolejne detale i partie wykazują:

• podobną zmianę grubości zęba,
• zbliżoną zmianę wymiaru przez wałeczki lub kulki,
• powtarzalne błędy profilu,
• podobne odkształcenie linii zęba,
• stabilne bicie uzębienia,
• zbliżone położenie uzębienia względem otworu,
• porównywalny rozkład naddatku na całym obwodzie,
• powtarzalne odkształcenie czół i powierzchni bazowych.

Nie oznacza to, że odkształcenie musi być całkowicie wyeliminowane. Może być większe, ale powinno występować regularnie i w podobny sposób dla kolejnych części.

Powtarzalny błąd można uwzględnić podczas:

• projektowania naddatku,
• przygotowania geometrii freza,
• ustawienia maszyny,
• programowania korekcji,
• organizowania kontroli produkcyjnej.

Problemem są przede wszystkim odkształcenia nieregularne. Jeżeli jedne koła deformują się inaczej niż kolejne, warstwa materiału usuwana przez frez będzie zmieniała się pomiędzy detalami.

Może to powodować:

• przeciążenie części ostrzy,
• brak pełnego oczyszczenia flanki,
• zmienny wymiar przez wałeczki,
• niestabilny profil,
• skrócenie trwałości freza,
• zwiększenie liczby braków.

4. Pomiar reprezentatywnej serii po hartowaniu

Procesu nie należy projektować na podstawie jednego koła.

Przed wykonaniem pełnowęglikowego freza do skivingu warto zmierzyć reprezentatywną serię części po obróbce cieplnej. Liczba mierzonych elementów powinna umożliwić ocenę nie tylko średniej wartości odkształcenia, ale również rzeczywistego rozrzutu procesu.

Kontrola powinna obejmować:

• naddatek na lewej flance,
• naddatek na prawej flance,
• rozkład naddatku na obwodzie,
• grubość zęba,
• wymiar przez wałeczki lub kulki,
• profil zęba,
• linię zęba,
• podziałkę,
• bicie uzębienia,
• położenie uzębienia względem otworu,
• stan powierzchni bazowych,
• głębokość warstwy utwardzonej.

Dopiero na podstawie rozrzutu wyników można ocenić, czy skiving będzie procesem stabilnym i ekonomicznie uzasadnionym.

Tradensa oferuje maszyny pomiarowe do kół zębatych i wielowypustów TTi, przeznaczone między innymi do kontroli:

• profilu,
• linii zęba,
• podziałki,
• bicia,
• geometrii uzębienia,
• wymiarów kontrolnych,
• zmian powstałych podczas obróbki cieplnej.

5. Przygotowanie powierzchni bazowych

Po hartowaniu należy sprawdzić powierzchnie wykorzystywane do końcowego mocowania detalu.

W zależności od konstrukcji części konieczne może być:

• oczyszczenie otworu i czół,
• usunięcie zgorzeliny,
• obróbka lub szlifowanie otworu,
• szlifowanie powierzchni oporowej,
• przywrócenie współosiowości baz,
• sprawdzenie bicia po zamocowaniu,
• kontrola odkształcenia cienkościennych części.

Jakość bazowania ma bezpośredni wpływ na rozkład naddatku.

Jeżeli koło jest mocowane na otworze, a uzębienie przesunęło się względem niego podczas hartowania, frez może:

• usuwać nadmierną warstwę materiału po jednej stronie obwodu,
• nie oczyścić całej flanki po przeciwnej stronie,
• pracować pod zmiennym obciążeniem,
• nie skorygować dużego bicia wieńca względem otworu.

Hard hobbing może poprawić geometrię flank, ale nie skompensuje dowolnego błędu położenia całego uzębienia względem funkcjonalnych baz detalu.

6. Centrowanie freza w istniejącym uzębieniu

Podczas klasycznego frezowania na miękko frez ślimakowy generuje nowe wręby. W hard hobbingu narzędzie musi zostać dokładnie ustawione w uzębieniu już istniejącym.

Proces centrowania, określany również jako timing, służy do zsynchronizowania:

• położenia freza ślimakowego,
• położenia obrabianego koła,
• istniejących wrębów,
• lewej i prawej flanki,
• elektronicznej przekładni frezarki.

Nieprawidłowe centrowanie może powodować:

• nierównomierne usuwanie materiału z obu flank,
• nadmierne obciążenie jednej strony freza,
• nieprawidłową grubość zęba,
• błędy profilu,
• pogorszenie wymiaru przez wałeczki,
• wykruszenia węglika,
• uszkodzenie całego narzędzia.

Frezarka powinna posiadać odpowiedni system centrowania oraz cykl umożliwiający bezpieczne wprowadzenie pełnowęglikowego freza w istniejące uzębienie. Frezarki obwiedniowe EIFCO wyposażone są w specjalny moduł fizyczny z sondą pomiarową oraz odpowiednim oprogramowaniem do skivingu.

7. Frezowanie obwiedniowe po hartowaniu z chłodzeniem

Po przygotowaniu baz, zamocowaniu detalu i wycentrowaniu freza wykonywane jest wykańczające frezowanie zahartowanych flank.

W rozwiązaniach oferowanych przez Tradensa proces prowadzony jest:

• pełnowęglikowym frezem ślimakowym CTI,
• z odpowiednio dobranym chłodzeniem,
• przy małym i kontrolowanym naddatku,
• z dokładnym centrowaniem narzędzia,
• z programowanym shiftingiem,
• z kontrolą obciążenia freza,
• w jednym lub kilku przejściach zależnie od konkretnego detalu.

Chłodzenie odpowiada między innymi za:

• ograniczenie obciążenia cieplnego,
• stabilizację temperatury narzędzia i detalu,
• usuwanie drobnych wiórów ze strefy skrawania,
• ograniczenie ponownego wciągania wiórów pomiędzy frez i koło,
• ochronę krawędzi pełnowęglikowego freza,
• poprawę powtarzalności procesu.

Strumień chłodziwa musi być prawidłowo skierowany i stabilnie podawany przez cały cykl. Samo zastosowanie chłodzenia nie skompensuje jednak:

• nadmiernego naddatku,
• błędnego centrowania,
• drgań,
• bicia freza,
• niestabilnego mocowania,
• nieregularnych odkształceń po hartowaniu.

W opisywanym procesie nie zakłada się frezowania zahartowanych flank na sucho.

8. Końcowy pomiar uzębienia

Po wykonaniu pierwszej części należy przeprowadzić pełną kontrolę przed uruchomieniem produkcji seryjnej.

W zależności od wymagań rysunku pomiar powinien obejmować:

• profil zęba,
• linię zęba,
• podziałkę,
• bicie,
• grubość zęba,
• wymiar przez wałeczki lub kulki,
• chropowatość flank,
• wymagane modyfikacje profilu,
• wymagane modyfikacje linii zęba,
• współosiowość uzębienia względem baz.

Pierwszy detal służy do weryfikacji:

• centrowania freza,
• korekcji wymiarowych,
• rozkładu naddatku,
• ustawienia mocowania,
• jakości powierzchni,
• stabilności parametrów,
• prawidłowości przygotowania freza.

Produkcję seryjną można rozpocząć dopiero po potwierdzeniu, że detal spełnia wymagania techniczne.

Stabilność hartowania – podstawowy warunek procesu

Hard hobbing najlepiej sprawdza się tam, gdzie odkształcenia po obróbce cieplnej są regularne i przewidywalne.

Powtarzalne odkształcenia

Jeżeli kolejne koła wykazują podobną zmianę geometrii, można:

• dobrać właściwy naddatek,
• zaprojektować geometrię freza,
• przygotować korekcję maszyny,
• zoptymalizować mocowanie,
• ustalić stabilny plan kontroli,
• przewidzieć trwałość narzędzia.

Proces może być powtarzalny nawet wtedy, gdy po hartowaniu występuje wyraźne odkształcenie, pod warunkiem że ma ono podobny charakter dla całej serii.

Nieregularne odkształcenia

Jeżeli zmiana geometrii jest przypadkowa, frez pracuje za każdym razem w innych warunkach.

Skutkiem mogą być:

• duże różnice obciążenia pomiędzy detalami,
• niepełne oczyszczenie flanki,
• niestabilny wymiar kontrolny,
• zmienny profil i linia zęba,
• wykruszanie ostrzy,
• trudna do przewidzenia trwałość narzędzia,
• wzrost liczby części niezgodnych.

Przy niestabilnym hartowaniu bezpieczniejszym rozwiązaniem może być szlifowanie, zapewniające większą możliwość usuwania zmiennego naddatku i korygowania odkształceń.

Jaki naddatek pozostawić przed hard hobbingiem?

Jako orientacyjny punkt wyjścia można przyjąć:

około 0,10–0,15 mm na każdą flankę zęba.

Nie jest to jednak wartość uniwersalna ani gotowy parametr do automatycznego zastosowania dla każdego detalu.

Ostateczny naddatek powinien zostać określony na podstawie:

• pomiarów reprezentatywnej serii po hartowaniu,
• maksymalnego odkształcenia detalu,
• rozrzutu pomiędzy kolejnymi częściami,
• modułu uzębienia,
• szerokości wieńca,
• wymaganej jakości,
• głębokości warstwy utwardzonej,
  geometrii freza zgrubnego,
• geometrii freza pełnowęglikowego,
• sposobu bazowania i mocowania,
• możliwości frezarki,
• wytycznych producenta narzędzia.

Naddatek musi być wystarczający do pełnego oczyszczenia obu flank po hartowaniu. Nie powinien być jednak zwiększany „na zapas”.

Zbliżenie powierzchni zębów hartowanego koła zębatego przed wykańczającą obróbką metodą skivingu z wykorzystaniem węglikowego freza CTI.

Zbyt mały naddatek

Jeżeli naddatek jest mniejszy niż odkształcenie po hartowaniu:

• fragment flanki może pozostać nieobrobiony,
• na gotowym kole pozostaną ślady po obróbce cieplnej,
• nie uda się skorygować profilu lub linii zęba,
• wymagany wymiar kontrolny może nie zostać osiągnięty,
• detal może wymagać szlifowania albo zostać odrzucony.

Zbyt duży naddatek

Nadmierny naddatek powoduje:

• wzrost sił skrawania,
• większe obciążenie freza,
• zwiększenie ryzyka drgań,
• szybsze zużycie lub wykruszanie ostrzy,
• dłuższy czas cyklu,
• zwiększenie obciążenia cieplnego,
• ryzyko nadmiernego usunięcia warstwy utwardzonej.

Najlepszy proces nie polega więc na pozostawieniu możliwie dużego naddatku, lecz na ograniczeniu i ustabilizowaniu odkształceń cieplnych.

Dlaczego przed hartowaniem stosuje się frez ślimakowy z protuberancją?

Podczas hard hobbingu pełnowęglikowy frez powinien obrabiać przede wszystkim robocze flanki zębów.

Stopa zęba oraz wymagane podcięcie powinny zostać przygotowane wcześniej za pomocą zgrubnego freza ślimakowego z protuberancją.

Prawidłowo dobrana protuberancja pozwala:

• pozostawić kontrolowany naddatek na flankach,
• wykonać stopę zęba na gotowo przed hartowaniem,
• przygotować przestrzeń dla freza wykańczającego,
• zapobiec wejściu pełnowęglikowego freza w promień stopy,
• ograniczyć ryzyko powstania karbu,
• zachować wymagany promień przejścia,
• ustabilizować warstwę usuwaną podczas skivingu.

Geometrii protuberancji nie należy dobierać wyłącznie na podstawie modułu.

Do jej zaprojektowania potrzebne są między innymi:

• rysunek gotowego koła,
• docelowy profil uzębienia,
• planowany naddatek,
• geometria freza do hard hobbingu,
• odkształcenia po hartowaniu,
• wymagany promień stopy,
• głębokość warstwy utwardzonej.

Koło zębate po wykańczającej obróbce metodą skivingu, wykonanej węglikowym frezem CTI na frezarce obwiedniowej poziomej EIFCO.

Jakie koła zębate można obrabiać metodą hard hobbingu?

Proces jest przeznaczony przede wszystkim do otwartych uzębień zewnętrznych, przy których frez ma zapewniony swobodny dostęp i odpowiedni wybieg.

Typowe zastosowania obejmują:

• koła zębate walcowe o zębach prostych,
• koła zębate walcowe o zębach skośnych,
• zębniki,
• wały z uzębieniem zewnętrznym,
• wybrane zewnętrzne wielowypusty,
• małe i średnie koła produkowane seryjnie,
• detale o powtarzalnych odkształceniach po hartowaniu.

Hard hobbing jest szczególnie interesujący, gdy:

• geometria umożliwia swobodny przejazd freza,
• wymagane modyfikacje mogą zostać wykonane przez odpowiednio zaprojektowane narzędzie i sterowanie maszyny,
• jakość uzyskana podczas prób spełnia wymagania rysunku,
• seria uzasadnia wykonanie specjalnego freza,
• proces hartowania jest powtarzalny,
• zakład chce ograniczyć wykorzystanie wolnej lub starszej szlifierki.

Proces nie jest właściwą metodą klasycznego wykonywania uzębień wewnętrznych. W takich aplikacjach należy analizować między innymi:

• Power Skiving,
• dłutowanie Fellowsa,
• przeciąganie,
• szlifowanie profilowe uzębień wewnętrznych.

Jakie błędy można skorygować?

Hard hobbing może poprawiać:

• grubość zęba,
• wymiar przez wałeczki lub n-zębów,
• zarys ewolwentowy,
• linię zęba,
• niewielkie odchyłki kąta linii zęba,
• część błędów podziałki,
• niewielką stożkowość,
• wybrane modyfikacje linii zęba,
• jakość powierzchni flank.

Zakres możliwej korekcji zależy od:

• ilości dostępnego naddatku,
• regularności odkształcenia,
• geometrii freza,
• możliwości sterowania frezarki,
• stabilności mocowania,
• wymaganej jakości końcowej.

Czego hard hobbing może nie skorygować?

Proces ma ograniczone możliwości w przypadku:

• dużego bicia uzębienia względem otworu,
• znacznych i nieregularnych odkształceń,
• braku materiału na części flanki,
• niewłaściwie wykonanej stopy zęba,
• bardzo dużych błędów podziałki,
• złożonych modyfikacji zmieniających się na wysokości i szerokości zęba,
• zbyt małej głębokości warstwy utwardzonej.

Frez nie może usunąć błędu, jeżeli w wymaganym miejscu nie pozostała wystarczająca ilość materiału.

Frezy ślimakowy CTI do kompletnego procesu obróbki uzębienia przed i po hartowaniu

Prawidłowe wdrożenie hard hobbingu wymaga przygotowania dwóch wzajemnie dopasowanych narzędzi:

• zgrubnego freza ślimakowego z protuberancją do frezowania przed hartowaniem,
• precyzyjnego freza pełnowęglikowego do wykańczania zahartowanych flank.

Tradensa oferuje oba rodzaje frezów ślimakowych produkcji CTI.

Frez zgrubny CTI z protuberancją

Frez wykorzystywany przed hartowaniem odpowiada za:

• wykonanie uzębienia w materiale miękkim,
• pozostawienie wymaganego naddatku,
• przygotowanie stopy zęba,
• wykonanie podcięcia,
• zapewnienie miejsca na pracę freza wykańczającego.

Narzędzie może być wykonane jako frez nasadzany lub trzpieniowy, zależnie od modułu, średnicy, szerokości uzębienia, frezarki i zakresu produkcji.

Pełnowęglikowy frez CTI do hard hobbingu

Po hartowaniu stosowany jest precyzyjny frez ślimakowy wykonany z pełnego węglika spiekanego.

Pełny węglik zapewnia:

• wysoką twardość,
• odporność na zużycie abrazyjne,
• stabilność geometrii ostrzy,
• odpowiednią sztywność krawędzi,
• możliwość wykańczania zahartowanych flank.

Jednocześnie jest materiałem wrażliwym na:

• uderzenia,
• drgania,
• nierównomierny naddatek,
• nadmierne bicie,
• błędne centrowanie,
• niestabilne chłodzenie,
• przeciążenie przy wejściu w materiał.

Sama jakość węglika nie wystarczy więc do uzyskania stabilnego procesu. Frez musi współpracować ze sztywną frezarką, precyzyjnym mocowaniem i prawidłowo przygotowanym detalem.

Dlaczego frez do skivingu ma ujemny kąt natarcia?

Jedną z najważniejszych różnic pomiędzy standardowym pełnowęglikowym frezem ślimakowym a narzędziem przeznaczonym do hard hobbingu jest geometria powierzchni natarcia.

Standardowy pełnowęglikowy frez do klasycznego frezowania obwiedniowego jest często wykonywany z kątem natarcia wynoszącym około 0°.

Frez przeznaczony do skivingu posiada natomiast ujemny kąt natarcia, wynoszący najczęściej około:

−10° do −15°.

Dokładna wartość jest dobierana przez producenta narzędzia do konkretnego zastosowania, z uwzględnieniem:

• twardości obrabianego koła,
• modułu,
• geometrii uzębienia,
• wielkości naddatku,
• rozkładu naddatku na obwodzie,
• gatunku węglika,
• konstrukcji freza,
• sztywności maszyny,
• sposobu mocowania,
• warunków chłodzenia,
• oczekiwanej trwałości.

Wzmocnienie klina ostrza

Ujemny kąt natarcia zwiększa kąt klina ostrza. Krawędź pełnowęglikowego freza jest dzięki temu lepiej podparta i mniej podatna na lokalne wykruszenia podczas kontaktu z zahartowaną powierzchnią.

Ma to szczególne znaczenie przy:

• dużej twardości detalu,
• niewielkiej grubości warstwy skrawanej,
• zmiennym zazębieniu poszczególnych ostrzy,
• wysokiej wrażliwości węglika na udary,
• lokalnych zmianach naddatku.

Większa trwałość niż przy kącie 0°

W prawidłowo przygotowanym procesie ujemny kąt natarcia może istotnie wydłużyć trwałość freza względem standardowego narzędzia pełnowęglikowego o zerowym kącie natarcia.

Wynika to przede wszystkim z:

• większej stabilności krawędzi,
• ograniczenia lokalnych wykruszeń,
• lepszego podparcia klina ostrza,
• korzystniejszego rozłożenia obciążenia,
• bardziej kontrolowanego wejścia bocznych krawędzi w zahartowany materiał.

Nie oznacza to jednak, że im większy ujemny kąt, tym lepszy frez. Zwiększenie ujemnego kąta zmienia warunki skrawania i może podnosić obciążenie mechaniczne całego układu.

Wartość musi więc zostać dobrana do konkretnego koła, frezarki i procesu.

Ujemny kąt nie zastępuje stabilnego procesu

Nawet prawidłowo zaprojektowany frez z ujemnym kątem natarcia może szybko ulec zużyciu lub uszkodzeniu, jeżeli występują:

• nadmierny naddatek,
• nierównomierny naddatek,
• niestabilne odkształcenia po hartowaniu,
• błędne centrowanie,
• bicie freza,
• bicie detalu,
• drgania,
• niewystarczająca sztywność frezarki,
• przerwy w podawaniu chłodziwa.

Specjalna geometria zwiększa odporność ostrza, ale jednocześnie wymaga sztywnego i dokładnego układu maszyna–narzędzie–detal.

Ostrzenie freza z ujemnym kątem natarcia

Podczas regeneracji freza do skivingu należy zachować zaprojektowaną geometrię powierzchni natarcia.

Nieprawidłowe ostrzenie może zmienić:

• rzeczywisty kąt natarcia,
• profil ostrza,
• podział rowków wiórowych,
• warunki skrawania poszczególnych zębów freza,
• trwałość narzędzia,
• profil wykonywanego uzębienia.

Regeneracja powinna więc obejmować:

• ostrzenie na maszynie przeznaczonej do precyzyjnej obróbki frezów ślimakowych,
• zachowanie wymaganego ujemnego kąta natarcia,
• kontrolę geometrii po ostrzeniu,
• przygotowanie krawędzi,
• ponowne powlekanie,
• końcowy pomiar freza.

Nieprawidłowo naostrzony frez może utracić korzyści wynikające z ujemnego kąta natarcia, nawet jeżeli sam węglik i powłoka pozostają właściwie dobrane.

Powłoka BALINIT ALCRONA EVO

Pełnowęglikowe frezy CTI do hard hobbingu mogą być pokrywane powłoką BALINIT ALCRONA EVO.

W tym zastosowaniu trwałość freza wynika z połączenia:

• odpowiedniego gatunku węglika,
• ujemnego kąta natarcia,
• prawidłowego przygotowania krawędzi,
• dokładnej geometrii narzędzia,
• powłoki ALCRONA EVO,
• stabilnego chłodzenia,
• właściwego shiftingu,
• równomiernego naddatku,
• powtarzalnej obróbki cieplnej.

Ujemna geometria odpowiada przede wszystkim za podparcie i stabilność krawędzi, natomiast powłoka ogranicza zużycie powierzchni freza podczas obróbki z chłodzeniem.

ALCRONA EVO jest powłoką PVD na bazie AlCrN. Jej właściwości odpowiadają wymaganiom narzędzi pracujących w trudnych warunkach frezowania zahartowanych flank.

Powłoka może zapewniać:

• wysoką odporność na zużycie,
• ochronę podłoża węglikowego,
• ograniczenie zużycia adhezyjnego,
• stabilność w podwyższonej temperaturze,
• odporność na cykliczne obciążenie cieplne,
• wsparcie trwałości freza podczas obróbki z chłodzeniem.

Nie należy jednak przypisywać trwałości narzędzia wyłącznie powłoce. Nie skompensuje ona niewłaściwego kąta natarcia, nadmiernego naddatku, bicia ani błędnego centrowania.

Jakie dane są potrzebne do zaprojektowania frezów CTI?

Do zaprojektowania kompletnego systemu narzędziowego należy przekazać:

• rysunek gotowego koła,
• dane uzębienia przed hartowaniem,
• moduł normalny lub DP,
• liczbę zębów,
• kąt przyporu,
• kąt i kierunek linii zęba,
• szerokość wieńca,
• materiał detalu,
• rodzaj obróbki cieplnej,
• twardość powierzchni,
• głębokość warstwy utwardzonej,
• wymagane modyfikacje profilu,
• wymagane modyfikacje linii zęba,
• pomiary reprezentatywnej serii po hartowaniu,
• rzeczywisty naddatek na lewej i prawej flance,
• rozkład naddatku na obwodzie,
• model frezarki,
• sposób mocowania narzędzia,
• sposób mocowania detalu,
• wymagania jakościowe,
• planowaną wielkość produkcji.

Freza do hard hobbingu nie należy dobierać wyłącznie na podstawie modułu, liczby zębów i kąta przyporu.

Wymagania wobec frezarki obwiedniowej CNC

Hard hobbing nie jest wyłącznie dodatkowym cyklem programowym. Wymaga odpowiednio przygotowanego układu maszyna–narzędzie–mocowanie.

Sztywność konstrukcji

Podatność frezarki, wrzeciona, trzpienia lub uchwytu może powodować:

• błędy profilu,
• błędy linii zęba,
• drgania,
• nierównomierną chropowatość,
• niestabilny wymiar,
• lokalne przeciążenia freza,
• wykruszanie pełnego węglika.

Ujemny kąt natarcia wzmacnia krawędź, ale może zwiększać obciążenie mechaniczne układu. Odpowiednia sztywność jest więc szczególnie ważna.

Precyzyjna synchronizacja osi

Frezarka musi utrzymywać dokładną zależność pomiędzy obrotem freza i obrabianego koła.

Znaczenie mają:

• dokładność elektronicznej przekładni,
• jakość enkoderów,
• dynamika napędów,
• stabilność obrotów,
• stan osi,
• dokładność pozycjonowania,
• zachowanie sterowania pod zmiennym obciążeniem.

Małe bicie freza

Bicie powoduje, że poszczególne ostrza usuwają różną ilość materiału.

Może to skutkować:

• przeciążeniem części ostrzy,
• okresowym śladem na flankach,
• pogorszeniem profilu,
• skróceniem trwałości narzędzia,
• wykruszeniem węglika.

Cały układ mocowania freza powinien być sprawdzany, a nie tylko samo narzędzie.

Powtarzalne mocowanie detalu

Uchwyt powinien zapewniać:

• małe bicie promieniowe,
• małe bicie osiowe,
• odpowiednią sztywność,
• prawidłowe bazowanie względem powierzchni funkcjonalnych,
• brak odkształcenia cienkościennego koła,
• swobodny dostęp i wybieg freza,
• powtarzalność kolejnych zamocowań.

System centrowania

Frezarka musi umożliwiać precyzyjne ustawienie narzędzia względem istniejących wrębów. W zależności od konfiguracji może wykorzystywać odpowiedni czujnik i dedykowany cykl sterowania.

Programowany shifting

Shifting polega na przesuwaniu freza wzdłuż jego osi i wykorzystywaniu kolejnych fragmentów długości roboczej.

Prawidłowo zaplanowana strategia:

• rozkłada zużycie na większej liczbie ostrzy,
• ogranicza lokalne przeciążenie,
• stabilizuje profil i jakość powierzchni,
• zwiększa liczbę części pomiędzy wymianami lub ostrzeniami freza.

Frezarki EIFCO do hard hobbingu

Frezarki obwiedniowe CNC EIFCO mogą zostać przygotowane do wykańczającego frezowania uzębień po hartowaniu.

W zależności od aplikacji konfiguracja może obejmować:

• odpowiednio sztywną konstrukcję,
• precyzyjną synchronizację wrzeciona i stołu,
• napędy dostosowane do wymagań procesu,
• system centrowania freza w istniejącym uzębieniu,
• dedykowany cykl skivingu,
• obróbkę w jednym lub kilku przejściach,
• korekcję wymiaru,
• programowany shifting,
• monitorowanie obciążenia wrzeciona,
• kompensację cieplną,
• dedykowane mocowanie detalu,
• układ chłodzenia i filtracji dostosowany do procesu.

Dokładny zakres wyposażenia zależy od:

• modelu frezarki,
• modułu,
• średnicy i szerokości koła,
• twardości detalu,
• naddatku,
• konstrukcji freza,
• wymaganej jakości,
• planowanej wielkości produkcji.

Nie każda konfiguracja frezarki będzie właściwa dla każdego zahartowanego koła. Dlatego przed przygotowaniem rozwiązania należy przeanalizować konkretny detal.

Parametry procesu dobiera się indywidualnie

Nie istnieje jeden zestaw prędkości, posuwów i głębokości przejścia właściwy dla wszystkich zastosowań hard hobbingu.

Parametry zależą między innymi od:

• modułu,
• średnicy freza,
• twardości detalu,
• materiału i mikrostruktury koła,
• gatunku węglika,
• powłoki,
• kąta natarcia,
• liczby zwojów i rowków freza,
• wielkości naddatku,
• rozkładu naddatku,
• szerokości uzębienia,
• liczby przejść,
• sztywności mocowania,
• możliwości frezarki,
• sposobu podawania chłodziwa.

Parametry początkowe powinny zostać określone przez producenta freza i dostawcę frezarki, a następnie potwierdzone podczas prób technologicznych.

Nie należy przenosić parametrów pomiędzy różnymi detalami wyłącznie dlatego, że posiadają ten sam moduł lub podobną twardość.

Zużycie freza i kontrola narzędzia

Podczas hard hobbingu mogą występować:

• zużycie powierzchni przyłożenia,
• lokalne wytarcie ostrzy,
• zużycie powłoki,
• wykruszenia krawędzi,
• pęknięcia,
• przeciążenie pierwszych ostrzy strefy wejścia,
• nierównomierne zużycie wzdłuż długości roboczej.

Kontrola narzędzia powinna uwzględniać:

• liczbę wykonanych części,
• łączną szerokość obrabianych uzębień,
• wykorzystane pozycje shiftingu,
• zmianę obciążenia wrzeciona,
• zmianę wymiaru kontrolnego,
• profil i linię zęba,
• chropowatość,
• rzeczywisty stan krawędzi.

Nie należy używać freza aż do wystąpienia widocznego wykruszenia. Limit zużycia powinien zostać ustalony podczas wdrożenia procesu.

Jakość i integralność warstwy wierzchniej

Ocena koła po hard hobbingu nie powinna ograniczać się wyłącznie do geometrii uzębienia.

Obróbka zahartowanego materiału wpływa również na:

• naprężenia własne,
• mikrostrukturę,
• twardość powierzchniową,
• stan warstwy przypowierzchniowej,
• odporność zmęczeniową.

Nieprawidłowy proces może prowadzić do:

• lokalnego odpuszczenia,
• ponownego zahartowania fragmentu powierzchni,
• powstania niekorzystnej białej warstwy,
• mikropęknięć,
• pogorszenia właściwości eksploatacyjnych.

W odpowiedzialnych zastosowaniach może być konieczne wykonanie:

• pomiaru twardości,
• analizy metalograficznej,
• kontroli mikropęknięć,
• badania naprężeń własnych,
• testów funkcjonalnych gotowego koła.

Zakres badań powinien wynikać z zastosowania detalu i wymagań odbiorcy.

Kiedy hard hobbing może być alternatywą dla szlifowania?

Skiving warto przeanalizować, jeżeli detal spełnia wymagania jakościowe możliwe do osiągnięcia frezem ślimakowym, a zakład:

• posiada starszą szlifierkę do kół zębatych o ograniczonej wydajności,
• posiada zużytą szlifierkę o ograniczonej dokładności,
• wykorzystuje szlifierkę profilową, na której kolejne wręby obrabiane są oddzielnie,
• nie posiada dedykowanej szlifierki do kół zębatych,
• nie dysponuje obecnie budżetem na zakup nowej szlifierki obwiedniowej,
• chce wykorzystać frezarkę obwiedniową CNC również do obróbki po hartowaniu,
• produkuje regularne serie podobnych kół,
• posiada stabilny proces obróbki cieplnej,
• może przygotować właściwy naddatek za pomocą freza z protuberancją.

W takich warunkach hard hobbing może umożliwić uzyskanie wymaganej jakości bez natychmiastowej inwestycji w osobną szlifierkę.

Decyzja powinna jednak wynikać z wyników pomiaru gotowego detalu. Jeżeli po skivingu nie można stabilnie spełnić wymagań rysunku, właściwym rozwiązaniem pozostaje szlifowanie.

Hard hobbing, szlifowanie obwiedniowe czy profilowe?

Kryterium	Hard hobbing	Szlifowanie obwiedniowe	Szlifowanie profilowe
Podstawowe zastosowanie	Powtarzalne uzębienia zewnętrzne po hartowaniu	Dokładna produkcja seryjna uzębień zewnętrznych	Elastyczna obróbka różnych profili
Narzędzie	Pełnowęglikowy frez ślimakowy CTI	Ściernica ślimakowa CUMI	Ściernica profilowa CUMI
Przygotowanie przed hartowaniem	Frez z protuberancją i kontrolowany naddatek	Frez z protuberancją i naddatek pod szlifowanie	Frez z protuberancją i naddatek pod szlifowanie
Wymagania wobec hartowania	Bardzo wysoka powtarzalność odkształceń	Większa zdolność usuwania zmiennego naddatku	Duża możliwość korekcji lokalnej
Sposób obróbki	Obwiedniowa obróbka ciągła	Obwiedniowa obróbka ciągła	Obróbka profilowa wrąb po wrębie
Wydajność seryjna	Wysoka przy stabilnej aplikacji	Bardzo wysoka w odpowiednim zakresie detali	Zwykle niższa
Elastyczność profilu	Zależna od konstrukcji freza i możliwości maszyny	Wysoka dzięki profilowaniu ściernicy	Bardzo wysoka
Korekcja dużych odkształceń	Ograniczona	Większa	Większa
Koszt wejścia	Frezarka z opcją skivingu i specjalne frezy	Dedykowana szlifierka obwiedniowa	Szlifierka profilowa
Główna zaleta	Możliwość wykorzystania frezarki do obróbki po hartowaniu	Wysoka jakość połączona z dużą wydajnością	Elastyczność i możliwość wykonywania profili specjalnych
Główne ograniczenie	Wymaga stabilnego naddatku i hartowania	Wysoki koszt inwestycji	Dłuższy czas obróbki kolejnych wrębów

Szlifowanie profilowe jest elastyczne, ale każde wręby są obrabiane kolejno. Przy powtarzalnym uzębieniu zewnętrznym skiving może być znacznie wydajniejszą alternatywą, o ile osiągana jakość jest wystarczająca.

Szlifowanie obwiedniowe pozostaje natomiast bardzo wydajnym rozwiązaniem dla produkcji seryjnej wymagającej wysokiej dokładności i większej zdolności korekcji odkształceń.

Kiedy lepiej wybrać szlifowanie?

Szlifowanie pozostaje właściwą technologią, gdy:

• odkształcenia po hartowaniu są duże,
• odkształcenia są nieregularne,
• naddatek znacząco zmienia się na obwodzie,
• wymagane są bardzo wysokie klasy dokładności,
• wymagana jest bardzo niska chropowatość,
• konieczne są rozbudowane modyfikacje profilu lub linii zęba,
• produkowany jest szeroki zakres różnych detali,
• zakup osobnego freza pełnowęglikowego dla każdego koła byłby nieekonomiczny,
• uzębienie ma geometrię nieodpowiednią dla freza ślimakowego,
• proces został zatwierdzony wyłącznie dla szlifowania.

Tradensa oferuje również szlifierki do kół zębatych Burri oraz ściernice ślimakowe i profilowe CUMI, obejmujące rozwiązania do szlifowania obwiedniowego i profilowego.

Dzięki temu dobór może być oparty na rzeczywistych wymaganiach detalu, wielkości produkcji i ekonomice procesu, a nie na promowaniu jednej technologii niezależnie od zastosowania.

Najczęstsze problemy podczas hard hobbingu

Problem	Możliwe przyczyny	Co sprawdzić?
Fragment flanki pozostaje nieobrobiony	Zbyt mały lub nierównomierny naddatek	Pomiary po hartowaniu, bicie i rozkład naddatku
Jedna flanka jest obrabiana mocniej	Nieprawidłowe centrowanie freza	Timing, położenie narzędzia i synchronizację osi
Niestabilny wymiar przez wałeczki	Zmienne odkształcenia, temperatura lub zużycie freza	Kolejne pomiary, chłodzenie, shifting i stabilność hartowania
Błąd profilu	Bicie freza, zużycie lub błędna geometria narzędzia	Raport freza, trzpień, bicie i korekcje
Błąd linii zęba	Ugięcie detalu lub niestabilne mocowanie	Podparcie, sztywność trzpienia i ustawienie maszyny
Okresowy ślad na powierzchni	Bicie freza albo nierówne obciążenie ostrzy	Mocowanie freza, stan krawędzi i synchronizację
Szybkie wykruszanie freza	Niewłaściwy kąt natarcia, nadmierny naddatek, drgania lub błędny timing	Geometrię freza, naddatek, bicie, centrowanie i sztywność układu
Krótka trwałość freza	Brak shiftingu, niewłaściwe chłodzenie lub niestabilny proces	Pozycje shiftingu, układ chłodzenia, naddatek i hartowanie
Duża chropowatość	Zużyte ostrza, bicie lub niewłaściwe ustawienie	Stan freza, centrowanie, mocowanie i warunki procesu
Uszkodzenie warstwy wierzchniej	Nadmierne obciążenie cieplne lub mechaniczne	Chłodzenie, naddatek i stan powierzchni
Pogorszenie jakości po ostrzeniu	Zmieniony ujemny kąt natarcia lub błędna geometria rowków	Raport po ostrzeniu, kąt natarcia i pomiar freza

Jak przygotować wdrożenie hard hobbingu?

1. Zmierzyć serię części po hartowaniu

Należy określić:

• średnie odkształcenie,
• maksymalne odkształcenie,
• rozrzut pomiędzy detalami,
• różnice pomiędzy partiami obróbki cieplnej.

2. Sprawdzić stabilność procesu cieplnego

Trzeba potwierdzić, czy odkształcenia mają powtarzalny kierunek i zbliżoną wartość.

3. Zweryfikować głębokość warstwy utwardzonej

Należy ustalić, ile materiału można bezpiecznie usunąć bez naruszenia wymaganej warstwy funkcjonalnej.

4. Zaprojektować frez zgrubny z protuberancją

Geometria freza przed hartowaniem musi zostać dopasowana do:

• planowanego naddatku,
• kształtu stopy,
• odkształceń cieplnych,
• geometrii freza pełnowęglikowego.

5. Dobrać frezarkę i mocowanie

Analiza powinna objąć:

• sztywność maszyny,
• dokładność synchronizacji,
• możliwość centrowania,
• shifting,
• układ chłodzenia,
• bicie trzpienia,
• mocowanie detalu,
• dostęp i wybieg freza.

6. Zaprojektować pełnowęglikowy frez CTI

Należy określić:

• profil narzędzia,
• ujemny kąt natarcia,
• gatunek węglika,
• przygotowanie krawędzi,
• liczbę zwojów i rowków,
• powłokę ALCRONA EVO,
• zakres późniejszej regeneracji.

7. Wykonać próby technologiczne

Próby powinny obejmować:

• kontrolę centrowania,
• weryfikację naddatku,
• ocenę obciążenia freza,
• pomiar kilku kolejnych części,
• kontrolę profilu i linii zęba,
• ocenę zużycia ostrzy,
• sprawdzenie jakości powierzchni,
• kontrolę warstwy wierzchniej, jeżeli jest wymagana.

8. Ustalić plan produkcji seryjnej

Należy zdefiniować:

• częstotliwość pomiarów,
• strategię shiftingu,
• limit zużycia freza,
• sposób korekcji wymiaru,
• procedurę po zmianie narzędzia,
• wymagania po ostrzeniu i powlekaniu,
• kryteria zatrzymania procesu.

Czy hard hobbing jest opłacalny?

Opłacalności nie należy oceniać wyłącznie przez porównanie czasu skivingu i szlifowania.

W analizie należy uwzględnić:

• koszt konfiguracji frezarki,
• koszt freza zgrubnego z protuberancją,
• koszt pełnowęglikowego freza skivingowego,
• trwałość narzędzia,
• liczbę możliwych ostrzeń,
• koszt regeneracji i powlekania,
• czas centrowania,
• czas pomiaru pierwszej części,
• częstotliwość kontroli,
• koszt chłodzenia i filtracji,
• ryzyko braków przy niestabilnym hartowaniu,
• wielkość rocznej produkcji,
• koszt alternatywnej inwestycji w szlifierkę.

Hard hobbing może być szczególnie uzasadniony, gdy:

• zakład posiada już odpowiednią frezarkę obwiedniową CNC,
• stara szlifierka ogranicza wydajność,
• dostępna szlifierka profilowa pracuje zbyt wolno dla planowanej serii,
• zakup nowej szlifierki obwiedniowej jest obecnie nieuzasadniony lub niemożliwy,
• detal jest produkowany regularnie,
• obróbka cieplna jest stabilna,
• jakość uzyskana podczas prób spełnia wymagania.

Przy produkcji jednostkowej, dużej różnorodności kół lub nieregularnych odkształceniach koszt przygotowania specjalnych narzędzi może przewyższyć potencjalne korzyści.

FAQ – hard hobbing i skiving

Czy hard hobbing jest tym samym co Power Skiving?

Nie. Hard hobbing wykorzystuje frez ślimakowy do wykańczania istniejącego uzębienia zewnętrznego po hartowaniu. Power Skiving ma inną kinematykę i wykorzystuje narzędzie o geometrii zbliżonej do koła zębatego lub dłutaka Fellowsa.

Czy hard hobbing wykonuje uzębienie od pełnego materiału?

Nie. Uzębienie jest najpierw wykonywane na miękko zgrubnym frezem ślimakowym z protuberancją. Po hartowaniu frez pełnowęglikowy usuwa jedynie kontrolowany naddatek z flank.

Jaki naddatek pozostawić przed hartowaniem?

Jako orientacyjny punkt wyjścia można przyjąć około 0,10–0,15 mm na każdą flankę. Ostateczną wartość należy ustalić na podstawie wyników pomiarów po hartowaniu, warstwy utwardzonej oraz wytycznych producenta narzędzia.

Dlaczego stabilność hartowania jest tak ważna?

Frez musi usuwać zbliżoną warstwę materiału z kolejnych części. Nieregularne odkształcenia powodują zmienne obciążenie narzędzia, niepełne oczyszczenie flank i niestabilną jakość.

Czy hard hobbing wykonuje się z chłodzeniem?

Tak. W rozwiązaniach oferowanych przez Tradensa proces jest prowadzony z odpowiednio dobranym chłodzeniem. Chłodziwo stabilizuje temperaturę i pomaga usuwać wióry ze strefy skrawania.

Dlaczego frezy do skivingu mają ujemny kąt natarcia?

Ujemny kąt natarcia, wynoszący zazwyczaj około −10° do −15°, zwiększa kąt klina i wzmacnia krawędź pełnowęglikowego freza. Dzięki temu ostrze jest mniej podatne na lokalne wykruszenia podczas obróbki zahartowanych flank.

W praktyce właściwie zaprojektowany frez skivingowy może osiągać znacznie większą trwałość niż standardowy frez pełnowęglikowy o kącie natarcia około 0°.

Czy im większy ujemny kąt natarcia, tym dłuższa trwałość?

Nie. Zbyt duży ujemny kąt może zwiększać obciążenie mechaniczne całego układu. Wartość musi zostać dobrana do twardości, naddatku, modułu, konstrukcji freza i możliwości frezarki.

Czy po ostrzeniu trzeba zachować ujemny kąt natarcia?

Tak. Nieprawidłowe ostrzenie może zmienić geometrię freza, warunki skrawania oraz profil wykonywanego uzębienia. Po regeneracji narzędzie powinno zostać dokładnie zmierzone i ponownie pokryte.

Czy hard hobbing zastępuje szlifowanie?

Może je zastąpić w wybranych zastosowaniach, jeżeli detal ma odpowiednią geometrię, stabilny naddatek i po obróbce spełnia wszystkie wymagania jakościowe. Przy dużych lub nieregularnych odkształceniach właściwsze może być szlifowanie.

Czy hard hobbing może być rozwiązaniem przy starej szlifierce?

Tak. Jeżeli obecna szlifierka ogranicza wydajność lub dokładność, a detal spełnia wymagania procesu, skiving na nowoczesnej frezarce CNC może być atrakcyjną alternatywą.

Czy skiving może zastąpić wolne szlifowanie profilowe?

Przy powtarzalnych uzębieniach zewnętrznych może znacznie zwiększyć wydajność w porównaniu z obróbką kolejnych wrębów oddzielnie. Nie zapewnia jednak takiej samej klasy wykonania oraz elastyczności kształtowania profilu jak szlifowanie profilowe.

Czy podczas hard hobbingu obrabiana jest stopa zęba?

Zasadniczo nie. Stopa i odpowiednie podcięcie powinny zostać przygotowane przed hartowaniem zgrubnym frezem z protuberancją. Frez pełnowęglikowy usuwa naddatek przede wszystkim z flank.

Czy można stosować zwykły frez ślimakowy z HSS?

Do właściwego hard hobbingu stosuje się specjalne frezy z pełnego węglika spiekanego, zaprojektowane do obróbki zahartowanych flank.

Czy każda frezarka obwiedniowa nadaje się do skivingu?

Nie. Frezarka musi zapewniać odpowiednią sztywność, synchronizację, małe bicie, centrowanie w istniejącym uzębieniu, shifting i prawidłowe chłodzenie. Frezarka musi również posiadać sondę pomiarową z odpowiednim oprogramowaniem do skivingu.

Jak sprawdzić, czy detal nadaje się do hard hobbingu?

Należy zmierzyć serię części po hartowaniu, ocenić rozrzut odkształceń i naddatku, sprawdzić głębokość warstwy utwardzonej, wymagania jakościowe oraz możliwości frezarki. Ostatecznym potwierdzeniem jest próba technologiczna.

Dobór procesu hard hobbingu

Planujesz wykańczające frezowanie kół zębatych po hartowaniu?

Prześlij:

• rysunek gotowego koła,
• dane uzębienia przed hartowaniem,
• materiał,
• rodzaj obróbki cieplnej,
• twardość powierzchni,
• głębokość warstwy utwardzonej,
• moduł lub DP,
• liczbę zębów,
• kąt i kierunek linii zęba,
• szerokość uzębienia,
• wymaganą klasę jakości,
• wymagane modyfikacje profilu i linii,
• pomiary kilku części po hartowaniu,
• rzeczywisty naddatek na obu flankach,
• bicie uzębienia względem otworu,
• wielkość partii i roczną produkcję,
• dane dostępnej frezarki.

Na tej podstawie możemy przeanalizować:

• możliwość zastosowania hard hobbingu zamiast szlifowania,
• stabilność naddatku po hartowaniu,
• dobór frezarki obwiedniowej CNC EIFCO,
• konfigurację maszyny do skivingu,
• system centrowania freza,
• konstrukcję mocowania,
• dobór zgrubnego freza CTI z protuberancją,
• dobór pełnowęglikowego freza ślimakowego CTI,
• dobór ujemnego kąta natarcia,
• zastosowanie powłoki ALCRONA EVO,
• układ chłodzenia i filtracji,
• strategię przejść i shiftingu,
• zakres prób technologicznych,
• wymagania dotyczące ostrzenia i regeneracji freza,
• pomiar części na maszynie TTi,
• zasadność zastosowania szlifierki Burri zamiast hard hobbingu.

Prześlij detal do analizy procesu hard hobbingu

Powiązana oferta

Frezarki obwiedniowe CNC EIFCO

Pionowe i poziome frezarki do kół zębatych, wielowypustów i wałów uzębionych, z możliwością przygotowania wybranych konfiguracji do skivingu i hard hobbingu.

Frezy ślimakowe CTI

Zgrubne frezy z protuberancją oraz pełnowęglikowe frezy ślimakowe z ujemnym kątem natarcia do wykańczania zahartowanych flank. Narzędzia mogą być projektowane jako kompletny system przed i po hartowaniu.

Szlifierki do kół zębatych Burri

Szlifierki obwiedniowe, profilowe oraz centra do obróbki kół zębatych, gwintów i ślimaków – dla detali wymagających większej możliwości korekcji, wyższej jakości lub bardziej elastycznego procesu.

Maszyny pomiarowe do kół zębatych TTi

Dedykowane maszyny do pomiaru profilu, linii zęba, podziałki, bicia i geometrii kół zębatych oraz wielowypustów.

Powiązana wiedza

Frezowanie obwiedniowe kół zębatych i wielowypustów

Kompleksowy przewodnik dotyczący kinematyki procesu, doboru freza, mocowania, shiftingu i diagnostyki problemów.

Kiedy wymiana frezarki obwiedniowej na CNC się opłaca?

Analiza wydajności, organizacji produkcji i możliwości współczesnych frezarek obwiedniowych CNC.