Wykonanie prototypów jest procesem wieloetapowym realizowanym przez wiele komórek organizacyjnych. Proces ten poprzedzają symulacje komputerowe.
Proces produkcji składa się z następujących po sobie faz obróbczych:

• Kucie na gorąco - odkuwki pierścieni łożyskowych kute są na gorąco na automatycznych prasach firmy HATEBUR z prętów podgrzewanych indukcyjnie do temperatury około 1200 °C. Prasa wykuwa je z prędkością 1 odkuwka na sekundę a w trakcie procesu prowadzona jest ciągła rejestracja temperatury prętów.

• Obróbka tokarsko-frezarska - wykonywana jest na   automatach CNC. Obrabiarki zapewniają  dużą dokładność i powtarzalność wymiarową  pierścieni.

Centrum obróbkowe MAZAK VARIAXIS I-500

Tokarka CNC OKUMA LB3000 EXII MYW 450

• Obróbka cieplna detali - hartowanie na wskroś w atmosferze ochronnej oraz hartowanie indukcyjne przeprowadzane są na urządzeniach przystosowanych do pracy ciągłej z automatyczną rejestracją parametrów technologicznych i ciągłym monitoringiem procesu. Podczas hartowania uzyskuje się strukturę martenzytyczną oraz twardość w przedziale od 59 do 64 HRC.

Linia hartownicza - hartowanie na wskroś

Linia hartownicza indukcyjna

• Obróbka szlifierska na maszynach CNC - obróbka szlifierska  pierścieni odbywa się na obrabiarkach wyposażonych w serwonapędy sterowane numerycznie oraz układy zapewniające utrzymanie stałej szybkości skrawania. Na obróbce szlifierskiej uzyskiwana jest odpowiednia chropowatość, okrągłość i odchyłki falistości bieżni. Po szlifowaniu i dogładzaniu uzyskiwane są parametry chropowatości bieżni Ra poniżej 0,06 µm.

Szlifierka KELLENBERGER 100

Szlifierka VOUMARD 110

• Produkcja koszy - kosze stalowe wykonywane są z taśmy zimnowalcowanej poprzez wykrawanie i tłoczenie na prasach jedno i wielostanowiskowych. Zabiegi wykończające to obróbka wibrościerna i tępienie ostrych krawędzi. Kosze z tworzywa sztucznego produkowane są z poliamidu PA6,6 wzmacnianego włóknem szklanym, a następnie poddawane procesowi kondycjonowania.

Kosze metalowe

Kosze z tworzywa sztucznego

• Wałeczki - odkuwki wałeczków stożkowych i cylindrycznych wykonywane są metoda obróbki plastycznej na zimno. Obróbka cieplna prowadzona jest w atmosferze ochronnej, na urządzeniach przystosowanych do pracy ciągłej z automatyczną rejestracją parametrów technologicznych i ciągłym monitoringiem procesu. Proces szlifowania odbywa się na specjalistycznych, zmodernizowanych szlifierkach zestawionych w linie. Wałeczki przed pakowaniem przechodzą 100% kontrolę wizyjną powierzchni oraz statystyczną kontrolę wymiarową.

Wałeczki stożkowe

• Montaż- montaż łożysk prowadzony jest na zautomatyzowanych liniach przy produkcji masowej oraz na krótkich liniach półautomatycznych lub ręcznie przy krótkich seriach produkcyjnych.
• Kontrola i weryfikacja wewnętrzna gotowych łożysk obejmuje pomiary głównych wymiarów łożysk (montażowych), pomiary luzu łożysk, pomiary poziomu drgań, ocenę czystości.
• Podczas produkcji prototypów wykonywane są kontrole obejmujące:
  • Kontrola materiałowa - ocena składu chemicznego, makro i mikrostruktury, czystości stali oraz twardości:
    • przygotowanie zgładów metalograficznych do badań materiałowych,

    

    Przecinarka ATM BRILLANT 250            Szlifierko-polerka ATM SAPHIR 530          Prasa do inkludowania ATM OPAL

    • badania procentowego składu chemicznego stali, z której wykonywane są pierścienie oraz elementy toczne,

    

    Spektrometr SPECTROLAB M12

    • ocena mikrostruktury materiału w stanie dostawy, mikrostruktury detali po obróbce cieplnej wraz z odwęgleniem oraz zanieczyszczeń w stali.

    

    Mikroskop metalograficzny AXIO VERT.A1M                                Mikroskop ZEISS STEREO DISCOVERY V 12

    Ocenie podlega siatka węglików, segregacja i dyspersja węglików, jakość martenzytu oraz głębokość odwęglenia po obróbce cieplnej. Poniżej przykładowe fotografie poprawnej i niezgodnej z wymaganiami mikrostruktury stali po obróbce cieplnej:

    Ocena siatki węglików

    

    siatka węglików dopuszczalna                                                      siatka węglików niedopuszczalna

    Ocena jakości martenzytu

    

    struktura martenzytu dopuszczalna                                                                 struktura martenzytu niedopuszczalna

    • badania twardości metali metodą Rockwell’a oraz określanie rozkładu trwałości po obróbce cieplnej  metodą Vickersa.

    

    Twardosciomierz ROCKWELL MODEL HRS-150L

    

    Mikrotwardosciomierz VICKERSA FALCON 501

  • Kontrola wymiarowa – wymiary liniowe, kątowe, pomiary chropowatości, okrągłości i zarysu bieżni::
    • pomiar konturów, kształtów, falistości, chropowatości, topografii powierzchni na dowolnych powierzchniach,

    

    TAYLOR HOBSON – FORM TALYSURF PGI 1000S

    

    Wynik chropowatości bieżni głównej łożyska stożkowego

    • pomiar okrągłości, prostopadłości, współosiowości, współśrodkowości, płaskości, walcowości, równoległości, prostoliniowości pionowej i poziomej, chropowatości osi "z", bicia całkowitego, pomiar konturu, wykonania analizy harmonicznej,

    

    TAYOR HOBSON – TALYROND 565H

    

    Wynik pomiaru okrągłości kulki łozyskowej we współrzędnych biegunowych

    

    Graficzne przedstawienie odchyłki płaskości czoła

    

    Wynik pomiaru okrągłości kulki łożyskowej we współrzędnych kartezjańskich

    • pomiary współrzędnościowe, import/export plików CAD wraz z porównaniem wyników mierzonego detalu, bezdotykowe pomiary dzięki głowicy optycznej, konwersje wyników do programów typu Excel, opcje uczenia i powtarzania serii pomiarów, automatyczne tworzenie linii, okręgu i promienia, pomiary gwintów oraz ocenę błędów kształtu,

    

    Urządzenie pomiarowe BATY VENTURE PLUS

    

    Wynik pomiaru kosza łożyska kulkowego

    • pomiar konturów, kątów składowych oraz gwintów zewnętrznych,

    

    HOMMEL- ETAMIC C8000

    

    Wynik pomiaru kanałka w pierścieniu wewnętrznym łożyska stożkowego

  • pomiar odległości, kąta, promienia, pola powierzchni, zapis pomiarów
    w formacie CSV, pomiar wysokości między dwoma punktami, automatyczne zliczanie obszaru.

  

  MIKROSKOP CYFROWY VHX-5000

  

  Zdjęcie wady wraz z podaniem jej długości

Wykonane prototypy łożyska muszą w 100% spełniać wymagania klienta. Z wykonanej partii prototypowej pobierana jest próbka wieloelementowa do kolejnego etapu, którym są badania, takie jak: badania trwałości, momentu tarcia i sztywności, falistości elementów tocznych, analizy sygnału drgań łożysk. Etap ten zostanie przedstawiony w kolejnym artykule.

Autorzy:
Henryk Łomża – Kierownik Centrum Badan i Rozwoju
Aleksandra Gorczyca – Inżynier Produktu i Testów