De CNC-opspanoplossingen die elke fabrikant zou moeten kennen

CNC-bewerking is een traditionele productiemethode waarbij snijgereedschappen en rotatie worden gebruikt om een ​​vooraf bepaalde reeks sneden tot een massief blok materiaal te maken. De snijbewerkingen zijn afgeleid van digitale ontwerpbestanden, die tegelijkertijd naar meerdere CNC-machines kunnen worden gedistribueerd, waardoor fabrikanten sneller meerdere kopieën van een onderdeel kunnen maken.

Hoewel machinale bewerking een veelzijdig proces is dat in staat is om op betrouwbare wijze zeer nauwkeurige en nauwkeurige onderdelen te produceren - waarom het vaak wordt gebruikt om kritieke auto-, medische en ruimtevaartcomponenten te maken - creëert de inherente aard van het proces beperkingen aan de geometrie die mogelijk is met CNC-bewerking. Ontwerpelementen zoals scherpe binnenhoeken zijn bijvoorbeeld moeilijk te maken met ronde, roterende gereedschappen, terwijl ondersneden elementen zoals zwaluwstaarten en T-gleuven moeilijk, zo niet onmogelijk, te bereiken zijn met standaard gereedschappen.

Een ander potentieel probleem heeft te maken met het vasthouden van het werkstuk, of hoe het werkstuk op zijn plaats wordt vastgezet tijdens het bewerkingsproces. Als werkstukken moeilijk of niet goed vast te pakken zijn, kunnen de levensvatbaarheid van het onderdeel, de productietijdlijn en de kosten per eenheid negatief worden beïnvloed.

Dit is wat fabrikanten moeten weten om het meeste uit hun werkstukoplossingen te halen.

De basis van CNC-werkstukopspanning

Hoe een onderdeel wordt vastgehouden, kan een aantal logistieke factoren aanzienlijk beïnvloeden, waaronder levensvatbare gereedschapspaden, welke werkstukoppervlakken bewerkbaar zullen zijn zonder extra instellingen, en de toegestane snelheid en kracht van de snijgereedschappen. Basiscomponenten voor het vasthouden van werkstukken zoals kaken, bankschroeven en zelfs de machinetafel kunnen het vermogen van snijgereedschappen om toegang te krijgen tot het werkstuk beperken, wat ertoe kan leiden dat er meer tijd wordt besteed aan het opzetten van het onderdeel, in plaats van aan het draaien van de spil.

Maar net zoals 5-assige CNC-bewerking snijgereedschappen en werkstukken extra rotatiemogelijkheden biedt tijdens de productie, kunnen 5-assige werkstukopspanoplossingen de efficiëntie aanzienlijk verbeteren van productieonderdelen die aan de meeste of alle kanten moeten worden bewerkt.

Gebruikt in tandem-, meerassige bewerkings- en werkstukoplossingen maken het mogelijk om werkstukken in een optimale positie te plaatsen, eenmaal vast te pakken, te bewerken en vervolgens snel te verwisselen. Dit wordt vaak bereikt via nulpunts-snelwisselsystemen, die zorgen voor een betrouwbare plaatsing van het werkstuk, terwijl componenten indien nodig efficiënt kunnen worden overgebracht naar andere machines voor secundaire bewerkingen.

Indien correct geïmplementeerd, kunnen CNC-werkstukopspansystemen de outputefficiëntie verbeteren door de tijd die nodig is om werkstukken in te stellen en te wisselen te minimaliseren. Werkstukoplossingen helpen bij het herhaalbaar maken van productieprocessen, wat verder bijdraagt ​​aan meetbare verbeteringen in productiesnelheid en procesbetrouwbaarheid, evenals de nauwkeurigheid, precisie en kwaliteit van de uiteindelijke onderdelen.

Veelvoorkomende uitdagingen op het gebied van CNC-werkopspaning

De meest voorkomende uitdagingen op het gebied van CNC-werkstukopspanning doen zich voor wanneer fabrikanten onderdelen proberen te produceren met ongebruikelijke geometrieën of onderdelen die omslachtig en groot zijn.

Wat is naast het optimaliseren van het ontwerp van onderdelen voor maakbaarheid (DFM), de beste manier om ongebruikelijke, delicate of dunwandige werkstukken stabiel en veilig te houden tijdens het bewerken? In veel gevallen wordt opofferingsgereedschap gebruikt om werkstukken met niet-standaard vormen te ondersteunen, en ingebouwde ontwerpkenmerken zoals paspengaten of schroefdraadnokken kunnen vaak worden gebruikt om het werkstuk op zijn plaats te klemmen. Zelfs het toevoegen van slechts 1/16 inch extra materiaal aan de onderkant van een werkstuk kan het grijpvermogen vergroten.

Soms moeten fabrikanten echter creatievere oplossingen gebruiken. Zandzakken kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt om trillingen van het werkstuk te verminderen, terwijl was, klei en speciale lijmen kunnen helpen bij het ondersteunen van delicate delen van het werkstuk. Vooral was en klei zijn vrij stijf bij kamertemperatuur en worden vloeibaar bij blootstelling aan hogere temperaturen, wat handig is bij het verwijderen ervan nadat het bewerkingsproces is voltooid.

Omvangrijke onderdelen - zoals die worden gebruikt in ruimtevaart-, defensie-, industriële of voertuigtoepassingen - vormen een andere uitdaging. Speciale en op maat gemaakte werkstukopspanopties zijn duur en, aangezien sommige grote componenten slechts in relatief beperkte volumes worden geproduceerd, de investering misschien niet waard zijn. Indien gebruikt voor grote productieruns of hergebruikt voor gebruik met andere onderdelen, kan een op maat gemaakte werkstukopspanningsoplossing echter een goed rendement op de investering bieden.

Of een winkel nu kiest om te investeren in gespecialiseerde of geautomatiseerde oplossingen voor het vasthouden van werkstukken voor grotere onderdelen of een combinatie van handmatige klauwplaten, kaken en andere kant-en-klare oplossingen gebruikt om het werkstuk stabiel te houden, het doel moet zijn om het totale aantal zaagsneden te minimaliseren. bewerkingen en herpositioneringen om de spindellooptijd te maximaliseren. Het beperken van het aantal snijbewerkingen minimaliseert ook de kans op menselijke fouten, verbetert de procesbetrouwbaarheid en verbetert doorgaans de nauwkeurigheid van de bewerking.

Naast de grootte moet rekening worden gehouden met de vorm van omslachtige onderdelen. Inherent asymmetrische componenten, zoals turbinebladen, vereisen complexe, vegende spindel- en gereedschapsbewegingen. Dit soort uitdagende onderdelen vereisen oplossingen voor het vasthouden van werkstukken die een onderdeel stevig in de juiste positie kunnen houden, terwijl er ook ruimte is voor het snijgereedschap en de machine.

De beste oplossing voor werkstukopspanning kiezen

Welke werkstukoplossing het meest geschikt is voor een bepaald onderdeel, wordt bepaald door een aantal factoren, waaronder productievolume, onderdeelvorm, onderdeelafmetingen, materiaal en tolerantievereisten, evenals de omstelfrequentie.

Het machinaal bewerken van grote volumes heeft andere fundamentele vereisten dan kleinere klussen:het hangt af van betrouwbaar herhaalbare processen die onderdelen van consistente kwaliteit produceren over langere tijdlijnen, waarvoor doorgaans gespecialiseerde werkstukoplossingen nodig zijn. Vaste klauwplaten zijn een veelgebruikte oplossing, omdat ze zowel een hoge positioneringsnauwkeurigheid voor secundaire bewerkingen als een grotere grijpkracht kunnen bieden, wat handig is voor het vastzetten van gietstukken of smeedstukken tijdens voorbewerkingen.

Daarentegen kunnen CNC-bewerkingstaken met een klein volume doorgaans vertrouwen op traditionele werkstukopspangereedschappen. Spantangen, die gebruik maken van glijdende hulzen, kunnen ronde, zeshoekige en vierkante werkstukken en stafmateriaal effectief vastgrijpen zonder houdkracht te verliezen - een belangrijk punt van zorg bij het werken met rotatie en centrifugale kracht. Spanplaten met drie klauwen worden ook vaak gebruikt, omdat ze superieure grip bieden bij het bewerken van ronde werkstukken, terwijl klauwplaten met twee klauwen (of 2+2 klauwplaten met vier klauwen) uitstekend geschikt zijn voor het bewerken van vierkante onderdelen.

Deze traditionele oplossingen voor het vasthouden van werk brengen echter vaak extra overwegingen met zich mee. Klemmen verhogen het aantal stappen per bewerking en kunnen de toegang van meerassige machines tot het werkstuk belemmeren, terwijl bankschroeven beperkingen opleggen aan de grootte en het type werkstuk dat kan worden gegrepen.

Onderhoud is de sleutel tot productie-efficiëntie

Fabrikanten vertrouwen op CNC-bewerkingen om nauwkeurige, herhaalbare onderdelen te produceren. Deze precisie is echter alleen mogelijk als werkstukken op een gedefinieerde locatie met een bekende oriëntatie worden vastgehouden. Bovendien vereist de herhaalbaarheid van CNC-bewerkingen dat de bewerkingsconfiguratie in de loop van de productie economisch kan worden gereproduceerd. Daarom moeten de meest effectieve en strategische oplossingen voor het vasthouden van het werkstuk, naast het beveiligen van het werkstuk tegen middelpuntvliedende kracht, zwaartekracht en snijkrachten, ook helpen om de arbeidskosten te verlagen en wijzigingen aan het gereedschap en de opstelling tot een minimum te beperken.

Modulaire werkstukoplossingen die snel wisselen tussen werkstukken en snijgereedschappen mogelijk maken zonder de productie te onderbreken, de integratie van Industrie 4.0-technologieën en verbeterde automatisering zijn enkele van de technologische ontwikkelingen die klaar staan ​​om de wereld van CNC-bewerkingen te stroomlijnen. Deze functies zullen fabrikanten waarschijnlijk helpen meer te bereiken met minder arbeid, door een grotere productieflexibiliteit en capaciteit te bieden, evenals een verbeterde consistentie in omschakelingen tussen onderdelen en verschillende taken.

CNC-machines zijn echter flinke investeringen, daarom is het vaak kosteneffectiever om CNC-bewerkingen uit te besteden aan een vertrouwde productiepartner dan om bewerkingsdiensten in eigen beheer te nemen.

Het goede nieuws is dat Fast Radius tot de voorhoede van on-demand CNC-bewerkingen behoort. Ons team van ervaren ingenieurs, ontwerpers, technologen en operators heeft tientallen jaren ervaring in het stroomlijnen van het CNC-bewerkingsproces en bespaart klanten tijd en geld. We werken nauw samen met klanten in elke productiefase, helpen bij het selecteren van de ideale productiemethode en werkstukoplossingen voor elke taak en leveren producten van hoge kwaliteit tegen een concurrerende prijs. Neem vandaag nog contact met ons op om aan de slag te gaan.

Ga voor meer informatie over CNC-bewerking en onze andere productiemogelijkheden naar het Fast Radius-leercentrum.