Form tools op CNC draaibanken meesteren: Expert technieken & voordelen

Op een CNC draaibank of draaicentrum, is één manier om een complex cilinderprofiel te machineeren voor de hand liggend. Dat is: programmeer een single-point draaiinsert om langs de geometrie van dat profiel te voeden. Het zou kunnen lijken dat er geen andere manier is.

Echter, er is ook een methode voor het machineeren van deze profielen die voorafging aan de ontwikkeling van CNC. En in bepaalde toepassingen—zelfs op CNC machines—is dit nog steeds de efficiëntere benadering. Die methode betreft form tools.

Inderdaad, volgens form tool maker Schwanog, rekenen CNC bewerkingsprocessen nu voor de meerderheid van de verkoop van het bedrijf voor dit type tooling.

Form tools zijn custom inserts. De snijrand matcht het beoogde profiel van het onderdeel. Als resultaat produceert een enkele rechte induwing met de insert de gewenste vorm. Dit heeft lang een manier geboden voor non-CNC productieapparatuur zoals automatische schroefmachines om complexe gedraaide profielen te bereiken, dus het zou counter-intuïtief kunnen lijken om programmeerbaarheid op te offeren om hetzelfde soort custom tooling op een CNC machine te gebruiken. Toch zegt Schwanog U.S. general manager Holger Johannsen dat er belangrijke voordelen van form tools zijn die, in de juiste toepassingen, ze kosten-effectiever maken dan standaard draaiinserts op CNC apparatuur.

Het meest significante van deze voordelen is tijd. De video hierboven illustreert dit. Wanneer hetzelfde gedraaide profiel bewerkt wordt met een form tool tegen een reeks single-point snijters, laat de eenvoudige in-uit slag van de form tool het profiel in ongeveer een derde van de tijd machineeren. Gegeven een groot genoeg volume, kan deze tijdsbesparing aantrekkelijk genoeg worden om de investering in de custom tool te rechtvaardigen.

Maar misschien verrassend, speelt nauwkeurigheid ook een rol in het gebruik van deze tooling. De reden hangt samen met verminderde variabelen. Een standaard draaitool die een geïnterpoleerd pad volgt, betreft twee machineassen waar een form tool slechts één machineas gebruikt. Met minder bewegende elementen die bijdragen aan procesfout, kan de form tool het vaak makkelijker maken om consistent strakke precisie te bereiken.

De heer Johannsen zegt dat een verder voordeel afwerking is. Met een single-point tool, zijn er onvermijdelijk cusps tussen rotaties van het werkstuk als de snijrand langs het contour reist. Een form tool laat deze cusps weg, omdat het hele segment van het onderdeel vertegenwoordigd door de vorm in een enkele induwing gemachineerd wordt.

Elke form tool is een speciale bestelling. Elke is ingenieursmatig ontworpen aan geometrie geleverd door de eindgebruiker. Dit betekent natuurlijk dat er significante additionele kosten betrokken zijn bij het specificeren van de form tool in plaats van een standaard tool. De toepassingen die kunnen profiteren van een of meer van de bovengenoemde voordelen—cyclus tijd, nauwkeurigheid of afwerking—zijn degenen die de kosten kunnen rechtvaardigen.

Toch, een directe prijsvergelijking tussen standaard en custom tooling rekening niet noodzakelijk accuraat voor het kostenverschil, zegt de heer Johannsen. Een additionele factor is toollevensduur. Wanneer een single-point insert helemaal langs een geprofilleerd segment van het onderdeel machineert, is alle energie van de snede die bijdraagt aan toolslijtage geconcentreerd in die enkele smalle "punt" van contact tussen de snijder en het onderdeel. In tegenstelling, snijdt de form tool langs een lijn van contact, met de energie van de snede verdeeld over het profiel. Als resultaat kan een form tool gerekend worden om veel langzamer te verslijten—niet alleen de snelheid waarmee nieuwe inserts gekocht hoeven te worden verminderend, maar ook de hoeveelheid tijd die verloren gaat aan toolvervanging verminderend.