Afsteken met Y-as bewerking

Een van de megatrends op het gebied van fabricage van de afgelopen decennia is het vereenvoudigen en minimaliseren van het aantal bewerkingsinstellingen dat nodig is om een ​​specifiek onderdeel te produceren. Markten vragen om kortere doorlooptijden en kleinere voorraden, en dit creëert een duidelijke prikkel voor OEM's en misschien nog meer voor hun leveranciers om te zoeken naar manieren om de productie van componenten zo veel mogelijk te stroomlijnen.

De winstgevendheid van een bepaald onderdeel kan zelfs afhangen van de mogelijkheid om verschillende instellingen in één machine te combineren.

Een aspect van de trend met één instelling is het toevoegen van 'live tooling' of roterende gereedschappen aan draaicentra. Om dit te bereiken werden eind jaren negentig Y-as draai-freesmachines geïntroduceerd. De eerste eenvoudige soorten live-gereedschappen in draaicentra hadden een aanzienlijke beperking. Omdat de roterende frezen in de meeste machineontwerpen gewoon aan de revolver werden toegevoegd, konden ze alleen in dezelfde twee bewegingsassen worden aangedreven als de draaigereedschappen, met andere woorden op de X- en Z-as. Om het bereik te vergroten, is een extra set manieren toegevoegd om het live-gereedschap over het spilvlak te verplaatsen. Dit werd bereikt door de live-gereedschappen aan de zijkanten van de revolver of op het oppervlak te monteren, door de Y-as-wegen op een schuin bed te installeren of door een onafhankelijke freeskop te gebruiken. Zowel makers van gereedschapsmachines als fabrikanten zagen al snel de voordelen van deze aanpak in. Nu, ongeveer twee decennia later, is de Y-as een standaardfunctie geworden in bijna alle multitaskmachines en optioneel in veel nieuwe draaicentra.

Door de Y-as toe te voegen aan een draaicentrum, krijgt u een hoek van 90 graden tussen de drie lineaire assen, vergelijkbaar met een bewerkingscentrum met drie assen.

Uitdagingen bij afscheidsoperaties

Afsteken is een cruciale fase in elk keerproces waar dat nodig is. Het neemt slechts een klein percentage van de totale snijtijd in beslag, maar het is meestal de laatste bewerking voordat het onderdeel klaar is. Een breuk van het afsteekgereedschap kan gemakkelijk leiden tot stilstand van de machine en kwaliteitsproblemen, en in het ergste geval moet het werkstuk mogelijk worden gesloopt en gaat alle toegevoegde waarde tijdens eerdere werkfasen verloren. Materiaalkosten zijn een andere belangrijke factor. Vooral bij het bewerken van kostbare materialen, zoals hittebestendige superlegeringen (HRSA), is er een sterke prikkel om zo smal mogelijke wisselplaten te gebruiken.

Deze factoren resulteren in twee diametraal tegenovergestelde vereisten voor afsteekgereedschappen:ze moeten zo smal en slank mogelijk zijn om het materiaalverlies te minimaliseren en om het bereik van het gereedschap te optimaliseren voor maximale werkdiameters. Toch hebben slanke gereedschappen gemakkelijk last van een slechte stabiliteit en bijgevolg van trillingen en lawaai. Oppervlakteafwerking en maattoleranties die door klapperen teniet worden gedaan, zijn over het algemeen onaanvaardbare risico's bij het afsteken. Terwijl de Y-as de mogelijkheden voor het gebruik van roterende gereedschappen in multi-task machines en draaicentra aanzienlijk verbreedde, heeft deze mogelijkheid nu geleid tot een belangrijke innovatie in een van de oorspronkelijke missies van deze typen bewerkingsmachines:Y-as afsteken.

Deze nieuwe afsteektool en -methode bieden aanzienlijke verbeteringen in productiviteit en procesbeveiliging bij mogelijk elke afsteekbewerking. De innovatie van Sandvik Coromant, Y-as afsteken, is gebaseerd op een uiterst eenvoudig principe. Terwijl conventionele afsteekgereedschappen uitgelijnd zijn met de X-as van de bewerkingsmachine, is het Y-asgereedschap eenvoudigweg 90° linksom gedraaid om uit te lijnen met de Y-as. In de conventionele configuratie van het afsteekgereedschap wordt het relatief lange en slanke snijblad en de houder onder een hoek van 90 ° in het roterende werkstuk geleid en wordt de grootste snijkracht gegenereerd door de snijsnelheid en de rest door voedingsbeweging.

Voordelen van Y-as afsteken

Door de puntzitting 90 graden te draaien en de Y-as te gebruiken, kan het gereedschap zich in wezen een weg banen in het werkstuk met zijn voorkant, die de resulterende snijkrachtvector bijna uitlijnt met de lengteas van het blad. De gunstiger verdeling van krachten elimineert kritische spanningen die typisch zijn voor conventionele bladen en verhoogt de buigstijfheid bij een maximale snijdiepte (CDX) van 60 mm (2,36 inch) met meer dan zes keer . Of, omgekeerd, de gevoeligheid voor plastische vervormingen en instabiliteit is slechts een zesde in het Y-asontwerp vergeleken met de vervormingen die typisch zijn voor conventionele afsteekbladen. De meer dan 500% toename in bladstijfheid maakt aanzienlijk hogere voedingen en langere uitsteeklengten mogelijk zonder verlies aan stabiliteit, wat bijgevolg de productiviteit van het gereedschap in gelijke mate verbetert. De algemene aanbeveling voor het afsteken van staven is om de overhang (OH) te minimaliseren of, bij een lange OH, om een ​​lichte snijgeometrie te gebruiken of om de voeding te verminderen. Een veel voorkomende drempelwaarde voor verminderde voeding is een OH van meer dan 1,5 keer de bladhoogte. Met Y-asgereedschap kunnen langere uitsteeklengtes worden bereikt zonder genoegen te nemen met minder dan optimale voedingen, snijgeometrieën of gereedschapsafmetingen.

Dankzij de verhoogde stijfheid en bijgevolg verminderde buiging, kan het gereedschap op de Y-as de noodzaak voor instellingen over het midden elimineren en de gerelateerde nadelen voorkomen, zoals voortijdige wisselplaatbreuken bij het door het midden duwen en snelle flankslijtage. Andere voordelen zijn onder meer een lager geluidsniveau, een betere oppervlakteafwerking en een betrouwbaarder proces, evenals de mogelijkheid om grotere diameters af te breken dan momenteel mogelijk is.

Machinespecifieke aspecten van Y-as afsteken

Draaicentra: Over het algemeen gebruikt voor massaproductie uit stafmateriaal, typisch 65 mm (2,56 inch) in diameter. Bij dit type bewerking zijn de grootste voordelen van Y-as afsteken verbeterde productiviteit en oppervlaktekwaliteit. Ook de mogelijkheden voor kwaliteitsoptimalisatie kunnen interessant zijn, aangezien het afsteken doorgaans de laatste stap is voor een onderdeel. Een extra mogelijkheid is om de bewerkingseconomie te verbeteren door de afsteekbreedte te verkleinen.

Multitaskmachines: Y-as-afsteekbladen bieden in de eerste plaats meer toegankelijkheid en mogelijkheden voor grotere diameters. Een pre-test bevestigde een stijging van 50% in de overhang bij het snijden van een conventionele staaf met een diameter van 120 mm bij de maximale voedingscapaciteit van de wisselplaat. Een 300% productiviteitsverhoging werd bereikt zonder complicaties op het gebied van procesbeveiliging. In een testcase van een klant verving het afsteken op de Y-as met succes het lintzagen voor een Inconel-staaf met een diameter van 180 mm, wat resulteerde in een aanzienlijke productiviteitsverbetering dankzij aanzienlijk kortere bewerkingstijden.

Machines met schuin bed: Meestal creëert de X-as een "bergopwaartse" helling naar de voorkant van de machine, met spindels aan een of beide zijuiteinden van het schuine bed, en de verplaatsing van de X-as is gewoonlijk aanzienlijk langer dan de verplaatsing van de Y-as. De resulterende werkruimtebeperkingen moeten in overweging worden genomen bij het overwegen van de bruikbaarheid van Y-as afsteken voor een specifiek onderdeel. In een multi-task machine, die in wezen kan worden gekarakteriseerd als een bewerkingscentrum met draaioptie, typische gereedschapsassemblages, zoals Coromant Capto® C6 of HSK63T-bladadapter, zijn vaak relatief lang om voldoende bereik tussen de hoofd- en sub-spankop mogelijk te maken. Hierdoor is de totale opstelling zwak in de X-richting in vergelijking met de Y-asbelasting, waarbij de snijkracht in het gereedschapssamenstel en in de machinespil wordt gericht. Typische Y-as gereedschapsassemblages, meestal gebaseerd op een VDI-adapter of een geschroefde mesadapter voor de machine-adapted clamping unit (MACU), zijn lang en slank om tussen de hoofd- en sub-spankop te reiken en laten afsteken dichtbij klauwplaat.

Aan de slag

Een investering in Y-as afsteken is in de eerste plaats een verandering in de manier van afsteken en de daaraan gerelateerde werkwijzen. Het biedt een manier om vollediger gebruik te maken van de mogelijkheden van machines die al zijn uitgerust met een Y-as. Als alternatief is het een optie die de productiviteit van afsteekbewerkingen in een nieuwe machine of een gewijzigde procesopstelling aanzienlijk kan verhogen. Afsteken op de Y-as kan zelfs een kans bieden om de gereedschapsvoorraad te verminderen omdat er minder behoefte is aan speciale bladen omdat de nieuwe Y-as bladen passen in standaard adapters en standaard CoroCut® QD wisselplaten gebruiken .

Als praktische overweging moet worden opgemerkt dat de snijkant zich 7 mm (0,276 inch) boven de Y =0-positie bevindt bij montage op een standaard mesadapter. De operator moet ervoor zorgen dat dit uitsteeksel wordt gecompenseerd in het CNC-programma.

Kijk achter de schermen van Y-Axis en demo Y-Axis.