Gereedschapslevensduur Optimaliseren met Machinedata: Een Moderne Gids

De kosten van gereedschappen gecombineerd met het schrooten van defecte onderdelen maakt het verlengen van gereedschapslevensduur een belangrijk doel voor metaalbewerkende bedrijven. Traditionele bewerking steunde op experimenteel bepaalde instellingen om de levensduur van een machinegereedschap te bepalen. Operatoren konden onderdeeltellingen loggen tot een gereedschap faalde of begon out-of-spec onderdelen te ontwikkelen. Het gemiddelde van deze onderdeeltellingen kon gebruikt worden om een drempel voor de levensduur van het gereedschap te vestigen. Alternatief konden ze de machinegereedschap OEM's geleverde onderdeeltelling gebruiken om de cadans van gereedschapswissel te vestigen.

Deze oplossingen zijn onnauwkeurig, wat leidt tot een van twee dingen:

• Een gereedschap wordt onderbenut, wat betekent dat een gereedschap vervangen wordt voordat het einde van levensduur bereikt is
• Een gereedschap wordt overbenut, wat resulteert in schrootonderdelen en downtime

Gereedschapsmonitoring stelt fabrikanten in staat om de levensduur van hun gereedschappen te monitoren en te optimaliseren om ervoor te zorgen dat ze de grootste ROI uit hun gereedschappen kunnen halen zonder de gevolgen van catastrofale gereedschapsstoring te lijden.

Wat is Gereedschapslevensduur?

Gereedschapslevensduur verwijst naar de bruikbare levensduur van een machinegereedschap. Het kan uitgedrukt worden in het aantal goede onderdelen dat een gegeven gereedschap in staat is te bewerken. Eenmaal een gereedschap versleten is tot het punt dat de gecreëerde onderdelen out-of-spec zijn, is de levensduur ervan effectief voorbij en moet het gereedschap vervangen worden.

Gereedschapsslijtage, gereedschapsstoring en gereedschapslevensduur zijn een realiteit van CNC-bewerking. Alle gereedschappen ervaren gereedschapsslijtage en zullen uiteindelijk falen als ze doorwerken. Het is echter in het effectief managen van de levensduur van het gereedschap dat fabrikanten het meest efficiënte gebruik van hun machinegereedschappen kunnen drijven.

De enige mogelijke manier om machinegereedschapslevensduur te verhogen terwijl schrootonderdelen en storingen voorkomen worden, is machinedata te verzamelen en te gebruiken om te bepalen wanneer een gereedschapswissel moet plaatsvinden.

Alle gereedschappen hebben voorspelbare levensduurcurves – de tijdsperiode dat een gereedschap verwacht wordt te duren en onderdelen te produceren naar gewenste kwaliteitsstandaarden. Echter, gereedschapslevensduur kan moeilijk nauwkeurig bepaald worden, vooral als handmatig gedaan, vanwege de grote verscheidenheid aan factoren die de levensduur van een gereedschap beïnvloeden. Bijvoorbeeld, het materiaal dat bewerkt wordt, het type snede, de snelheid en voedsnelheden, etc.

Bron

7 Manieren om Gereedschapslevensduur te Verbeteren

Hoewel geen gereedschap voor eeuwig duurt, zijn er veel factoren die gereedschapslevensduur beïnvloeden. Hier zijn een paar methoden om gereedschapsslijtage te verminderen:

1. Gebruik Passende Snelheden en Voedingen

Terwijl het snijgereedschap draait, boort of snijdt bij een ingestelde snijsnelheid, beweegt het ook langs het werkstuk. Het gebruik van de juiste snelheids- en voedingsinstellingen zal de gereedschapslevensduur significant verhogen. Hoewel daadwerkelijke snijtijd altijd een overweging is, kunnen de juiste instellingen voor snelheid en voeding de levensduur van het gereedschap verlengen.

2. Snijvocht Toepassen

Het snijproces genereert veel warmte door metaal-op-metaal contact. Het juiste type snijvocht en het juiste hoeveelheid vloeistoftoepassing zal de gereedschapslevensduur verlengen.

3. Chips Niet Her-snijden

Chips zijn de manier om het metaalmateriaal van het werkstuk na snijden te verwijderen. Ze voeren ook overtollige warmte af die gegenereerd wordt tijdens snijden. Maar instellingen moeten correct zijn om her-snijden van chips te voorkomen wat resulteert in flank slijtage, kraterslijtage en andere oorzaken van gereedschapsslijtage.

4. De Juiste Gereedschappen Gebruiken

De complexiteit van het werkstuk, oppervlakteruuwheid, vereiste bewerkingsnauwkeurigheid, tolerantie-eisen voor het afgeronde onderdeel, en andere overwegingen zijn kritiek. Bijvoorbeeld, sommige werkstukken kunnen ster genoeg zijn om een high-speed steel gereedschap nodig te hebben. Deze parameters kennen helpt het juiste gereedschap selecteren voor de combinatie van factoren.

5. Slijtage Verdelen over de Snijrand

Programma's en snijplannen zouden ontworpen moeten worden om zoveel mogelijk van de snijrand te benutten. Continue focus op één deel van het snijgereedschap kan gereedschapsslijtage verhogen.

6. Runout Controleren

Leeftijd van apparatuur kan runout in bewerking beïnvloeden. Moderne machines kunnen een geautomatiseerde gereedschapshouder hebben. Deze gereedschapshouder zorgt voor correcte positionering en bevestiging van het gereedschap. Voor oudere machines komt runout van misalignement of bevestiging van het midden van de gereedschapsspindel ten opzichte van de middenlijn van de centrale as en kan resulteren in geschrootte onderdelen en lagere gereedschapslevensduur.

7. Uibuiging Controleren

Naarmate warmte opbouwt en snijden gaande is, zijn er enorme snijkrachten die gebeuren doordat materiaaleigenschappen zowel gereedschap als werkstuk beïnvloeden. De chips die gevormd worden als metaal verwijderd wordt en het werkstuk verlaten, duwen terug wanneer ze opbouwen. Als variabelen niet correct zijn, kan dit het gereedschap buigen of uitschuiven.

Factoren die Gereedschapslevensduur Beïnvloeden

Met een gereedschapslevensduurcurve berekening zoals Taylor's Tool Life Equation, kunnen verschillende factoren geplottet worden om verschillende gereedschapslevensduurcurves voor een gereedschap te projecteren afhankelijk van de combinatie van variabelen die van toepassing zijn. Deze omvatten:

Snijsnelheid

Sneller is niet altijd beter. Werkstukhardheid, verschillende gereedschapsmaterialen, complexiteit van sneden, en andere factoren betekenen een optimale snelheid voor elke combinatie van factoren.

Voedsnelheid en Snijdiepte

Net als snijsnelheid, kunnen voedsnelheid en snijdiepte geoptimaliseerd worden. En dat optimale punt zal bepaald worden door de agressiviteit van de vereiste snede.

Werkstukhardheid

Gereedschappen gebruikt om heel hard materiaal te snijden zullen sneller slijten dan die gebruikt in zacht metaal. De verschillende hardheid van het werkstuk kan verschillende gereedschapsslijtagetypes triggeren. Opgebouwde rand kan optreden in zachte metalen zoals aluminium. Metalen zoals titanium kunnen catastrofale storing veroorzaken aan een onjuist gereedschap.

Gereedschapsmateriaal

Net als werkstukhardheid, moet gereedschapsmateriaal prestatiekenmerken hebben die voldoen aan of overschrijden het gesneden stuk. Sommige gereedschappen kunnen speciaal gehard worden om met levensgehard staal of exotische metalen zoals titanium te werken. Maar ze moeten ook ontworpen zijn om met metalen te werken die een slechte oppervlakteafwerking hebben.

Type Snijden

Sommige snijgereedschappen geven lichte abrasie om een oppervlakteafwerking te creëren. Andere zijn agressiever. Net als de snijsnelheid en voedsnelheid, moet het type snijden overwogen worden bij het plotten van gereedschapslevensduurcurves en het verminderen van slijtage.

MachineMetrics Gebruiken om Gereedschapslevensduur te Verlengen en Optimaliseren

MachineMetrics Tool Monitoring vangt machinedata rechtstreeks vanaf de machinebesturing, wat accurate, real-time data levert over machineprestaties en gezondheid. Data kan verzameld worden om het machinegereedschap te monitoren en drempels te ontwikkelen voor wanneer gereedschapsstoring nabij is.

Drempels gebruiken om te bepalen wanneer een gereedschap het einde van levensduur bereikt zodat het uitgeweesteld kan worden.

Verder kan deze data gebruikt worden om algoritmen te ontwikkelen om catastrofale machinegereedschapsstoringen te voorspellen en te voorkomen. In plaats van handmatig onderdeeltellingen te verzamelen of een machinegereedschap OEM's gereedschapslevensduuraanbeveling te gebruiken, kunnen gebruikers de accurate machinegereedschapsdata benutten om effectievere gereedschapslevensduurparameters te vestigen.

Machinegereedschapsanalytics kunnen benut worden om processen rond de machine te optimaliseren, wat communicatie en automatisering mogelijk maakt die de maximalisering van gereedschapslevensduur ondersteunt. Bijvoorbeeld, operatoren kunnen genotificeerd worden van nabijkomende gereedschapsstoring om het machinegereedschap proactief te vervangen.

Dit zorgt voor diverse grote voordelen:

• Catastrofale gereedschapsstoringen kunnen vermeden worden
• Reductie in downtime door gereedschapsstoringen of excessive gereedschapsstoringen
• Gereedschapslevensduur gemaximaliseerd om de grootste ROI van uw gereedschapsinvestering te waarborgen
• Hogere kwaliteit producten met grotere first pass yield

Case Study: Hoe BC Machining Gereedschapsstoring Voorspelt en Voorkomt

"Vroeger verloren we vaak een derde van de shift aan onderdelen, niet te spreken over het besteden van tenminste een uur aan het sorteren van onderdelen om de schroot te identificeren. Sinds het gebruik van MachineMetrics' voorspellende gereedschapsbreuktechnologie is dat afval geëlimineerd."

- Mike Driskell, Manufacturing Engineer, BC Machining

BC Machining, een fabrikant van geproduceerde metaalonderdelen, produceerde dergelijke grote hoeveelheden schroot dat ze gedwongen waren hun machines op 200% capaciteit te draaien om hun productiedoelen te halen. Zonder inzicht in wanneer gereedschappen versleten waren of op het punt stonden te breken, liep BC Machining significante kosten op door schroot te produceren en gebroken gereedschappen te vervangen.

Om schrootproductie te voorkomen en gereedschapslevensduur te maximaleren, partnerden ze met MachineMetrics. Lees onze case study om te leren hoe BC Machining schroot van gereedschapsslijtage vrijwel uitroede, hun changeover tijden significant verminderde en $72k per machine per jaar bespaarde.

Lees de complete case study.