Doorbuiging en precisie in CNC Swiss Machining

Het belang van de geleidebus in Zwitserse schroefmachines

In 2011 introduceerde Citizen Machinery Company een adaptieve geleidebus die is ontworpen om de kosten te helpen elimineren die gepaard gaan met het verwerken van niet-geslepen stafmateriaal. Citizen is een specialist op het gebied van bewerkingsmachines en een leider in CNC-draaitechnologie.

Die adaptieve geleidebus is niet meer nieuw. Een recent bezoek aan het nationale hoofdkantoor van Citizen (minuten van onze fabriek) om enkele specificaties voor een van onze machines te bekijken, deed ons echter nadenken over het belang van de geleidebus. Wat is de functie van deze vaak onvoldoende herkende functie?

Hier is het verhaal.

Problemen met doorbuiging bij materiaalverwijdering

Een werkstuk waarop kracht wordt uitgeoefend, zal doorbuigen, waardoor het werkstuk uit koers raakt. Als de snijkracht te veel afbuiging veroorzaakt, zal de overmatige afbuiging de nauwkeurigheid van de snede beïnvloeden.

Stel je voor:als je een werkstuk aan het ene uiteinde stevig vasthoudt en zijdelings op het niet-ondersteunde uiteinde duwt, zal het werkstuk X-bedrag buigen. Duw met dezelfde kracht op een langer werkstuk met dezelfde diameter en het werkstuk zal nog meer buigen.

Als de afstand van de steun tot de kracht twee keer zo groot is, zal dezelfde kracht zelfs acht keer de doorbuiging veroorzaken. Dus als een kracht die wordt uitgeoefend op het uiteinde van een onderdeel van 2,0″ (50,8 mm) een doorbuiging van 0,001″ (0,0254 mm) veroorzaakt, zal dezelfde kracht die wordt uitgeoefend op het uiteinde van een onderdeel van 4,0″ (101,6 mm) 0,008″ (0,2032 mm) veroorzaken ) van doorbuiging.

Compensatie voor doorbuiging

Om doorbuiging te compenseren, maken de meeste snijmethoden - inclusief Zwitserse bewerking - verschillende langzame bewegingen om materiaal te verwijderen. Het maken van extra passages vergroot echter ook de foutenmarge, vooral bij lange stuklengtes.

De algemeen aanvaarde "regel" voor een conventionele draaibank zegt dat wanneer u onderdelen draait met een lengte-tot-diameterverhouding van meer dan 3:1, u een losse kop moet gebruiken om overmatige doorbuiging te voorkomen. Als de lengte-diameterverhouding groter is dan 6:1, moet u het midden van de onderdelen ondersteunen met een vaste steun of de rust volgen.

De spantang, die stabiliteit aan het werkstuk geeft, werd in de jaren 1870 aan Zwitserse machines toegevoegd om doorbuiging te verminderen. Tegenwoordig verbeteren moderne Zwitserse schroefmachines de efficiëntie en nauwkeurigheid verder door de toevoeging van de geleidebus, die het materiaal stevigheid geeft door het dicht bij het gereedschap te ondersteunen.

Lees meer over hoe CNC Swiss-bewerking is geëvolueerd in The Swiss Machine in Today's Machine Shop.

Hoe de geleidebus werkt bij Zwitserse bewerkingen

Het doel van de geleidebus is om het werkstuk te ondersteunen en de precisie te behouden tijdens de bewerking van het werkstuk.

Bij een Zwitserse machine ondersteunt de geleidingsbus het werkstuk zo dicht bij het gereedschap dat doorbuiging door de snijkracht in wezen tot nul wordt gereduceerd. Daarom kan het snijgereedschap één diepe doorgang maken in plaats van meerdere ondiepe, zodat het:

• Maakt een enkele snede met behoud van precieze afmetingen op het onderdeel
• Vermindert gereedschapsslijtage, wat zorgt voor meer consistentie en precisie

De geleidebus optimaliseren

De nauwkeurigheid van een geleidebus wordt aangegeven door coaxialiteit, een maat voor de concentriciteit van meerdere diameters langs een theoretische as. Om in de loop van de tijd consistent microntoleranties te behouden, moeten geleidebussen een coaxialiteit van 0,0002” hebben.

Er zijn een aantal soorten geleidebussen:

• Roterende geleidebussen roteren gelijktijdig met het werkstuk en worden het best gebruikt bij het draaien van bredere onderdelen, met toleranties groter dan ±0,0005”.
• Vaste geleidebussen blijven stationair terwijl de staafvoorraad ronddraait en is het beste voor wanneer strakkere toleranties vereist zijn.
• Hoge precisie geleidebussen zijn beschikbaar voor moeilijke materialen of zware toleranties, zoals die nodig zijn voor de vervaardiging van kleine onderdelen die worden gebruikt als componenten in medische hulpmiddelen of orthopedie.

Bovendien vereist maatnauwkeurigheid een juiste configuratie, afstelling en bewaking van de CNC Swiss-machine. Waar bijvoorbeeld toleranties op micronniveau de herhaalbaarheid een uitdaging kunnen maken, wordt een tactiek genaamd segmentatie - waarbij een deel van het werkstuk tegelijk wordt gefabriceerd terwijl het vordert - gebruikt om de geleidebus te gebruiken om de consistentie te verbeteren.

Voordelen van CNC Swiss-bewerking met een geleidebus

Dankzij de geleidebus in combinatie met de geometrie en mechanica van de gereedschapszone biedt CNC Swiss-bewerking een aantal voordelen. Bijvoorbeeld:

• Sommige machines bieden 20 of meer gereedschappen.
• Een enkele zware snede verwijdert vaak al het benodigde materiaal.
• Een uitstekende oppervlakteafwerking kan slijpen overbodig maken.
• Gelijktijdige bewerkingen en gereedschappen stroomlijnen het snijden van complexe onderdelen.
• De eliminatie van secundaire bewerkingen kan de productie versnellen en de kosten verlagen.
• Veel onderdelen komen van de machine en zijn klaar voor verzending.

Voor meer informatie over hoe CNC Swiss-bewerking uw processen kan stroomlijnen en u kan helpen uw precisie-eisen te bereiken, downloadt u ons technische artikel over enkele van Swiss Screw Machining's meest gestelde vragen.