metalworking

ProfitTurning възможности

Esprit предлага новаторска нова груба стратегия за стругове ProfitTurning, която помага да се премахнат неблагоприятните ефекти на традиционните методи на струговане. ProfitTurning е високоскоростен метод за грубо обработване, който включва допълнителна стратегия за рязане в съществуващите цикли на грубо обработване и нарязване на Esprit. ProfitTurning е бърз и безопасен метод на рязане, който позволява на производителите да извършват по-ефективно грубо обработване с постоянни натоварвания на стружки и скорости на рязане, като по този начин намаляват износването на инструмента и намаляват времето на цикъла. Това се постига чрез внедряване на нов генератор на пътеки с инструменти, базиран на алгоритъм, който отчита факторите на рязане и характеристиките на машината, като форма на инструмента, подаване и натоварване на стружки, които пряко влияят върху ефективността на обработката и достигат най-високото ниво на производителност.

Контрол на грапавост: правете кратки и постоянни подавания през целия цикъл

Друг начин за премахване на негативните ефекти от традиционното струговане е поддържането на натоварването на инструмента постоянно. ProfitTurning разделя режещата повърхност на управляеми повърхности и се вкарват дъги там, където инструментът докосва стената, за да позволи на стената да се приближи до и от реза. С плавни проходи и по-ниски скорости на подаване силата на рязане на входа на инструмента може да бъде намалена и поддържана на постоянно ниво. Скоростта на подаване се увеличава максимално по време на праволинейни движения, наречени „паралелни движения“, поддържайки рязането постоянно и след това намалявайки скоростта при излизане от среза.

Нарежете малки и трудни повърхности с лекота

Не всички режещи повърхности са толкова гладки и лесни за достигане, колкото показаната на фигура 3. За щастие ProfitTurning предлага стратегии за рязане за всички малки и неравни повърхности. Тези зони често се определят от дъгите за влизане/излизане и минималния трохоидален радиус. Минималният трохоидален радиус се определя от потребителя, за да се ограничи размерът на трохоидалните проходи за рязане в остри ъгли, където режещият инструмент не може лесно да се побере. Друго предизвикателство в тези труднодостъпни зони е поддържането на постоянно натоварване на инструмента, така че контактната площ на инструмента да не е твърде голяма. За да отговори на това предизвикателство, ProfitTurning използва пълно трохоидално рязане в тези малки области, докато инструментът достигне „минималния трохоидален радиус“, както е дефиниран от потребителя. Минималният трохоидален радиус ограничава размера на трохоидалните движения в малки ъгли, където инструментът няма да се побере.

„Плавен преход“ замества движенията на моста в пътеката с инструменти с гладки дъги. Твърде голямата дъга в ъглите също може да бъде заменена от сегмент.

Фигура 5. Активиран е алтернативен разрез и плавен път.

Ползи от печалбата

ProfitTurning използва режещи инструменти с пълен радиус или кръгли вложки, за да постигне по-високи скорости на подаване, за да поддържа постоянно или почти постоянно натоварване на инструмента. Това е известно като ефект на изтъняване на чипа. В допълнение, ProfitTurning намалява вибрациите и нередовните скорости на рязане, което често води до лошо покритие и повреда на инструмента. Поради тази причина ProfitTurning е идеален за рязане на твърди материали и супер сплави с тънки стени, както е показано на фигура 6 и фигура 7.

На фигура 6 половината от диаметъра на вложката, скоростта на подаване на зъб и дебелината на стружката са идентични за кръгла вложка. Това е подобно на разрез с ъглов сектор от 90 градуса. Тъй като ъгловият сектор на контакта намалява, дълбочината на рязане също намалява, това ни позволява да увеличим скоростта на придвижване, за да поддържаме адекватната дебелина на чипа. Там, където няма дълбочина на рязане, потребителите могат да компенсират с по-високи нива на подаване, което води до повишена производителност

Тест

Референтните стойности на Esprit ProfitTurning бяха сравнени с конвенционалните методи на струговане в сътрудничество с партньорите на Esprit. Основният подход за теста е установен чрез сравняване на конвенционална стратегия за рязане от ZigZag със стратегията на Eprit ProfitTurning. Резултатите бяха задоволителни, като се получи 25% намаление на времето на цикъла, използвайки ProfitTurning в сравнение с конвенционалните методи.

Друга цел на теста беше да се използва Esprit ProfitTurning за оценка на живота на инструмента в сравнение с традиционните стратегии за рязане. За това беше използвано парче с две еднакви лица. Едното лице е обработено с традиционната ZigZag техника, а другото е обработено с ProfitTurning. По време на пробната обработка за управление на мощността на шпиндела е използван TMAC4 на Caron Engineering (Tool Monitoring Adaptive Control). Caron Engineering има над 30 години опит в наблюдението и управлението на CNC машини, а TMAC е само един от техните продукти. TMAC работи на принципа, че мощността, необходима за обработка на дадена част, се увеличава с намаляването на полезния живот на инструмента. С подкрепата на TMAC измерихме разликата в мощността между ProfitTurning и конвенционалните ZigZag стратегии. За всяка стратегия започваме с въздушно изрязване, след което измерваме силата на всяко преминаване. Тези данни бяха усреднени заедно, за да се покаже общата стойност на мощността за всеки слот.

На фигура 8 оранжевите ленти показват постепенно, но постоянно нарастване на мощността с 5% между всеки слот, използвайки конвенционалния метод ZigZag. (Забележка: докато инструментът се износва, машината използва повече мощност, за да направи рязането). Същите тези данни бяха събрани за ProfitTurning, илюстрирани със сините ленти. Когато се сравняват двете стратегии за рязане, работата върху осем части, използвайки ProfitTurning, е 10,26%, докато работата с конвенционалния метод ZigZag е 31,3%. Резултатите, показани от линиите на тенденциите на графиките, показват, че в сравнение с конвенционалния метод ZigZag, потребителите ще изпитат три пъти по-дълъг живот на инструмента и вложките на инструментите ще трябва да се сменят по-рядко, използвайки ProfitTurning на Esprit.

ProfitTurning избор на инструмент

ProfitTurning използва режещи инструменти с кръгли или с пълен радиус вложки. Когато се използват тези кръгли вложки, целият периметър на режещия ръб може да се използва за рязане и пътят може да се редува, за да се увеличи максимално ефективността и по този начин да се удължи живота на инструмента. В допълнение, кръговите вложки също позволяват странична работа, докато обикновените квадратни вложки обикновено не могат. В допълнение, кръглите вложки са подходящи за материали с нива на твърдост ISO-S и H5, като топлоустойчиви суперсплави.

Също така е важен фактор, който трябва да се вземе предвид по отношение на твърдостта на обработката, когато ги сравнявате с квадратни вложки. Като цяло кръглите вложки са по-здрави, което ги прави идеални за елиминиране на вибрациите по време на рязане, увеличавайки производителността. Например, аерокосмическите компоненти често са големи, с увеличени радиуси и профили, предназначени да елиминират точките на високо напрежение, позволявайки с лекота да се използват кръгли вложки.

Предимства на кръговите вложки

  • Може да се използва целият периметър
  • Пътят на рязане може да се редува
  • Контрол на влизане и излизане. Премахване на вибрациите.
  • По-здрав режещ ръб за здрави материали
  • По-високи скорости на земята
  • Страничен разрез

Приложения за печалба

На фигура 9 виждаме пример за приложения на ProfitTurning, обработващи дълбоки канали и профили, където се изискват дълги и леки инструменти. На фигура 9 формите на отворите и вътрешните канали са дълбоки кухини, които трябва да бъдат обработени от едно парче или завършени след заваряване. При обработката на тези компоненти вибрациите се увеличават поради съотношението на дълбочината към ширината. Чрез приемане на ProfitTurning, трудностите при обработката се оптимизират чрез осигуряване на твърдост и минимизиране на вибрациите, като по този начин позволяват повишена производителност. На фигура 10 още примери за приложения на ProfitTurning.

Фигура 9: Пример за дълбоко нарязване.

Резултати от тестовете

Първият тест за механична обработка е проведен в технологичния център Mazak в Гардена, Калифорния. Целта на този първи тест беше да се провери дали движението на оригиналната траектория работи правилно при посочените скорости. Резултатите са направени чрез обработка с параметъра „алтернатива“ както на жлеба от външната страна, така и на контура и на жлеба на лицето. Условията за рязане на открито генерират добри крайни резултати и последователно покритие с високоскоростен цикъл на грубо обработване.

Пример 1

Местоположение-технологичен център Mazak, Калифорния, САЩ

  • Парче-316 стомана, отгрята (диаметър 6 », 149Brinell)
  • Mazak QuickTurn Nexus 200 II машина
  • Control-Mazatrol Matrix Nexus 2
  • Държачи за инструменти
  • Sandvik N123L2-0800-RO 1125
  • Вътрешен диаметър (в) -0,315
  • Movement Pattern-ProfitTurningTM
  • Скорост на шпиндела, CSS-800
  • Предварително, IPR-0.032
  • Дълбочина на рязане (в,%) - 0,025,7
  • Радиус на въвеждане/излизане (вход,%) - 0,394,125
  • Външен съд-не/да
  • Хладилен агент - Да

Пример 2

Местоположение-Okuma Partners в съоръжение THINC, Шарлот, Северна Каролина

  • Част-D2 Стоманен инструмент за отопена стомана, 23HRC 2.5 »ODx 36» OL
  • Машина-Okuma Genos L300
  • Контрол
  • Държач за инструменти -ISCAR GDMY 840 C 808
  • Диаметър (в) -0,315
  • Movement Pattern-ProfitTurningTM
  • Скорост на главата, CSS-550
  • Предварително IPR-0.05
  • Дълбочина на рязане (в,%) - 0,04.13
  • Радиус на излизане/излизане (вход,%) - 0,394, 125
  • Външен съд-не/да
  • Хладилен агент - Да

Резултати

Време на цикъла: 22 секунди с ProfitTurning, което води до спестяване на време от 19 секунди от 41 секунди, необходими при конвенционално завъртане.

Инвестиционни разходи

В съвременната индустрия се инвестират много пари за приемане на нови технологии. Съществуват обаче съмнения относно това кога да се възприемат тези нови технологии, вместо да се продължи с традиционните методи. Използването на Esprit's ProfitTurning увеличава скоростите на рязане и намалява времето на цикъла, но каква е инвестиционната цена при използването на тази нова технология в сравнение с традиционните методи?

Използваме калкулатор Sandvik Turning, за да покажем на потребителите приоритетите при избора на стратегия за рязане. Цената на детайл беше изчислена с помощта на Esprit ProfitTurning и кръгови вложки (таблица 1) и успоредно с това беше използвана подобна оценка на разходите, използвайки традиционния метод на рязане ZigZag (таблица 2) със същата кръгла вложка и държач. Окончателните резултати показаха, че единичната цена за парче с ProfitTurning струва 60% по-малко от единичната цена за брой при използване на традиционния метод на рязане ZigZag.

Данни за изчисляване на инвестиционните разходи

Таблица 1. Оценка на разходите с помощта на ProfitTurning

  • Брой парчета годишно-5000
  • Цена на машината на час - $ 50
  • Общо време на цикъл на част (и) -22
  • Поставете разходи - $ 45
  • Поставете живота на инструмента (брой парчета) -24
  • Разфасовки на вложка-2
  • Вмъкване на инструмент-1
  • Разходи за поддръжка на брой - $ 150
  • Макс индексирана вложка-1
  • Цена на машината на брой - $ 7.49
  • Общи разходи за година ($/година) - 37 465 $

Таблица 2. Оценка на разходите, използвайки традиционния метод на рязане ZigZag

  • Брой парчета годишно-5000
  • Цена на машината на час - $ 50
  • Общо време на цикъл на част (и) -41
  • Поставете разходи - $ 45
  • Поставете живота на инструмента (брой парчета) -8
  • Разфасовки на вложка-2
  • Вмъкване на инструмент-1
  • Разходи за поддръжка на брой - $ 150
  • Макс индексирана вложка-1
  • Цена на машината за брой - $ 22.13
  • Общи разходи за година ($/година) - 110 660 $

Заключение

Стратегията за рязане ProfitTurning на Esprit предлага траектория, която поддържа постоянно натоварване на стружки и скорости на рязане, позволявайки скоростите на рязане да бъдат значително по-високи.

Чрез използването на контролирани инструменти с помощта на кръгли вложки, пътеката на инструмента ProfitTurning също намалява вибрациите и остатъчните напрежения, което го прави особено полезен за тънки стени от твърди материали, като супер сплави. Тази иновативна стратегия за рязане води до значително намаляване на времето на цикъла на машината и цената на детайл, позволявайки по-висока производителност и го превръщайки в най-доброто решение за струговане.