ISCAR på jakt etter det optimale verktøyet
Av Joppe Næss Christensen
Det forventes at produsenter av skjæreverktøy leverer optimale løsninger for en gitt applikasjon. Så, hvordan definerer man et optimalt skjæreverktøy for en spesifikk applikasjon?
Det må helt klart settes standarder for å oppnå en fullkommen løsning. Standarder for skjæreverktøy er også definert av fremgangsmåter for å gjøre det mulig å velge best mulig verktøy for en gitt applikasjon. Teknisk litteratur angir ofte at et eller annet verktøy er optimalt for en applikasjon. Derfor er en klar definisjon av optimalitetsstandard viktig ifølge ISCAR.
Ulike kriterier
Kriteriene for å finne det optimale skjæreverktøyet avhenger av ulike faktorer. Typen produksjon (kortsiktig, storskala, volum), produktutvalg, maskinerte materialer, maskineriet som brukes, skjærestrategier og mer, har direkte innvirkning på produsentens valg av det mest effektive verktøyet. Produsenten er interessert i et verktøy som garanterer de høyeste ytelsesnivåene. Dette kan oppnås ved å optimere verktøygeometrien og at verktøyet blir produsert av den mest relevante kvaliteten på skjærematerialet. Men, den valgte geometrien og kvaliteten er verktøyets nøkkelelementer knyttet til typen maskinert materiale. Så, hva er det ideelle verktøyet for maskinering? Et eksempel på et effektivt verktøy for bearbeiding av støpejern vil sannsynligvis ikke være den beste løsningen for bearbeiding av varmebestandige superlegeringer.
Produsentene står stadig overfor valgets kvaler når det gjelder å bearbeide det store utvalget av arbeidsstykker i forskjellige former og dimensjoner. Profilen til en gitt applikasjon kan diktere et verktøy med lang rekkevidde, mens i andre tilfeller vil verktøyets store overheng ha tvungne begrensninger som reduserer maskineringsstabiliteten og som vil påvirke ytelsen.
Forskjellige faktorer
Å velge det optimale verktøyet er ett av mange områder som er relatert til kjernen av problemet som er kritisk for alle maskineringsprosesser, noe som uten tvil maksimerer hvordan man skal maskinere lønnsomt. For å nå dette målet vurderes ulike faktorer som er avhengige av hverandre, slik som effektiv bruk av CNC-maskinen, kompetent prosessplanlegging, tilgjengelige oppspenningsverktøy og verktøyutvalg blant andre. Alle faktorer er gjenstand for optimalisering, og å finne passende verktøy kan vise seg å være et integrert ledd for å gjennomføre oppgaven. Moderne CNC-maskiner har svært avanserte funksjoner.
Bør optimaliseres
Nye presisjonsmaskiner er kostbare og reduserer bearbeidingstiden, som igjen reduserer produksjonskostnadene. Et ideelt skjæreverktøy bør gi maksimal produktivitet i kombinasjon med rimelig og stabil levetid. For å finne den riktige løsningen utvikler verktøyprodusenter avanserte skjærgeometrier og nye skjærmaterialkvaliteter som muliggjør pålitelig skjæring ved høye sponavvirkningshastigheter (MRR) for ulike typer maskineringsdata. Siden verktøyet forventes å muliggjøre effektiv maskinering av forskjellige konstruksjonsmaterialer, bør geometrien og kvaliteten optimaliseres deretter.
Verktøytilpasning viktig
Å minimere maskinstans er enda en måte å redusere produksjonskostnadene på. De riktige markørene, som er relatert til verktøyegenskaper, som å sikre verktøytilgjengelighet og minimere oppsettiden, kan i stor grad bidra til løsningen. Hvor mye verktøyet leverer er avgjørende for å erstatte "optimal" med "egnet".
Ved å si "det beste verktøyet er det du har for hånden", kan man forstå viktige metallbearbeidingsprinsipper, noe som gjør det ideelle verktøyet lett tilgjengelig.
I en perfekt verden gjør et ideelt verktøy det lettere å bearbeide ulike former på arbeidsstykket på lang- eller kort rekkevidde, uten tap av ytelse. Verktøytilpasning er en tilleggsparameter for å finne den optimale løsningen.
Avanserte maskiner forventes å integrere optimale maskineringsstrategier. Disse strategiene planlegges, programmeres, sjekkes og verifiseres i et virtuelt miljø med dataassisterte ingeniørsystemer (computer-assisted engineering – CAE) i god tid før prosessen starter på CNC-maskinen. Derfor bør det riktige verktøyet ha en passende virtuell komponent, en digital tvilling, som skal bygges inn i CAE-systemer.
Forlenget levetid
Det brede utvalget av ISCARs nye produkter, introdusert i NEOLOGIQ-kampanjen, er rettet mot å optimalisere verktøyløsninger for moderne maskinering. NEOLOGIQ-prinsippene formidles ved bruk av nye verktøy- og skjærgeometrier supplert med avanserte egenskaper. Blant mange nyvinninger er verktøy for sveitsiske dreiebenker og flerfunksjonmaskiner.
Rustfritt stål og ikke-jernholdige metaller er vanlige materialer for produksjon av miniatyrdeler i medisinsk industri og klokkeindustri. Små og mellomstore sveitsiske dreiebenker brukes til masseproduksjon. En ny generasjon av ISCARs ISO-standard rombiske dreiefreser er spesielt beregnet for denne industrisektoren. En rekke presisjonsslipte og polerte freser muliggjør produktiv bearbeiding med lette skjærekrefter og betydelig redusert friksjon (fig. 1). Kuttegeometrien er representert av to typer sponformere beregnet for forbearbeiding, ferdigbearbeiding og råbearbeiding. Skjærutformingen med sine mange geometriske egenskaper er fokusert på å forhindre påbygging av eggen for å sikre forlenget verktøylevetid.
Høyere hastigheter
ISCAR har utviklet to nye hardmetallkvaliteter for effektiv fresing av forskjellige konstruksjonsmaterialer. IC716 er beregnet for maskinering av titanlegeringer. Den kjennetegnes av et tøft hardmetallsubstrat med høy motstand mot termiske sprekker og et nytt keramisk PVD-belegg med høy hardhet og en glatt overflate. IC5600 er designet for å bearbeide stål. Denne kvaliteten har et submikronsubstrat, et flerlags MT CVD-belegg og er etterbehandlet med et belegg. Denne kombinasjonen forbedrer IC5600s motstand vesentlig mot abrasiv slitasje og termisk belastning og muliggjør økende skjærehastigheter og MRR.
Utskiftbare hoder
Utviklingen av verktøymaskiner har gjort Y-akse dreiemetoder vanlige. Disse metodene letter stabil skjæring og muliggjør avvirkning av lange spon i nedadgående retning på grunn av gravitasjonskraft. Metallbearbeidingsindustrien øker tydelig kravene til avanserte skjæreverktøy spesialdesignet for Y-akse dreiing. En av ISCARs fremtredende nye produktlinjer er NEO-Y-SWISS-serien med integrerte dreieverktøy (fig. 2). Et modulært verktøykonsept som benytter en verktøysammenstilling basert på standardelementer som holdere, hoder, skafter, forlengere og reduksjonsstykker, er en effektiv måte å finne det optimale verktøyet for spesifikke bruksområder. Det særegne ved ISCARs nye modulære system for hurtigskiftende hoder, NEOSWISS, består av forskjellige hoder med vendeskjær for dreiing, stikking, avstikk og gjengeoperasjoner på sveitsiske maskiner (fig. 3). Dette systemet muliggjør utskiftbare hoder og skjær på den begrensede arbeidsplassen i CNC-maskinen.
Effektive løsninger
For å holde seg oppdatert på moderne maskinering fremhever ISCAR roterende verktøy med utskiftbare skjærehoder som MULTI-MASTER og CHAM-IQ-DRILL. Disse modulære linjene med "No Setup Time" muliggjør raske hodeutskiftninger som annullerer dimensjonsjustering og CNC-programkorrigeringer. Dette reduserer maskinens nedetid og sikrer høy repeterbarhet. Det modulære designkonseptet til ISCAR-verktøylinjer skal gjøre det enkelt å tilpasse verktøykonfigurasjonen.
En betydelig funksjonell forbedring inneholder ISCARs digitale følgesvenn; 3D- og 2D-verktøyrepresentasjoner, verktøymonteringsalternativer, avansert E-katalog og tilleggsprogramvare utgjør ryggraden i det virtuelle verktøymiljøet. ISCARs Tool Advisor, kjent som NEOITA, gjør det mulig å søke etter et optimalt verktøy for en spesifikk maskineringsoperasjon. Basert på ingeniøranalyse og ekspertkunnskap, genererer dette systemet et sett med effektive løsninger med passende skjæredata, beregner MRR og skjærekraft, og muliggjør direkte tilgang til e-katalogen, gjenkjenning av skjærslitasje og mer.
En ny responsiv designapplikasjon har brakt NEOITA til håndholdte enheter. Gjennom skybasert teknologi er NEOITA tilgjengelig 24/7 og på flere språk (fig. 4).
For mer informasjon se: www.iscar.com og www.svea.no
Kilde: Svea Maskiner