Niederfrequente Vibrationen steigern die Produktivität der Werkstatt

Dieses Video beschreibt kurz niederfrequente Schwingungen. Bildnachweis:Marubeni Citizen-Cincom Inc.

Das Drehen von Superlegierungen auf einer Maschine ist eine Herausforderung. Diese oft hartnäckigen Materialien können Hartmetall-Schneidwerkzeugen zusetzen und lange, faserige Späne erzeugen, die sich um Teile wickeln und eine schlechte Oberflächengüte hinterlassen. Das Brechen von kurzen Spänen mit diesem Material war für einen Job-Shop ein Kampf, bis er eine neue Technologie in einer Maschine vom Schweizer Typ entdeckte, die er kürzlich gekauft hatte.

Bevor Slabe Machine Products (Willoughby, Ohio) die Technologie entdeckte, die die Bearbeitung von Aufträgen auf einer Schweizer Drehmaschine drastisch verändert hat, verließ man sich auf Hochdruckkühlmittel, um Späne zu brechen und sie aus der Schneidzone zu entfernen. Allein mit diesem Verfahren kann es jedoch schwierig sein, den Kühlmittelstrahl im perfekten Winkel und Druck richtig zu positionieren, um erfolgreich zu sein.

Als Slabe Machine 2018 seine erste Schweizer Drehmaschine von Marubeni Citizen-Cincom kaufte, die mit der Niederfrequenz-Vibrationstechnologie (LFV) ausgestattet war, erlebte die Werkstatt unmittelbare Vorteile, darunter kurze Späne, verbesserte Standzeit und Oberflächengüte der Teile sowie Zeiteinsparungen , und insgesamt gesteigerte Produktivität. Tatsächlich war das Unternehmen von der Maschine so beeindruckt, dass es innerhalb eines Jahres 10 weitere Schweizer Typen mit LFV kaufte.

Aber was ist LFV und wie wendet es Slabe Machine an?

Speerspitze der Innovation

Die vollständige Einbeziehung neuer Technologien wie LFV ist für Slabe Machine nicht untypisch. Laut Mitinhaber Brendan Slabe ist das Unternehmen dafür bekannt, an der Spitze der Innovation zu stehen. „Normalerweise steigen wir gleich zu Beginn jeder neuen Technologie ein“, sagt er. „Menschen treiben den Motor an, aber die Technologie ist dicht an zweiter Stelle. Wenn Technologie und Menschen gut miteinander verschmelzen, haben Sie ein Erfolgsrezept.“

Nachdem Sie die „bahnbrechende“ Technologie erlebt haben von LFV auf seiner ersten mit dieser Technologie ausgestatteten Schweizer Drehmaschine von Marubeni Citizen-Cincom, kaufte Slabe Machine innerhalb eines Jahres 10 weitere Maschinen dieser Art. Bildnachweis:Slabe Machine Products

Der Job Shop bedient Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Schusswaffen, Medizin, Stromerzeugung, Ventile und Lager und übernimmt eine Vielzahl von Arbeiten, die eine Reihe von Bearbeitungsmöglichkeiten erfordern. Daher glaubt Slabe daran, mit den neuesten Innovationen Schritt zu halten, um immer in der Lage zu sein, die immer anspruchsvolleren Erwartungen der Kunden zu erfüllen. Er sagt, sein Unternehmen sei eines der ersten gewesen, das Mehrachsenmaschinen gekauft habe, und er lege Wert darauf, die neueste Technologie für Drehmaschinen, CNC-Werkzeugschleifmaschinen, Langdrehmaschinen, 3D-Drucker und Wasserstrahlmaschinen zu haben.

Als der Vertriebshändler von Slabe Machine für Marubeni Citizen-Cincom-Werkzeugmaschinen, Concentric Corp. (Cleveland, Ohio), vorschlug, dass die Werkstatt die LFV-Technologie ausprobieren sollte, kam Slabe auf die Idee. Er kaufte ein Citizen L20 Swiss Drehzentrum, auf dem es Dreh-, Nut- und Bohroperationen mit LFV durchführte.

Slabe nennt die Zeit, als er entdeckte, wie gut diese Technologie funktioniert, einen „Heureka“-Moment. „Wir haben einen magischen Sweetspot gefunden, an dem unsere Werkzeuge von 50 Stück auf 500 Stück ausgehalten haben“, erklärt er.

Vibration? Kein Problem

Obwohl Vibrationen in einem Bearbeitungsprozess normalerweise unerwünscht sind, haben sich niederfrequente Vibrationen, die von Citizen für seine Drehmaschinen vom Schweizer Typ entwickelt wurden, für Slabe Machine in vielerlei Hinsicht als vorteilhaft erwiesen. Da die Technologie speziell für schwer zu bearbeitende Materialien – wie Inconel, Hastelloy, Edelstahl, Kupfer und Aluminium – ausgelegt ist, hat sie bei den 11 Swiss-Types mit beweglichem Spindelstock von Marubeni Citizen-Cincom des Lohnfertigers Wunder gewirkt, darunter L12, L20- und L32-Modelle.

Wie wirken sich Vibrationen zum Vorteil eines Schneidwerkzeugs aus? Die LFV-Technologie oszilliert den Fräser gezielt in der Z-Achse im Takt der Rotation des Stangenmaterials. Manchmal bringt es das Messer ganz aus dem Schnitt.

Marubeni Citizen-Cincom sagt, dass die absichtlichen Luftschnitte die Späne in gleichmäßig kleine Stücke brechen, damit sie leicht ausgestoßen werden können, wodurch die Probleme der spiralförmigen Verwicklung der Späne um das Werkstück oder Werkzeug, bekannt als „Bird Nesting“, minimiert werden.

„Es klingt wie problematische Vibrationen, wenn LFV verwendet wird“, erklärt Slabe. „Aber das Werkzeug löst sich nur für eine Nanosekunde vom Werkstück, rastet wieder ein und macht die Späne zu fast fräsähnlichen (kleinen) Spänen. Werkzeuge halten bemerkenswert länger.“

Chipgrößenkontrolle

Die Drehmaschinen vom Schweizer Typ, die LFV enthalten, bieten auch die Möglichkeit, die Spangröße perfekt zu kontrollieren. „LFV ist eine hochentwickelte Oszillationssynchronisation durch die Maschinenantriebe“, erklärt Matt Klecka, Vice President of Sales bei Concentric Corp. „Seine Steuerung ist so einfach wie das Ändern von Variablen in einer Programmcodezeile, um Ihre Chipkonfiguration zu ändern.“

Slabe Machine verwendet mehrere ³ /₈ -Zoll-Bohrer, die in dieser Anwendung fast fünf Zoll tief eindrangen, was früher lange, fadenförmige Späne produzierte, die die Standzeit und die Oberflächengüte des Werkzeugs beeinträchtigten. Aber kurze Späne werden jetzt durch die Verwendung der LFV-Programmierung innerhalb der Maschinensteuerung produziert.

Um den perfekten Chip für einen optimalen Durchsatz oder den „Sweet Spot“, wie Slabe es ausdrückt, zu finden, kann es für den Maschinisten einige Versuche und Irrtümer erfordern. Er erklärt, dass es kein Handbuch gibt, auf das man zurückgreifen kann, um die richtigen Parameter zu finden, wo das Werkzeug perfekt funktioniert und wann der Span genau zum richtigen Zeitpunkt bricht. Er fügt hinzu, dass er glaubt, dass Stammeswissen im Spiel ist.

Slabe nennt ein konkretes Beispiel dafür, wie LFV kürzere Chips für eine Hastelloy-Anwendung in der Werkstatt ohne „Strings“ herstellte. Hier verwendete das Unternehmen mehrere ³ /₈ -Zoll-Bohrer, die fast fünf Zoll tief eindrangen. „Früher hatten wir lange, fadenziehende, wärmespeichernde, Hartmetall-Werkzeuge zerstörende Späne, die sich willkürlich um die Bohrer wickelten und uns zwangen, den Prozess mittendrin zu stoppen, um sie herauszuziehen und zu reinigen“, sagt er. Aber jetzt sind sie klein – genau wie er seine Chips mag.

Laut Marubeni Citizen-Cincom sind minimierte Ablagerungen an Schneidkanten, geringere Wärmeentwicklung und geringerer Stromverbrauch weitere Vorteile der LFV-Technologie. Darüber hinaus kann die gleiche Art von Schneidwerkzeugen, die Slabe Machine zum konventionellen Drehen verwendet, auch zum LFV-Drehen verwendet werden. Das Unternehmen verwendet es auch zum Bohren, Nuten und Gewindeschneiden. Bei Stechanwendungen pendelt/taucht das Stechwerkzeug senkrecht zum Umfang des Stangenmaterials in der X-Achse ein und aus.

Produktivitätssteigerungen

Nach der Implementierung einer Maschine vom Schweizer Typ mit LFV erlebte Slabe Machine schnell eine längere Werkzeuglebensdauer und eine verbesserte Oberflächengüte von

Slabe sagt, dass LFV neue Maschinenmöglichkeiten eingeführt hat Teiletypen auf seinen Langdrehmaschinen, die zuvor auf anderen Maschinen gefertigt wurden. Zum Beispiel werden Spitzenschalen für die Luft- und Raumfahrt jetzt auf den Schweizer Drehmaschinen bearbeitet.

Werkstücke und Zeitersparnis für den Maschinisten und das Unternehmen insgesamt. All diese Vorteile sind gleichbedeutend mit einer gesteigerten Produktivität für das Unternehmen. Aufgrund dieser Ergebnisse traf Slabe die Entscheidung, weitere Maschinen mit LFV zu kaufen. Der Zeitpunkt war richtig, denn alle Schweizer Maschinen des Unternehmens mussten altersbedingt ersetzt werden.

„Ich hatte vor, die Maschinen eine nach der anderen zu ersetzen, aber ich entschied mich einfach, sie in weniger als einem Jahr auszutauschen, weil die Effizienzvorteile so groß waren“, sagt Slabe und merkt an, dass er wahrscheinlich keinen weiteren Schweizer Typ kaufen wird, der dies tut diese Technologie nicht integrieren.

Laut Slabe hat LFV Möglichkeiten eingeführt, neue Arten von Teilen auf seinen Langdrehmaschinen zu bearbeiten, die zuvor auf anderen Maschinen hergestellt wurden. Zum Beispiel werden Spitzenschalen für die Luft- und Raumfahrt jetzt auf den Schweizer Drehmaschinen bearbeitet. Er erklärt, dass das Unternehmen die Löcher für diese Teile in der Vergangenheit auf einer separaten Maschine gebohrt hat, aber jetzt können die Löcher auf der Swiss gebohrt werden. „Normalerweise hatten die Schweizer Maschinen nicht die Kraft oder Leistung, um Löcher mit einer Tiefe von einem halben Zoll und einer Tiefe von vier oder fünf Zoll zu bohren“, sagt er. „Aber jetzt schneidet es ein bisschen freier, weil es mit der LFV-Technologie nur inkrementell schneidet.“ Er fügt hinzu, dass diese Art der „Hochgeschwindigkeitsbearbeitung“ leichtere Schnitte bei geringerem PS-Verbrauch im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren ermöglicht, die eine höhere PS-Leistung und schwerere Schnitte erfordern.

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