8 kritische Faktoren, die bei der Auswahl von CNC-Werkzeugen zu berücksichtigen sind

Was benötigen Sie von CNC-Werkzeugen?

• Präzision (natürlich) — Präzision ist der ultimative Maßstab für jedes CNC-Bearbeitungsprojekt und erfordert mehr als nur die richtigen Fähigkeiten
• Zuverlässige Steifigkeit — Ein Werkzeug muss seine Form beibehalten, stabil bleiben und während des Schneidvorgangs Biegungen oder Vibrationen standhalten
• Solide Haltbarkeit — Die Erzielung eines langen Lebenszeitwerts aus einem Werkzeug ist eine Kostenkontrollmaßnahme, die sich auf das Endergebnis auswirkt und die Haltbarkeit zu einem wichtigen Leistungsindikator macht
• Einfache Installation/Einstellung — Die Möglichkeit, Werkzeuge einfach auszutauschen und anzupassen, ist nicht nur effizient, sondern erleichtert dem CNC-Bediener auch das Leben

Welche Leistung soll ein Tool erbringen? ist unkompliziert. Die Herausforderung für viele CNC-Maschinenbauingenieure ist die Auswahl des richtigen Werkzeugs um sicherzustellen, dass die Arbeit ordnungsgemäß erledigt wird.

Aus der obigen Liste Leistung Die Funktionsweise des Tools ist von entscheidender Bedeutung, aber nicht das Einzige, was berücksichtigt werden muss. Das Erlebnis Ihrer CNC-Maschinenwerkstatt eine Rolle spielt. Und Kosten ist ebenfalls ein wichtiger Faktor, auf den wir weiter unten eingehen werden.

Bei der Auswahl von CNC-Werkzeugen sollten Ingenieure Folgendes berücksichtigen:

1. Werkstückmaterial und -merkmale
2. Produktionsvolumen
3. Kombinationsmöglichkeiten
4. Maschinenkapazität
5. Werkzeugmaterial
6. Werkzeugmacherauswahl
7. Planung
8. Erlebnis des Shops

1. Werkstückmaterial und Eigenschaften

Das Material des Werkstücks Laufwerke Werkzeugauswahl. Beispielsweise kann eine Werkstatt hauptsächlich Gussteile aus Aluminium, Sphäroguss und Grauguss bearbeiten (was Stecker Machine beschreibt), sodass es wahrscheinlich für jedes Material bevorzugte CNC-Bearbeitungswerkzeuge für die Metallbearbeitung gibt. Ingenieure entscheiden sich für bewährte standardisierte Werkzeuge Erstens hilft es dabei, Risiken, Lagerbestände und Kosten zu reduzieren.

Für die Bearbeitung unterschiedlicher Merkmale sind CNC-Werkzeuge – Bohrer, Fräser, Gewindebohrer – erforderlich, und für jeden Werkzeugtyp und jedes Material gibt es Standardwerkzeuge. Am Beispiel von Stecker haben wir drei verschiedene standardmäßige 90°-Eckkantfräser, jeweils einen für die Bearbeitung von Aluminium, Sphäroguss und Grauguss. Von diesen Materialien weist Aluminium die höchste Bearbeitbarkeit auf , sodass die Aluminiumwerkzeuge eine höhere Oberflächenfuß pro Minute haben (SFM)-Spezifikationen, damit sie schneller laufen können.

2. Produktionsvolumen 

Spezialität, High-End-Schneidwerkzeuge werden in der Regel für Projekte mit hohem Volumen ausgewählt, während für Projekte mit geringem Volumen kostengünstigere Werkzeuge zum Einsatz kommen. Es kommt auf Skaleneffekte an , wobei die Kosten für hochwertige, funktionsspezifische Werkzeuge durch die große Menge an Teilen gerechtfertigt sind, die mit diesem Werkzeug hergestellt werden müssen.

Wie ein Großteil der Fertigung ist auch die CNC-Bearbeitung produktionsorientiert Unternehmen, wobei Bearbeitungszentren eine große Rolle für die Effizienz einer Maschinenwerkstatt spielen.

3. Kombinationsmöglichkeiten

Werkzeuge mit mehreren Funktionen können bei der CNC-Bearbeitung zu enormen Kosten- und Arbeitseinsparungen führen. Wenn mehrere Aufgaben – drei, vier oder mehr – mit einem Werkzeug erledigt werden können, verkürzt sich die Zykluszeit und reduziert gleichzeitig die Zeit, die zum Auswechseln benötigt wird das Werkzeug.

Beispielsweise kann ein einsteckbares Kombinationswerkzeug bei richtiger Konstruktion möglicherweise auf drei verschiedene Arten bohren und anfasen, sodass die Arbeit in einem Durchgang mit einem Werkzeug statt mit sechs Werkzeugen (und sechs Durchgängen) erledigt wird. Ja, dieses maßgeschneiderte Tool mit mehreren Funktionen kann über 3.000 US-Dollar kosten, aber die Einsparungen summieren sich schnell, um die Kosten auszugleichen, insbesondere bei einem Großprojekt.

4. Maschinenkapazität

Die meisten CNC-Werkzeuge können in den meisten CNC-Maschinen verwendet werden. Das bedeutet nicht immer, dass diese Maschinen die effizientesten sind , jedoch. Ingenieure und Bediener wissen, dass eine Maschine mit größerer Leistung – mit einem größeren Konus – Möglichkeiten für den Einsatz von Kombiwerkzeugen bietet (oben erwähnt), das viele Funktionen ausführen kann.

Während für den Transport großer Gussteile die Hilfe von Hebezeugen erforderlich ist, besteht diese Herausforderung bei kleineren Gussteilen nicht. Tatsächlich könnten sich Chancen für Effizienzsteigerungen ergeben durch die Entwicklung einer Vorrichtung, die zwei oder drei kleine Teile gleichzeitig auf einer größeren Maschine bearbeiten kann. Das ist ein Beispiel dafür, dass große Maschine =großer Guss nicht unbedingt zutrifft.

Um die beste Effizienz zu finden, geht es vor allem um die Auswahl des richtigen Werkzeugs um den Projektanforderungen und der Fähigkeit und Verfügbarkeit der Maschine gerecht zu werden um es auszuführen. Wenn eine Maschine mehrere Teile gleichzeitig verarbeiten kann und der Bediener drei statt eines auswechselt, ist das ein Kinderspiel.

Der Transport mehrerer Teile auf einer Palette spart Zeit durch Reduzierung der Anzahl der Paletten- und Werkzeugwechsel pro Teil. Wenn Sie beispielsweise drei Teile gleichzeitig bearbeiten, wird im Vergleich zu einem ein Drittel des Werkzeug- und Palettenwechsels eingespart Zeit pro Teil, außerdem werden die schnellen Bewegungen zwischen den drei Teilen im Maschinenzentrum erhöht.

5. Werkzeugmaterial

Das gleiche Schneidwerkzeug kann aus vielen verschiedenen Materialien hergestellt werden , einige langlebiger (und teurer) als andere.

Vollhartmetall ist ein zuverlässiges und dennoch PKD-bestücktes Werkzeug erreichen eine noch höhere Haltbarkeit. PKD oder polykristalliner Diamant ist das härteste moderne Schneidwerkzeug, das durch Sintern von Diamantpartikeln mit einem metallischen Bindemittel hergestellt wird.

Ein PKD-bestücktes Bohrwerkzeug hat ca. das 4-fache Die Standzeit eines Vollhartmetallwerkzeugs (2.500 Teile gegenüber 10.000) und kann 25 % schneller laufen Dadurch wird der Kostenunterschied zwischen beiden ausgeglichen (rund 180 US-Dollar für Hartmetall gegenüber 960 US-Dollar für PKD) und es entstehen Produktionseinsparungen.

PKD-Werkzeuge können mehrmals umgerüstet werden Im Gegensatz zu Vollhartmetallwerkzeugen, die nach einigen Nachschleifvorgängen an Durchmesser verlieren. CNC-Maschinenwerkstätten verwenden häufig Schneidmonitore , die Werkzeuglebensdauer zählt und erfahrene Bediener, um Werkzeugausfälle vorherzusagen und zu verhindern und so einen ordnungsgemäßen Schnitt sicherzustellen.

Eine preiswerte Alternative Zu Vollhartmetall gehört ein Werkzeugkörper aus Stahl mit gelöteten Hartmetalleinsätzen, wodurch die Kosten um bis zu 75 % gesenkt werden. Weitere Optionen sind Schnellarbeitsstahlwerkzeuge und hartmetallbestückte Werkzeuge , aus Kostengründen von kleineren CNC-Bearbeitungsbetrieben bevorzugt.

6. Auswahl des Werkzeugmachers

Wie alle Lieferantenpartnerschaften leben auch ein Werkzeugbauer und eine CNC-Maschinenwerkstatt von der Vertrautheit . Die strategische Investition einer großen Werkstatt in etwa sieben bis acht Werkzeughersteller, die sich jeweils auf spezifische Herausforderungen wie Vollhartmetall, Kombiwerkzeuge oder PKD-bestückte Werkzeuge spezialisiert haben, fördert das Vertrauen und schafft Vorteile (höhere Kaufkraft, beschleunigte Projekte oder die Bereitschaft, für die Zufriedenheit eines Kunden noch einen Schritt weiter zu gehen). Auch hier gilt:je größer, erfahrener CNC-Werkstätten sind hier im Vorteil.

Ingenieure in großen CNC-Maschinenwerkstätten können mehr als drei Viertel aller Werkzeuge konzipieren und entwerfen in diesem Shop benötigt. Wenn das Projekt beispielsweise ein einsteckbares Kombinationswerkzeug erfordert, sendet der Ingenieur den Teildruck und das Modell an den Werkzeugmachervertreter, und gemeinsam stellen sie den Entwurf fertig. Diese praktische Verbindung führt zu einem zuverlässigeren Gesamtprojekt. Kleine CNC-Maschinenbetriebe müssen sich in Bezug auf Konstruktions- und Konstruktionskompetenz vollständig auf ihren Werkzeugbauer verlassen.

7. Planung

Wenn Ingenieure festlegen, wie ein neues Projekt in der Werkstatt abgeschlossen werden soll, erstellen sie oft ein Best-Case-Szenario (beste Werkzeuge, aggressive Zykluszeiten, hochwertige Spannvorrichtungen) und dann auch

einen „Plan B“ haben (kostengünstigere Werkzeuge, weniger leistungsstarke Maschinen usw.). Die Versuchung besteht darin, wettbewerbsfähig zu bleiben, indem man eine kostengünstigere Option wählt, was in der Regel zur Folge hat, dass die Werkzeuge darunter leiden.

Der Fehler in dieser Denkweise übersieht potenzielle Werkzeugherausforderungen, die nicht nur den Kosten des anfänglichen Best-Case-Szenarios entsprechen, sondern auch die zusätzlichen Kosten durch verschwendete Zeit mit sich bringen . Aus diesem Grund erwägen hochwertige, erfahrene und selbstbewusste CNC-Bearbeitungsbetriebe „Plan B“-Optionen nicht ernsthaft. Führungskräfte wissen, wie wichtig es ist, sofort hochwertige Materialien auszuwählen und die besten Prozesse zu nutzen, um einen Auftrag abzuschließen und so die Nase vorn zu haben, während die Konkurrenz hinterherjagt .

8. Erfahrung mit dem Shop

Einige CNC-Maschinenwerkstätten verfügen über mehr Erfahrung Personal als andere. Nichts kann die Erkenntnisse aus jahrzehntelangen erfolgreichen Projekten mit CNC-Maschinen ersetzen. Diese Spitzenreiter sind mit der Abwicklung von Projekten vom Entwurf bis zur Montage vertraut. Sie verfügen über die richtigen Prozesse und viele der richtigen CNC-Werkzeuge .

Wie kommt also ein Nachwuchs in eine erfahrene CNC-Maschinenwerkstatt? Schließlich Werkzeuge auswählen wird nicht einmal in den besten CNC-Kursen oder Schulungen an Hochschulen gelehrt. In diesem Fall handelt es sich um ein Beispiel für Stammeswissen :Fachwissen, das von Ingenieur zu Ingenieur weitergegeben wird, normalerweise in High-End-CNC-Maschinenwerkstätten.

Wie können Sie die Fähigkeiten eines Shops bewerten? wenn es um die Auswahl von CNC-Werkzeugen geht, ohne deren Arbeit an Ihrem Projekt zu sehen? Es ist eine schwierige Aufgabe. Suchen Sie nach Erfahrung zuerst und fragen Sie nach Referenzen . Sehen Sie sich auch diese drei Anzeichen dafür an, dass eine CNC-Maschinenwerkstatt weiß, wie sie die richtigen Werkzeuge für komplexe Teile auswählt.

Jetzt wissen Sie, was CNC-Werkzeuge leisten können und worauf Ingenieure achten sollten bei der Auswahl von CNC-Bearbeitungsschneidwerkzeugen. Erfahren Sie als Nächstes, wie Sie Ihre CNC-Werkzeugpraktiken maximieren können, indem Sie CNC Tooling Improvements and Partnerships:A Guide to Solving Specific Tooling Issues lesen . Klicken Sie auf den Link unten für Ihr Exemplar.

Über den Autor

Dan sorgt dafür, dass die Maschinen bei Stecker Machine schnell laufen. Er optimiert Schneidwerkzeuge und -programme für maximale Effizienz, behebt alle Fertigungsprobleme und entwirft und wählt fortschrittliche Werkzeuge für neue Aufgaben und Produktverbesserungen aus. Dan begann seine Karriere in einer Werkzeug- und Formenbauwerkstatt und kam zu SMC, als die CNC-Fertigung gerade erst richtig Fahrt aufnahm. Bei SMC entwickelte er sich vom Maschinenbediener zum kontinuierlichen Verbesserungsingenieur und implementierte Verbesserungen, die in den letzten Jahren zu Einsparungen von etwa 500.000 US-Dollar führten.