Video:Formwerkzeuge auf CNC-Drehmaschinen

Player wird geladen ...

Auf einer CNC-Drehmaschine oder einem Drehzentrum ist eine Möglichkeit, ein komplexes zylindrisches Profil zu bearbeiten, offensichtlich. Das heißt:Programmieren Sie einen Einzelpunkt-Dreheinsatz, um entlang der Geometrie dieses Profils vorzuschieben. Es scheint, als gäbe es keinen anderen Weg.

Es gibt jedoch auch ein Verfahren zur Bearbeitung dieser Profile, das der Entwicklung der CNC vorausging. Und in bestimmten Anwendungen – sogar auf CNC-Maschinen – ist dies immer noch der effizientere Ansatz. Diese Methode beinhaltet Formularwerkzeuge.

Laut dem Formwerkzeughersteller Schwanog machen CNC-Bearbeitungsprozesse inzwischen den Großteil des Umsatzes des Unternehmens mit dieser Art von Werkzeugen aus.

Formularwerkzeuge sind benutzerdefinierte Einsätze. Die Schneide entspricht dem vorgesehenen Profil des Teils. Als Ergebnis erzeugt ein einziger gerader Einstich mit dem Einsatz die gewünschte Form. Dies bietet seit langem eine Möglichkeit für Nicht-CNC-Produktionsanlagen wie automatische Schraubmaschinen, komplexe gedrehte Profile zu erzielen, so dass es kontraintuitiv erscheinen mag, auf die Programmierbarkeit zu verzichten, um die gleiche Art von kundenspezifischen Werkzeugen auf einer CNC-Maschine zu verwenden. Holger Johannsen, General Manager von Schwanog in den USA, sagt jedoch, dass es wichtige Vorteile von Formwerkzeugen gibt, die sie in den richtigen Anwendungen kostengünstiger machen als Standard-Dreheinsätze auf CNC-Maschinen.

Der bedeutendste dieser Vorteile ist die Zeit. Das obige Video veranschaulicht dies. Wenn das gleiche gedrehte Profil mit einem Formwerkzeug gegen eine Reihe von Einpunktschneidern bearbeitet wird, ermöglicht der einfache Ein-Aus-Hub des Formwerkzeugs die Bearbeitung des Profils in etwa einem Drittel der Zeit. Bei einem ausreichend großen Volumen kann diese Zeitersparnis attraktiv genug werden, um die Investition in das benutzerdefinierte Tool zu rechtfertigen.

Aber vielleicht überraschenderweise spielt auch die Genauigkeit bei der Verwendung dieser Werkzeuge eine Rolle. Der Grund liegt in reduzierten Variablen. Ein Standard-Drehwerkzeug, das einer interpolierten Bahn folgt, umfasst zwei Maschinenachsen, während ein Formwerkzeug nur eine Maschinenachse verwendet. Mit weniger beweglichen Elementen, die zu Prozessfehlern beitragen, kann das Formwerkzeug es oft einfacher machen, eine gleichbleibend hohe Präzision zu erreichen.

Herr Johannsen sagt, dass ein weiterer Vorteil die Verarbeitung ist. Bei einem einschneidigen Werkzeug gibt es unvermeidlich Spitzen zwischen den Drehungen des Werkstücks, wenn sich die Schneidkante entlang der Kontur bewegt. Bei einem Formwerkzeug entfallen diese Spitzen, da das gesamte Segment des durch die Form repräsentierten Teils in einem einzigen Einstich bearbeitet wird.

Jedes Formwerkzeug ist eine Sonderanfertigung. Jedes ist nach der vom Endbenutzer bereitgestellten Geometrie konstruiert. Dies bedeutet natürlich, dass erhebliche zusätzliche Kosten für die Spezifikation des Formwerkzeugs anstelle eines Standardwerkzeugs anfallen. Die Anwendungen, die von einem oder mehreren der oben genannten Vorteile profitieren können – Zykluszeit, Genauigkeit oder Oberflächengüte – sind diejenigen, die die Kosten rechtfertigen können.

Ein direkter Preisvergleich zwischen Standard- und kundenspezifischen Werkzeugen berücksichtigt jedoch nicht unbedingt genau den Kostenunterschied, sagt Herr Johannsen. Ein weiterer Faktor ist die Standzeit. Wenn eine Einpunkt-Wendeschneidplatte ganz entlang eines profilierten Segments des Teils bearbeitet wird, konzentriert sich die gesamte Energie des Schnitts, die zum Werkzeugverschleiß beiträgt, auf diesen einzigen schmalen „Kontaktpunkt“ zwischen der Schneide und dem Teil. Im Gegensatz dazu schneidet das Formwerkzeug entlang einer Linie des Kontakts, wobei die Energie des Schnitts entlang des Profils verteilt wird. Infolgedessen kann man sich darauf verlassen, dass sich ein Formwerkzeug viel langsamer abnutzt – was nicht nur die Rate reduziert, mit der neue Einsätze gekauft werden müssen, sondern auch die Zeit, die für den Werkzeugwechsel verloren geht.