Effizienzmaximierung bei CNC-Multitasking-Maschinen: Vorteile des Y-Achsen-Abstichens

Ein Schneidwerkzeug, das die Y-Achsen-Bewegung einer Multitasking-Maschine nutzt, kann Abstichoperationen schneller ausführen als konventionelle X-Achsen-Bewegung. Foto-Credits: Sandvik Coromant

B-Achsen-Dreh-Fräszentren und viele angetriebene CNC-Drehzentren bieten Y-Achsen-Bewegung senkrecht zur Z-Achse. Diese dritte lineare Achse ermöglicht es Schneidwerkzeugen, die Spindelmittellinie zu queren, um Operationen wie Fräsen, Bohren und Nutenstoßen auszuführen, mit dem Ziel, Teile in einer Aufspannung komplett zu bearbeiten.

Sandvik Coromant hat einen Weg gefunden, diese Bewegung weiter zu nutzen, um Abstichoperationen effektiver als den traditionellen X-Achsen-Prozess auf Drehmaschinen ohne Y-Achse durchzuführen. Dies wurde erreicht, indem der CoroCut QD Werkzeug neu gestaltet wurde, wobei der Wendeschneidplatten-Sitz um 90 Grad gedreht und das Werkstück in der Y-Achse angefahren wird, sodass die Schneidkräfte auf den stärksten Teil des Werkzeugblatts gerichtet sind.

Hier sind die Bewegungsachsen für ein B-Achsen-Dreh-Fräszentrum.

„Das würde dem Kunden wirklich nützen, der Sekunden von Zykluszeiten mit höherem Vorschub und weniger Lärm abschneiden will“, sagt Staffan Lundström, Produktmanager, Sandvik Coromant. „Sie müssen nicht mit Lärm und Vibration leben, wenn Sie eine Y-Achse haben. Für den Kunden bedeutet es sowohl Zeitersparnis als auch die Möglichkeit, unbeaufsichtigte Produktion zu haben.“

Lundström hatte die Idee des Abstichens über die Y-Achse für ein paar Jahre, bis er einen Prototyp mit Hilfe eines kleinen Teams bei Sandvik Coromant entwickelte. Der erste Werkzeugtest verlief nicht gut, was zu klappernden Geräuschen und Vibrationen von der Werkzeugmaschine und schließlich einem gebrochenen Wendeschneidplatten führte.

„Das war ein großer Rückschlag für uns“, erklärt Lundström. „Ich habe nicht wirklich verstanden, was falsch war.“

Abstichoperationen für konventionelle CNC-Drehzentren treiben das Werkzeug die X-Achse hinunter.

Dann überprüfte das Team, was passiert war, entschied sich, interne Innenkühlmittelzufuhr hinzuzufügen und das Adapterdesign zu modifizieren. Als es den neuen Prototyp an einer anderen Maschine testete, erwies sich diese alternative Abstichmethode als erfolgreich.

Mit dem aktuellen Design beträgt die Biegefestigkeit des Blatts bei 60 mm (2,36 Zoll) Überhang angeblich mehr als das Sechsfache eines konventionellen Werkzeugs beim Abstichen in der X-Achse, was einen stabileren Schneidprozess bietet, den Einsatz längerer Werkzeuge ermöglicht und höhere Vorschübe und schnellere Zykluszeiten erreicht.

In einem Testvergleich stellte ein Betrieb, der die Luftfahrtindustrie bedient, die Unterschiede beim Abstichen eines 35-mm-Inconel-718-Stabs auf einer Multitasking-Maschine mit der Y-Achsen-Methode und dem CoroCut QD Werkzeug sowie der Standard-X-Achsen-Methode mit einem anderen Werkzeug fest. Die Y-Achsen-Methode erreichte eine Schnittgeschwindigkeit von 40 m/min und Vorschub von 0,12 mm/U, was einer Werkzeugstandzeit von 35 Teilen ergab. Die X-Achsen-Methode erreichte eine Schnittgeschwindigkeit von 30 m/min und Vorschub von 0,05 mm/U, was einer Werkzeugstandzeit von nur 10 Teilen ergab.

Der CoroCut QD ist zum Abstichen an der Y-Achse eines Multitasking-Maschine ausgelegt. Die Blattbiegefestigkeit soll mehr als das Sechsfache eines konventionellen Werkzeugs beim Abstichen in der X-Achse betragen.

Die Werkzeuglänge kann mit einem Offline-Vormesser gemessen werden. Die Werkzeuglänge wird zur Werkzeugmittelhöhe beim Abstichen, und es ist wichtig, die Mittelhöhe korrekt zu haben, besonders beim Abstichen bis zur Mitte, so das Unternehmen. Wenn es schwierig ist, die Schneide zu sehen, gibt es eine Lehrenebene am Werkzeug.

Das Werkzeug nimmt Werkstückdurchmesser bis 180 mm (7 Zoll) und Schnittbreiten von 3 bis 4 mm (0,118 bis 0,157 Zoll) auf.