Lane4 Precision verbessert Schweizer Drehmaschinen-Rückseitenbearbeitung mit Microconic-Spannzangen

Microconic-Spannzangen ermöglichen Lane4 Precision feine Spannkraftjustierung für komplexe Teile. Tatsächlich ermöglichen diese Spannzangen Aufträge, die der Betrieb vor Implementierung dieses Spannzangensystems nicht fertigen konnte. Foto: Lane4 Precision

Spannen, besonders für Rückseitenbearbeitung, kann knifflig sein bei der Bearbeitung sehr kleiner Teile in einer CNC-Schweizer Drehmaschine. Je nach Design können Abzugsspannzangen diverse Probleme erzeugen: schlechte Konzentrizität und Rundlauf, schlechte Kontrolle der Spannkraft, was zu Teilbeschädigung führt. Deshalb wurde Dan Fifer, Inhaber von Lane4 Precision (Santa Rosa, California), zum treuen Kunden des Herstellers, als er Spannzangen fand, die für seine Anwendungen gut funktionierten, und vertraute dem Spannsystem des Unternehmens seine empfindlichsten und komplexesten Teile an.

Sehr kleine Medizinteile mit dünnen Wänden und kurzen Abzugsbereichen laufen oft auf Fifers fünf Schweizer Drehmaschinen. Diese komplexe Arbeit erfordert Fräsen an der Gegenspindel und Rückseitenbearbeitung nahe an der Spannzange. Als er ursprünglich herkömmliche verlängerte Spannzangen versuchte, waren die Verlängerungen zu lang und die Lücken in der Spannzange zu groß, um die Kundenbauteile effektiv zu produzieren. Dann wurde er mit Masa Tools Microconic-Spannsystem bekannt, das Spannzangen ohne Notwendigkeit einer verlängerten Nase enthält, da der Durchmesserfreiraum bereits im System integriert ist.

Zusätzlich ermöglichen Microconic-Spannzangen feine Justierung der Spannkraft an komplexen Teilen. Diese Spannzangen ermöglichten dem Betrieb, Teile zu fertigen, die zuvor mit anderen Spannzangen nicht möglich waren, sowie häufig und effektiv Rückseitenoperationen durchzuführen.

Vom Designer zum Jobshop in 1 Monat

Obwohl er schnell die für effiziente Teilefertigung nötigen Spannmittel kennenlernte, hatte Fifer zunächst keine Erfahrung mit CNC-Schweizer Bearbeitung. Tatsächlich hatte er bei Gründung von Lane4 Precision 2017 noch nie vor einem CNC-Maschinenbedienpanel gestanden, geschweige denn einer CNC-Schweizer Drehmaschine. Sein Hintergrund lag in Design/Produktentwicklung für die Medizintechnikindustrie. Nach über 20 Jahren Arbeit für mehrere Startups war er begierig, derjenige zu sein, der die Teile fertigt statt sie zu designen.

Lane4 Precisions Name wurde von den Olympischen Spielen und den Qualifikationsbahnen für Schwimmen und Leichtathletik inspiriert. Der Name steht für schnelles Vorankommen, sagt Dan Fifer, Gründer.

Also mietete er einen Lagerraum und entschied, alle Bearbeitungsprozesse im Haus zu machen. Jemand sagte ihm, er brauche eine Schraubmaschine für die gewünschte Arbeit. Der Zeitpunkt war gut für einen IMTS 2016 Besuch zum Maschinenkauf, wo er Spinetti Machinery traf, einen Händler für Marubeni Citizen-Cincom Schweizer Maschinen. Er war von der Vorhersagbarkeit der Maschinen beeindruckt und vertraute darauf, dass das Spinetti-Team ihn unterstützen und ihm helfen würde, seine erste Schweizer Maschine, eine Citizen L20, zu bedienen.

Einmal eingerichtet, fragte ein Branchenkollege Fifer, ob er glaube, ein bereits designtes Teil fertigen zu können. Der Kollege sagte, niemand könnte es für ihn bauen, nicht weil es unmachbar sei, sondern weil er nicht 12 Wochen warten wolle.

„Ich sagte: Nun, ich habe sonst nichts zu tun, also werd ich’s rausfinden“, sagt Fifer. „Also war ich im Grunde innerhalb eines Monats absolut überflutet von einem Team von etwa sechs Ingenieuren, die mir mehr Teile gaben, als ich machen konnte.“

Mit Spinettis Hilfe wählte er seither vier weitere Citizen Schweizer Drehmaschinen mit unterschiedlichen Arbeitsräumen und Fähigkeiten wie lebender B-Achse, automatischem Werkzeugwechsler und der Maschinenerbauer-Tieffrequenz-Vibrationstechnologie, die kleine, leicht abzuführende Späne erzeugt. Der Händler war auch verantwortlich für die Einführung Fifers in das Microconic-Spannsystem. Ein sehr kleines Teil auf einer L12 war der erste Auftrag, den er mit dem Spannsystem fuhr.

Verlängerte Nase ohne Verlängerung

Drei Viertel der Bearbeitung bei Lane4 Precision, dasmostly ein Prototypenbetrieb ist, entfallen auf die Medizintechnik, der Rest auf Premiumteile für Halbleiter, Verteidigung, Luftfahrt und Konsumgüter, laut Fifer. Teile reichen von der Größe eines Reiskorns (Länge oder Durchmesser ca. 0,5 mm) bis zu langen schlanken Teilen über zwei Fuß (600 mm).

Schnell vom Designer zum Jobshop wechselnd, legte Fifer sein Design-Auge nie beiseite. Er sieht seine Nische darin, Kunden beim Design zu helfen, wo適切. Wenn er einen effizienteren Bearbeitungsweg sieht, bietet er seine Expertise an. „Wenn ich ihre Designabsicht sehe, könnte ich sagen: ‚Übrigens, du kannst diese Kante abfasen, und es kostet nichts extra, weil ich das Werkzeug schon habe‘“, erklärt er. „Vielleicht hatten sie zwei Teile, die ich machte, die sie verschweißten.“

Da einige Teile dünne Wände und kurze Abzugsbereiche haben, war es kritisch, dass das Spansystem akzeptable Werkzeugfreiräume und feine Justierbarkeit für Gegenspindel-Rückseitenbearbeitung bietet. Der Betrieb brauchte auch kompakte und zuverlässige Übergriff-Spannzangen für komplexeste Anwendungen (dazu später mehr). Fifer fand seine Erwartungen erfüllt und übertroffen nach Installation des Microconic-Spannsystems. Tatsächlich war er so zufrieden, dass er es schließlich an all seinen fünf Schweizer Maschinen nachrüstete.

Masa Tool, das sich nur auf Gegenspindel-Spannzangenspannen spezialisiert, hat das Microconic-Spannsystem entwickelt, das aus Kassetten besteht, die wie eine Standardspannzange in die Maschine eingebaut werden. Die Kassette, die 0,0002 Zoll (0,005 µm) TIR bietet, kann als Lehre zur Verifizierung der Maschinenspindelgenauigkeit dienen. Auch der Justierdrehring-Schlüssel bietet präzise und wiederholbare Kontrolle der Spannkraft, so das Unternehmen. Da die Kassette mit verlängerter Nase gebaut ist, sind verlängerte Nasenspannzangen nicht nötig, was dieses System gut für Lane4 Precision macht, da die meisten Anwendungen eine verlängerte Nasen-Abzugsspannzange erfordern. Fifer erklärt, der Masa-Spannzangen-Schließmechanismus wurde bis an die Spannzangennase herangeführt, was die Steifigkeit gegenüber Standard-verlängerten Nasenspannzangen verbessert.

Alle Masa-Spannzangen passen in die Maschinenkassette oder einen Adapterhülsen des Unternehmens, was Fifer das schnelle Wechseln zwischen Spannzangenstilen an all seinen Drehmaschinen ermöglicht.

Mit der Möglichkeit, feine Anpassungen der Spannkraft einfach vorzunehmen, kann Lane4 zuversichtlich Teile mit extrem dünnen Wänden fertigen, ohne Bruch oder Verformung zu befürchten. Vor Installation des Microconic-Systems konnte eine herkömmliche Spannzange das Teil zu fest greifen und zerdrücken, was das Teil ruinierte. Feine Justierungen auf kontrollierte, vorhersehbare Weise von der Spannzangennase mit dem mitgelieferten Masa-Werkzeug (statt die Gegenspindelabdeckung abzunehmen, um auf den Spannkraftjustierring zuzugreifen) geben dem Einrichter einfache, präzise Spannkontrolle.

Er weist auch darauf hin, dass der Wechsel seiner Drehmaschinen von der Bearbeitung „großer“ Teile (für Lane4: 0,5 Zoll/12,7 mm Durchmesser und größer) zu kleineren Teilen mit Microconic-Spannzangen meist nur 5 Minuten dauert. Laut Masa führt der Wechsel von 16C auf 5C Spannzange normalerweise zu Toleranzakkumulation und kann manchmal über 15 Minuten dauern. Mit dem Masa-System, einmal die Kassette eingesetzt, können Spannzangen schnell installiert und Spannkraft direkt an der Spindelnase ohne Toleranzstapel in unter einer Minute eingestellt werden.

Kompakter Übergriff

Fifer schätzt auch Masas Übergriff-Spannzangen für Teile, die diese erfordern. Er erklärt, obwohl diese Spannzangen kompakt sind, bieten sie große Öffnung und steifes Halten. Sie übertreffen alle Alternativen, die er zuvor probierte. „Meine Zykluszeiten, Steifigkeit, Werkzeuge, alles ist besser“, sagt er. „Sie nahmen die Angst vor Übergriffsteilen.“

Bei Übergriff-Spannzangen ist zusätzliche Spreizung nötig, um die Spannzange weit genug zu öffnen, um den größeren Teiledurchmesser zu passieren. Herkömmliche Abzugsspannzangen halten nicht die nötigen Toleranzen, da sie kurze Teilbereiche greifen, die nur den vorderen Abschnitt der Spannzangenbohrung besetzen. Die gesamte Spannkraft liegt auf dem Spannzangenwinkel, der eine beträchtliche Distanz vom gehaltenen Teil hat. Folge: Die Spannzange kann unter dem Winkel kollabieren.

Die Übergriff-Spannzangen öffnen sich bis 0,156 Zoll (3,96 mm) größer als der Halte-Durchmesser. Laut Masa sind diese Spannzangen noch fähig zu 0,0002 Zoll TIR. Mit solch zuverlässigem Greifen konnte Lane4 Precision seine Fähigkeiten erweitern, sogar einige komplexe Teile „rückwärts“ zu bearbeiten, was höhere Qualität, weniger Fehler und niedrigere Ausschussrate ermöglicht, für unterbrechungsfreien Betrieb.

Ein unterbrechungsfreier Betrieb ermöglicht auch Lichtaus-Bearbeitung, so wie der Betrieb mehrere Aufträge mit Übergriff-Spannzangen an Ti 6Al-4V Titan und 316 Edelstahl fährt. Er sagt, sie haben nie versagt oder ein Werkzeug gechipt. „Die Übergriff-Spannzange ist ein wirklich vorhersagbarer, konsistenter Lauf in einer Produktionsumgebung.“

Einige Überraschungen

Beim Erlernen des Microconic-Systems realisierte Fifer, wie viel Vertrauen das Spansystem-Design ihm gab, hochwertige Miniaturteile für Kunden zu fertigen.

Beispielsweise schätzt er, dass die Spannzangennase nicht angefast ist. Dieses Design lässt mehr Raum für Abzug, erklärt er. „Ich musste früher die Spannzange planen, bevor ich sie nutzen konnte, um zu wissen, woran ich bin. Aber dann änderte sich die Spannzangenlänge.“

Die Vorteile exzellenter Rundlaufgenauigkeit des Spansystems ist eine weitere Erkenntnis, die Fifer nach Inbetriebnahme gewann. Es ist möglich, sehr feine Merkmale auf der Rückseite eines Teils anzubringen und Konzentrizität zu halten, während man ein „schönes“ Teil produziert. „Wenn du eine 0,005 Zoll (0,127 mm) Wand hast und versuchst, 0,001 Zoll (0,025 mm) Kantenbruch anzubringen, und du hast 0,001 Zoll Rundlauf, ist das Ergebnis ein wirklich hässliches Teil“, erklärt Fifer. „Eine Masa Microconic-Spannzange zu nutzen ist wie fester Stand von der Gegenspindel. Zumindest weißt du, du startest an einem guten Ort für die kritischsten Anwendungen.“

Masa Tool | masatool.com
Lane4 Precision LLC | 707-843-7780
Marubeni Citizen-Cincom Inc. | marucit.com