Y-akse-avstikking maksimerer potensialet

Økt produktivitet og forlenget verktøylevetid er blant de viktigste fordelene som Sandvik Coromant fremhever ved Y-akse-avstikking.

Publisert

Den nye bladteknologien og de nye prosessmetodene gir produsentene mange fordeler ved bruk av Y-akse-avstikking på multifunksjonsmaskiner og dreiebenker. I tillegg til en markant bedre prosessikkerhet er imponerende forbedringer i produktivitet og verktøylevetid andre fordeler ved denne banebrytende bransjeinnovasjonen.

De nye CoroCut QD-bladene fra Sandvik Coromant har økt bladets stivhet med minst 600 
prosent.
De nye CoroCut QD-bladene fra Sandvik Coromant har økt bladets stivhet med minst 600 prosent.

Større produktivitet

Prosessikkerhet og stabilitet er helt avgjørende, for avstikking er normalt den siste dreieoperasjonen, og det betyr at bladbrudd på dette stadiet fører til skroting av deler som allerede har stor foredlingsverdi. Større prosessikkerhet gir også mulighet til økte fremføringshastigheter og dermed større produktivitet.

Dyptgripende forbedringer

En annen forutsetning for avstikking er at bladene må være slanke for å minimere materialspill og optimere verktøyets rekkevidde på store arbeidsdiametere. Problemet med smale verktøy kan være dårlig stabilitet og dermed økt vibrasjon og støy, noe som fører til kompromissløsninger når det gjelder presisjon og overflatefinish. Y-akse-avstikking med de nye CoroCut QD-bladene fra Sandvik Coromant takler disse utfordringene ved å øke bladets stivhet med minst 600 prosent. Resultatet? Ikke bare kan maskineringsfirma nå takle rette kutt med fantastisk overflatefinish, det blir også mulig å oppnå dyptgripende forbedringer når det gjelder avstikkingsoperasjoner.

Enkelt prinsipp

I dag er Y-aksen blitt en standardfunksjon på nesten alle multifunksjonsmaskiner og tilleggsutstyr på mange nye dreiebenker. Ved å legge til en Y-aske på en dreiebenk oppnås 90°-vinkler mellom de tre lineære aksene, på en måte som ligner mye på et 3-akse-maskineringssenter.

I dag er Y-aksen blitt en standardfunksjon på nesten alle multifunksjonsmaskiner og tilleggsutstyr på mange nye dreiebenker.
I dag er Y-aksen blitt en standardfunksjon på nesten alle multifunksjonsmaskiner og tilleggsutstyr på mange nye dreiebenker.

Y-akse-avstikking bygger på et svært enkelt prinsipp. Mens tradisjonelle avstikkingsverktøy flukter med X-aksen på maskineringsverktøyet, er Y-akseverktøyet rett og slett dreid 90° mot urviseren for å flukte med Y-aksen. I konvensjonelle avstikkingsverktøykonfigurasjoner fremføres det forholdsvis lange og slanke kuttebladet og holderen i en 90°-vinkel inn i det roterende arbeidsstykket. Her deles kuttekraften i to vektorer, der tangentialvektoren er omtrent to ganger større enn fremføringsvektoren. Resultantkraften er rettet diagonalt inn i verktøyet med en vinkel på omtrent 30°; med andre ord på tvers av verktøyets nest svakeste del (bare bredsiden av bladet er svakere). Dette motvirkes tradisjonelt ved å redusere bladets overheng og øke bladets høyde. Ulempen ved begge disse botemidlene er fare for dårligere brukskvalitet for verktøyet.

Ved i stedet å dreie spissfestet 90° og bruke Y-aksen skjærer det nykonstruerte CoroCut QD-bladet seg hovedsakelig gjennom arbeidsstykket med frontenden, som nesten får vektoren for resultantkraften til å flukte med bladets langsgående akse. FEM-analyser som ble utført av Sandvik Coromants R&D-team, bekreftet at den mer gunstige fordelingen av krefter eliminerer kritisk stress som er typisk for konvensjonelle blader og øker bøyestivheten ved en maksimal kuttedybde på 60 mm (2,36 tommer) mer enn seks ganger. Og omvendt er tilbøyeligheten til plastisk deformasjon og dårlig stabilitet bare en sjettedel for Y-akseutformingen sammenlignet med den typiske deformasjonen for tradisjonelle avstikkingsblader.

Y-akse-avstikking gir muligheter til betydelig avkastning på investering takket være svært lave startinvesteringer gjennom startprogrammering og normale verktøykostnader.
Y-akse-avstikking gir muligheter til betydelig avkastning på investering takket være svært lave startinvesteringer gjennom startprogrammering og normale verktøykostnader.

Fordeler ved Y-akse-avstikking

Økningen i bladets stivhet på over 600 prosent gir mulighet til betraktelig høyere fremføringshastigheter og lengre overheng uten tap av stabilitet, noe som gir tilsvarende bedre produktivitet for verktøyet. Takket være denne ytelseskarakteristikken kan deler avstikkes nærmere underspindelen og dermed spares råmateriale, og stabiliteten under operasjonen forbedres. Da er det ikke lenger stivheten i avstikkingsbladet og verktøyholderen, men derimot skjæret, som er flaskehalsen når det gjelder ytelsen ved avstikkingsoperasjoner. Den generelle anbefalingen ved avstikking av bjelker er å minimere overhenget, og hvis overhenget er langt, å bruke en enkel kuttegeometri eller redusere fremføringen. En vanlig terskelverdi for redusert fremføring er et overheng som overskrider 1,5 ganger bladets høyde. Men med Y-akse-maskinering kan lengre overheng oppnås uten at man trenger å velge mindre enn optimale fremføringshastigheter, kuttegeometrier eller verktøydimensjoner.

Det er allerede gjennomført mange vellykkede kundeeksempelstudier med deler som strekker seg fra magnetventiler og bolter til rullelagre og pumpehus. I alle eksempelstudiene kunne fremføringshastigheten minst fordobles ved Y-akse-avstikking sammenlignet med den eksisterende metoden, noe som gav en produktivitetsøkning på 100-200 prosent og dessuten en økning på inntil 70 prosent i verktøylevetiden. En annen kundeeksempeltest bekreftet potensialet for Y-akse-blad når det gjaldt avstikking av større diametere enn det som tidligere var mulig, ved at prosessen lyktes i å erstatte båndsaging for en Inconel-bjelke med 180 mm diameter, og dette gav en produktivitetsforbedring på 550 prosent på grunn av dramatisk kortere maskineringstider.

Maskinspesifikasjoner for Y-akse-avstikking

Kort sagt kan kundene utnytte det fulle potensialet for multifunksjonsmaskinen eller CNC-dreiebenken gjennom bedre bruk av Y-aksen. Dreiebenker brukes generelt til masseproduksjon av stangmateriale, typisk inntil 65 mm (2,56 tommer) i diameter, og ved denne typen maskinering er de største fordelene ved Y-akse-avstikking økt produktivitet og bedre overflatekvalitet.

For multifunksjonsmaskiner gir Y-akse-avstikkingsbladene først og fremst økt tilgjengelighet og mulighet til å takle større diametere. En fortest bekreftet en 50 prosent økning i overhenget ved kapping av tradisjonelle 120 mm-bjelker med maksimal fremføringshastighet for skjæret. En 300 prosent produktivitetsøkning ble oppnådd uten komplikasjoner på området prosessikkerhet.

I en multifunksjonsmaskin er typiske verktøyenheter, som Coromant Capto C6 eller HSK63T bladadapter, ofte forholdsvis lange for å sikre optimal rekkevidde mellom hovedchucken og underchucken. Som et resultat av dette er totalkonfigurasjonen svak i X-akse- sammenlignet med Y-aksebelastningen, der kuttekraften rettes inn i verktøyenheten og maskinspindelen. Lignende forhold gjelder for mange dreiebenker med drevne verktøy/fresefunksjoner på Y-aksen. Typiske Y-akse-verktøysystemer, som vanligvis består av en VDI-adapter eller en påskrudd bladadapter for den maskineringstilpassede klemenheten, er lange og slanke for å komme til mellom hoved- og underchucken og gir mulighet for avstikking i nærheten av chucken. Igjen blir resultatet et svakt system i X-retningen sammenlignet med Y-aksen, der kuttekraften rettes inn i verktøyenheten og revolverhodet. Y-akseavstikking kan bidra til å eliminere begge disse problemene.

Komme i gang

En investering i Y-akse-avstikking består først og fremst av en ny tilnærming til avstikkingsoperasjoner og de tilknyttede arbeidsmåtene. Prosessen gir mulighet til bedre utnyttelse av maskiner som allerede er montert med en Y-akse. Alternativt er det en løsning som kan øke produktiviteten ved avstikkingsoperasjoner i en ny maskin eller en modifisert prosesskonfigurasjon.

Husk at nesten alle multifunksjonsmaskiner, eller dreiebenker som er utstyrt med Y-akse- og bjelkemater, har mulighet til Y-akseavstikking, noe som også gir mulighet til reduksjon i verktøybeholdningen, siden det trengs færre spesialblad. Andre fordeler ved Y-akse-avstikking er at det bare kreves små endringer på typiske produksjonsoppsett. Man kan bruke det samme programmet for alle komponentene, og det gir mulighet til reell tidsbesparelse når arbeidsstykket er klemt fast i begge ender, og ingen andre operasjoner er mulig under avstikkingen.

Endelig gir Y-akse-avstikking muligheter til betydelig avkastning på investering, takket være svært lave startinvesteringer gjennom startprogrammering og normale verktøykostnader. Avkastningen på investering forbedres også gjennom den betydelige produktivitetsøkningen med høyere kuttedata.

For mer informasjon se: www.sandvik.coromant.com/no