8 критических факторов при выборе ЧПУ-инструмента

Чего вам нужно от ЧПУ-инструмента?

• Точность (конечно) — Конечная мерило каждого ЧПУ-проекта, точность требует больше, чем просто правильные возможности
• Надежная жесткость — Инструмент должен сохранять форму, оставаться стабильным и сопротивляться изгибу или вибрации во время резания
• Твердая долговечность — Получение долгой службы от инструмента — мера контроля затрат, влияющая на итоговую прибыль, делающая долговечность важным KPI
• Легкая установка/регулировка — Возможность легко менять и регулировать оснащение не просто эффективно, делает жизнь лучше для оператора ЧПУ

Как вы хотите, чтобы инструмент работал — просто. Что сложно для многих инженеров цехов ЧПУ — это выбор правильного инструмента для обеспечения правильного выполнения работы.

Из списка выше, производительность инструмента жизненно важна, но это не единственное соображение. Опыт вашего цеха ЧПУ играет роль. И стоимость — тоже большой фактор, который мы рассмотрим ниже.

При выборе ЧПУ-инструмента инженеры должны учитывать:

1. Материал и элементы заготовки
2. Производственный объем
3. Возможности комбинирования
4. Мощность станка
5. Материал инструмента
6. Выбор производителя инструмента
7. Планирование
8. Опыт цеха

1. Материал и элементы заготовки

Материал заготовки драйвит выбор инструмента. Например, цех может в основном обрабатывать алюминий, высококрепкий чугун и серый чугун (что описывает Stecker Machine), так что есть вероятные любимые режущие инструменты ЧПУ для каждого материала. Инженеры выбирают проверенные стандартизированные инструменты первыми, помогая снизить риск, инвентарь и затраты.

ЧПУ-инструменты — сверла, фрезы, резьбы — требуются для обработки разных элементов, и есть стандартный инструмент для каждого типа инструмента и материала. Снова используя Stecker как пример, у нас три разных стандартных 90-градусных плечевых фрезы, по одной для обработки алюминия, высококрепкого чугуна и серого чугуна. Из этих материалов алюминий имеет наивысшую обрабатываемость, поэтому алюминиевый инструмент имеет более высокие спецификации поверхностных футов в минуту (SFM), поэтому они могут работать быстрее.

2. Производственный объем

Специализированные высококлассные режущие инструменты обычно выбираются для крупносерийных проектов, в то время как мелкосерийные работы используют более экономные инструменты. Это дело экономии масштаба, с затратами высококлассного, элементно-специфического инструмента, оправданными высоким количеством деталей, изготовленных этим инструментом.

Как и многое в производстве, ЧПУ-обработка — производственно-ориентированный бизнес, с центрами обработки, играющими большую роль в эффективности цеха.

3. Возможности комбинирования

Многоэлементные инструменты могут быть огромными экономителями затрат и труда в ЧПУ-обработке. Если множественные задачи — три, четыре или больше — могут быть выполнены одним инструментом, это разгоняет время цикла в то время как также снижает время, нужное для смены оснащения.

Например, при правильном проектировании вставной комби-инструмент может сверлить и фасовать возможно тремя разными способами, выполняя работу за один проход одним инструментом вместо шести инструментов (и шести проходов). Да, этот кастомный многоэлементный инструмент может стоить выше $3000, но экономия быстро накапливается для компенсации затрат, особенно на крупносерийном проекте.

4. Мощность станка

Большинство ЧПУ-инструментов можно использовать в большинстве станков ЧПУ. Это не всегда значит, что эти станки наиболее эффективны, однако. Инженеры и операторы знают, что станок с большей мощностью — с более большим конусом — дает возможности использовать комби-инструменты (упомянутые выше), которые могут выполнять много функций.

В то время как крупные заготовки требуют помощи таль для перемещения, меньшие заготовки не имеют этого вызова. Фактически, могут быть возможности для повышения эффективности проектированием приспособления, которое может работать с двумя или тремя мелкими деталями одновременно на большем станке. Это пример того, когда большой станок = большая заготовка не обязательно верно.

Нахождение лучшей эффективности в основном о выборе правильного инструмента для соответствия потребностям проекта и способности и доступности станка запустить его. Если станок может запускать множественные детали одновременно и оператор меняет три вместо одного, это небрейнер.

Запуск множественных деталей на паллете экономит время за счет сокращения количества смен паллетов и инструментов на деталь. Например, запуск трех деталей одновременно по сравнению с одной экономит 1/3 времени смены инструмента и паллета на деталь, плюс увеличивает быстрые перемещения между тремя деталями в центре обработки.

5. Материал инструмента

Тот же режущий инструмент может быть сделан из множества разных материалов, некоторые более долговечные (и дорогие) чем другие.

Цельный карбид надежен, но PCD-наконеченные инструменты достигают еще более высокой долговечности. PCD, или поликристаллический алмаз, — самый твердый современный режущий инструмент, сделанный спеканием алмазных частиц с металлическим связующим.

PCD-наконеченное сверло имеет примерно в 4 раза большую ресурс инструмента, чем цельный карбид (2500 деталей против 10 000) и может работать на 25% быстрее, компенсируя разницу в стоимости (около $180 для карбида против $960 для PCD) и давая производственную экономию.

PCD инструменты могут быть переоснащены множественные разы, в отличие от цельных карбидных инструментов, теряющих диаметр после нескольких переточек. Цехи ЧПУ часто используют мониторы резанья, счетчики ресурса инструмента и опытных операторов для предсказания и предотвращения поломки инструмента, обеспечивая правильное резание.

Экономичная альтернатива цельному карбиду — стальной корпус инструмента с паяными карбидными вставками, снижающая затраты до 75%. Другие варианты включают инструменты из высокоскоростной стали и карбидно-наконеченные инструменты, предпочитаемые малыми цехами ЧПУ за стоимостную эффективность.

6. Выбор производителя инструмента

Как и любые вендорские партнерства, производитель инструмента и цех ЧПУ процветают на знакомстве. Стратегические инвестиции крупного цеха в около семь-восемь производителей инструментов — каждый специализирующийся на специфических вызовах вроде цельного карбида, комби-инструментов, PCD-наконеченных инструментов — способствует доверию и создает выгоды (повышенная покупательная сила, ускоренные проекты или готовность сделать лишнюю милю для удовлетворения клиента). Опять же, более крупные, более опытные цехи ЧПУ имеют преимущество здесь.

Инженеры в крупных цехах ЧПУ могут конципировать и проектировать более ¾ всего инструмента, нужного в этом цехе. Например, если проект требует вставной комби-инструмент, инженер посылает чертеж и модель детали представителю производителя инструмента и вместе они завершают дизайн. То практическое соединение приводит к более надежному общему проекту. Малые цехи ЧПУ должны полностью полагаться на своего представителя производителя инструмента для дизайна и инженерной экспертизы.

7. Планирование

Когда инженеры определяют, как новый проект будет завершен в цехе, они часто создают лучший сценарий (лучший инструмент, агрессивные времена циклов, высококлассные приспособления), и затем также

имеют «План Б» (менее дорогой инструмент, менее мощные станки и т.д.). Скучаемость оставаться конкурентоспособным выбирая менее дорогой вариант, который обычно означает, что инструмент страдает.

Дурак в таком мышлении упускает потенциальные вызовы инструмента, которые не только соответствуют стоимости исходного лучшего сценария, но также включают добавленные расходы потраченного зря времени. Именно поэтому высококлассные, опытные, уверенные цехи ЧПУ не серьезно рассматривают варианты «План Б». Лидерство понимает ценность немедленного выбора высококачественных материалов и использования лучших процессов для завершения работы, оставаясь впереди пока конкуренция гонится.

8. Опыт цеха

Некоторые цехи ЧПУ имеют более опытный персонал, чем другие. Ничто не может заменить инсайт, полученный от десятилетий успешных проектов с использованием станков ЧПУ. Эти фроНтраннеры знакомы с обработкой проектов от дизайна до сборки. У них правильные процессы на месте, так же как и много правильного ЧПУ-инструмента.

Так, как новичок присоединиться к опытному цеху ЧПУ? В конце концов, выбор инструментов — не навык, преподаваемый даже в лучших высших учебных заведениях по ЧПУ или тренинговых сессиях. В этом случае это пример племенного знания: экспертиза, передаваемая от инженера к инженеру, обычно внутри высококлассных цехов ЧПУ.

Как вы можете оценить возможности цеха когда речь идет о выборе ЧПУ-инструмента без видения их работы на вашем проекте? Это сложная задача. Ищите опыт первым и просите рекомендации. Также ознакомьтесь с этими тремя признаками, что цех ЧПУ знает, как выбрать правильные инструменты для сложных деталей.

Теперь вы знаете, что может ЧПУ-инструмент и на что инженеры должны смотреть при выборе режущих инструментов ЧПУ. Далее узнайте, как максимизировать ваши практики ЧПУ-инструмента, читая Улучшения и партнерства ЧПУ-инструмента: Руководство по решению специфических проблем с инструментом. Нажмите ссылку ниже для вашей копии.

Об авторе

Дэн заставляет станки Stecker Machine работать быстро. Он оптимизирует режущий инструмент и программы для пиковой эффективности, исправляет любые производственные проблемы, проектирует и подбирает передовое оснащение для новых заказов и улучшений продуктов. Начиная карьеру в цехе инструментов и штамповок, Дэн присоединился к SMC, когда ЧПУ-производство только начинало набирать обороты. В SMC он прошел путь от оператора станка до инженера по непрерывному улучшению, внедряя улучшения, сэкономившие примерно $500,000 за последние несколько лет.