Эффективное управление режущим инструментом на ЧПУ: 5 проверенных советов для цехов

Большинство цехов с ЧПУ были здесь: вы выиграли проект. Вы подобрали правильных операторов ЧПУ. Вы получили отливки. Вы подготовили тележку для наладки проекта. И тут… неполный комплект инструментов останавливает вас до старта.

Наличие режущего инструмента ЧПУ напрямую влияет на итоговую прибыль. Возможность иметь необходимое под рукой или быстро получить его — обязательно. И не менее жизненно важна внутренняя способность полностью управлять всем инструментальным складом.

Сегодня делимся пятью советами по управлению инструментами вашего цеха с ЧПУ:
1. Выбирайте тип материала с учетом инструмента
2. Понимайте, как работают лицевые фрезы, вставки и корпуса фрез
3. Решайте, какой инструмент держать на складе
4. Планируйте производство мудро
5. Внедряйте систему управления инструментами

1. Выбирайте тип материала с учетом инструмента

Сталь. Алюминий. Серая чугун. Модифицированный чугун. Конкретный тип материала, подлежащий обработке, — единственный самый важный фактор определения инструмента и класса для резки этого материала.

Два примера:

1) Для проекта из алюминия с тысячами готовых деталей мудрый выбор — ПКД-инструмент (см. ниже), дающий более высокую скорость резки и больше метров режущего пути, но с более высокой стоимостью, чем следующий вариант. Твердосплавной инструмент — дешевая альтернатива, выполняющая тот же рез. У ПКД-инструмента выше начальная стоимость — до 3 раз больше, чем у твердого сплава — однако он режет быстрее (сокращенное цикловое время) и при правильном внедрении может дать примерно в 10 раз больше ресурса инструмента, экономя больше денег в долгосрочной перспективе.

Если количество для того же алюминиевого проекта упадет до, скажем, 250 всего, высокая стоимость ПКД не даст достаточно возврата, чтобы оправдать дорогую покупку. Однако, если готовая поверхность должна выглядеть безупречно, ПКД-инструмент внезапно стоит своих денег из-за высококачественной работы.

2) В другом примере, для песчаной отливки, твердосплавная вставка может использоваться для черновой обработки (для снятия шлицы), за которой следует ПКД-вставка для чистовой. Несколько шагов могут быть самым эффективным способом обработки детали, снова в зависимости от материала.

ПКД означает поликристаллический алмаз — это концевой фрез с паянным наконечником, требующий надежных наладок инструмента и высоких скоростей шпинделя. ПКД может служить до года в зависимости от режущей задачи; черновая вставка может служить вдвое меньше, чем чистовая, потому что снимается больше материала.

Визуальная разница между твердым сплавом (слева) и ПКД (справа) — небо и земля.

2. Понимайте, как работают лицевые фрезы, вставки и корпуса фрез

Изучим внутренности режущих инструментов ЧПУ-фрезеров. Лицевая фреза — это настраиваемый инструмент, состоящий из корпуса и вставок. Корпус лицевой фрезы держит режущие вставки и может использоваться на любой работе в цехе с ЧПУ, если он оснащен правильными вставками. Вставки называются «расходными», потому что они изнашиваются со временем.

Вставка, которая фактически режет металл, устанавливается в гнездо на корпусе фрезы. Корпус фрезы держит вставку так, чтобы она работала правильно (резала материал и/или создавала элементы на детали). В отличие от вставки, выбор корпуса фрезы не зависит от обрабатываемого материала (алюминий, чугун, сталь); корпус фрезы может быть одинаковым для всех материалов, но вставка — нет.

Очевидно, расходные вставки нужно держать на складе, но нужны ли резервные корпуса фрез? Для наиболее часто используемых — да. В крупном высококлассном цехе с ЧПУ не редкость иметь 10 и более одинаковых корпусов фрез. Когда корпуса изнашиваются или повреждаются, их можно восстановить производителем, который сваривает гнездо и перерабатывает его по стандартам ISO. Многие цехи понимают, что качество и производительность восстановленного корпуса могут не равняться новому инструменту, и вместо этого выбирают инвестиции в новый инструмент.

Вставки не привязаны к станку, но они привязаны к материалу. Что, если цех запустит вставку для чугуна на алюминиевой детали? Выделяемое вставкой тепло может быть достаточно, чтобы приклеить покрытие алюминия к основанию вставки.

Цехи с ЧПУ должны внедрять регулярное обслуживание для поддержания высокого качества инструмента. Один пример — часто упускаемые винты вставок, держащие вставки на корпусе фрезы. По мере износа и замены вставок новый комплект винтов должен использоваться каждую третью замену вставки. Это предотвращает вытягивание винта, вызывающее его выпадение и повреждение корпуса фрезы.

Этот конкретный инструмент состоит из (слева направо) держателя, удлинителей, корпуса, расточного инструмента и болта.

3. Решайте, какой инструмент будет храниться на складе

Спора нет. Инструмент делает огромную разницу. Это может быть не единственная разница — точная программировка, отношения с поставщиками и управление запасами также повышают производительность цеха — но наличие такого большого объема надежного инструмента на складе (или быстро доступного) отличает крупные цехи ЧПУ от мелких. Например, мама-и-папа цех вряд ли будет иметь пять разных видов 3-дюймовых лицевых фрез постоянно в наличии.

Однако, сравнивая крупный цех с крупным цехом, многие базовые инструменты похожи. Именно кастомные, комбинированные инструменты (несколько признаков, экономящие цикловое время, уменьшающие смены инструмента и т.д.) разделяют эти двое. Сложные проекты диктуют, какие инструменты нужны, и некоторые цехи ищут сложные проекты, чтобы заточить свои навыки и расширить инструментальную экспертизу.

Крупные цехи имеют уверенность подходить к новым проектам с единственным фокусом: оснастить свои работы инструментом только один раз. Это план по максимизации топового инструмента и достижению высочайшей эффективности, давая клиентам максимальную отдачу за их баксы. Не экономя на костях, эти цехи могут специфицировать лучшие режущие инструменты и создавать самые надежные приспособления.

4. Планируйте производство мудро

Как и любой производственный процесс, требуется планирование для подготовки к обработке отливки. В цехе с ЧПУ покрытие деталей делает гладкое производство: правильный станок, мощность станка, мощность оператора, правильный инструмент (лицевые фрезы, вставки, корпуса фрез) и, конечно, отливки.

Менеджеры цехового инструментального склада распространяют список предстоящих работ внутри. Некоторые — повторяющиеся проекты с уже настроенным и готовым к работе инструментом. Даже работа, требующая множества инструментов, может оставаться настроенной и хранящейся на стеллажах или тележках в инструментальном складе до следующего потребления.

Когда новый проект требует наладки, список инструментов собирается минимум за 48 часов. Критично быть готовым, когда указанный станок с ЧПУ открыт для запуска деталей. Если в процессе наладки обнаруживается, что конкретный инструмент недоступен, у инструментальной команды три варианта: подменить равнозначным заменителем, приобрести новый инструмент (делая эти 48 часов еще важнее), или сдвинуть производственный график.

Опытные и устоявшиеся цехи с ЧПУ имеют большие инструментальные склады, делая поиск заменяющих инструментов (обычно вставок) более вероятным.

Наши экспертные кладовщики инструментов держат учет тысяч инструментов и обеспечивают гладкую работу всего.

5. Внедряйте систему управления инструментами

С сотнями инструментов, активно используемых, ожидающих проектов или хранящихся в инструментальном складе, легко понять, почему эффективная система управления инструментами — необходимость. Одним кликом член команды может увидеть, сколько конкретного инструмента сейчас работает, на складе, в заказе, на переточке, ожидает разборки и готово к включению в наладку.

Самые комплексные системы выходят за пределы инвентаризации; они показывают оттиски — точно, сколько деталей конкретная сверла обработала для работы на станке. Также, если количество инструмента падает ниже заданного минимума, система автоматически включается и повторно заказывает этот инструмент сама.

В Stecker Machine мы используем платформу Plex Smart Manufacturing, дающую видимость, необходимую для 100% контроля всех аспектов инструментов.

ЧПУ-инструменты ведут к награжденной производительности

В 2022 году Stecker Machine был признан Top Shop редакторами Modern Machine Shop, что включало участие в панельной дискуссии на Международной выставке технологий обработки (IMTS).

Для квалификации цехи должны были показать результаты в топе 20% в четырех категориях: технологии, стратегия, человеческие ресурсы и практики цеха & производительность, выбранная категория Stecker.

Мэтт Освальд, менеджер по маркетингу и улучшению, объясняет важность инструмента в этой категории. «Высокая производительность и гладко работающие процессы выделяют нас в умах наших клиентов», говорит Мэтт. «Наши люди не могут этого без надежных режущих инструментов ЧПУ, включая систему управления инструментами. Высокая цеховая производительность опирается на правильный инструмент».

Хотим поделиться четырьмя реальными примерами уникальных инструментальных решений, разработанных в Stecker Machine. Улучшения инструментов и партнерства ЧПУ: Руководство по решению конкретных инструментальных проблем объясняет лучшие процессы для подхода к конкретным потребностям ЧПУ-инструментов. Нажмите ниже, чтобы получить свою копию!

Об авторе

Дэн следит за тем, чтобы станки в Stecker Machine работали быстро. Он оптимизирует режущие инструменты и программы для пиковой эффективности, исправляет любые производственные проблемы, проектирует и подбирает передовые инструменты для новых работ и улучшений продукта. Начав карьеру в инструментальной мастерской, Дэн присоединился к SMC, когда ЧПУ-производство только начинало взлетать. В SMC он продвинулся от оператора станка до инженера по непрерывному улучшению, внедряя улучшения, сэкономившие около $500,000 за последние несколько лет.