Изучение ниш с новыми технологиями EDM

Extreme Wire EDM, расположенный в Грандвилле, штат Мичиган, представляет собой механический цех с расширенными возможностями токарной обработки. Однако в его чистом помещении на Среднем Западе вы не найдете обычных токарных станков.

Цех, специализирующийся на электроэрозионной обработке проволоки (ЭЭО), открыл свои двери в 1998 году. Вскоре после этого он нацелился на проволочную электроэрозионную обработку крупных компонентов пресс-форм и штампов. Братья и совладельцы магазина Карл и Брайан Бернт понимают, что этот тип работы, скорее всего, останется в Соединенных Штатах, и продолжают закупать проволочные станки большой мощности для этих сегментов отрасли. Фактически, Extreme Wire EDM является первым магазином в США, где был установлен Robofil 640CC, проволочный станок производства AgieCharmilles (Линкольншир, Иллинойс), который подходит для заготовок весом до 6614 фунтов и размером до 1300 × 1000 × 510 мм. В настоящее время заказана вторая такая машина, потому что первая очень занята.

Тем не менее, у братьев нет узкого видения; они постоянно ищут другие потенциальные ниши обработки, которые могли бы позволить им использовать новейшие технологии электроэрозионной обработки. В последнее время в цехе выигрывают сложные токарные работы с использованием шпиндельных технологий, разработанных специально для проволочной электроэрозионной обработки. В то время как некоторые из этих работ дополняют здоровенные компоненты пресс-формы, которые проходят через цех, например, закаленный сердечник и выталкивающие штифты, возможность токарной обработки деталей практически любой твердости до 0,19 дюйма в диаметре без давления инструмента и тепла, связанных с токарной обработкой. открыл новые возможности на новых рынках.

Что впечатляет, так это то, что мастерская добавила возможности электроэрозионной токарной обработки, пока технологии были свежими и несмотря на то, что в ней еще не было работы, сразу выстроилась очередь за оборудованием. Добавление передовых технологий обработки таким проактивным способом требует определенной дисциплины и капельки наглости. Это связано с тем, что первоначальные инвестиции, необходимые для внедрения новой технологии обработки, как правило, высоки. Затем стоимость часто снижается по мере того, как новые магазины начинают принимать и внедрять технологию. Кроме того, существует вероятность того, что дорогостоящее новое оборудование какое-то время простоит, прежде чем начнет приносить прибыль, потому что клиенты не знакомы с альтернативной технологией и ее потенциалом для их конкретных приложений.

Extreme Wire EDM может это оправдать. Интегрируя новую технологию без очереди на нее, магазин может ознакомиться с ее возможностями, нюансами и ограничениями. Это «практическое» время позволяет магазину получить преимущество в обучении и усовершенствовать процесс, прежде чем предлагать возможность своим клиентам.

Высокоскоростная электроэрозионная токарная обработка

В настоящее время цех предлагает два процесса электроэрозионной токарной обработки:токарную обработку с непрерывным вращением заготовки и технологию AgieCharmilles «поворот во время прожига», которая синхронизирует индексацию заготовки с подачей проволоки. Оба подходят для заготовок практически любой твердости.

В первом методе используется портативный высокоскоростной шпиндель H80R.MAC от Hirschmann Engineering USA (Элгин, Иллинойс), который был приобретен пару лет назад. Этот шпиндель вращает заготовки со скоростью 1500 об/мин, в то время как проволока станка перемещается по осям X и Y, чтобы прожечь желаемый профиль детали. Этот вспомогательный шпиндель можно использовать на любом из шести электроэрозионных станков в магазине. Он может обеспечивать вращение по оси A или B, в зависимости от того, ориентирована ли она по оси X или Y станка.

Погружной шпиндель из нержавеющей стали размером 180 × 195 × 98 мм оснащен приводом переменного тока с регулируемой скоростью. Он крепится болтами к столу машины и соединяется с блоком управления, который регулирует скорость. Extreme Wire EDM удерживает блок управления на тележке, чтобы его можно было подкатить к любому станку, для которого требуется шпиндель. Прецизионные цанги используются для фиксации заготовок при токарной обработке.

В то время как обычные операции токарной обработки требуют нескольких проходов инструмента для удаления материала, электроэрозионная токарная обработка разрушает весь материал, который должен быть обработан при каждом черновом и чистовом проходе. Как правило, мастерская выполняет один черновой проход и один или несколько чистовых проходов, в зависимости от желаемого качества поверхности. Это отличается от типичных операций электроэрозионной обработки проволоки, при которых из заготовки вырезаются заготовки твердого материала. После завершения токарного профиля проволока отрезает деталь от заготовки, и деталь аккуратно опускается на дно бака станка, заполненного диэлектриком. Мастерская выполняет все токарные операции в полностью погруженном состоянии, чтобы обеспечить эффективную промывку.

Майк Высоцки – техник по электроэрозионной обработке проволоки, который провел большую часть первых экспериментов с высокоскоростным шпинделем. Г-н Высоцкий предполагает, что оптимизация токарных операций электроэрозионной обработки аналогична определению наилучшего сочетания скорости вращения шпинделя и скорости подачи для обычного токарного станка с ЧПУ. Например, для работы с малым диаметром требуются более высокие скорости вращения шпинделя. В большинстве случаев мастерская использует программное обеспечение для программирования PEPS от Vero International, Inc. (Уиксом, Мичиган), чтобы наметить профиль детали и создать программу детали на основе чертежа заказчика.

Братья Бернт признают, что иногда сложно заставить клиентов понять преимущества этого альтернативного типа токарной обработки. Некоторые магазины крепежа, например, считают, что они могут создавать упрочненные компоненты быстрее и дешевле, несмотря на то, что требуется несколько этапов. Как правило, им приходится точить заготовку на токарном станке, отправлять ее на термообработку (которая может деформировать обрабатываемую деталь), а затем выполнять дополнительные операции механической обработки или шлифования, чтобы довести деталь до окончательного размера. Проволочная электроэрозионная обработка позволяет точно превратить закаленный материал в одно приспособление, что не только сокращает количество касаний детали, но и снижает общие производственные затраты.

Проволочное электроэрозионное точение также эффективно для Porcerax II, пористого металла, который позволяет газам проникать через материал, обеспечивая целенаправленную вентиляцию труднодоступных областей пресс-формы. Обычная механическая обработка или шлифовка имеют тенденцию проталкивать материал в поры, уменьшая вентиляцию. Этого не происходит с EDM.

Одновременное превращение и прожиг

Вскоре после покупки высокоскоростного шпинделя Hirschmann мастерская инвестировала средства в электроэрозионный станок AgieCharmilles Robofil 240, оснащенный дополнительной функцией «поворот во время записи». Шпиндель, используемый для этих операций, обеспечивает индексное вращение по часовой и/или против часовой стрелки с сервоприводом, синхронизированное с подачей проволоки по осям X и Y. Это позволяет станку изготавливать изделия спиральной геометрии и других сложных форм. Станок и делительный шпиндель приобретаются в комплекте, потому что необходимы специальные сервоприводы и сопутствующие компоненты, позволяющие станку выполнять тщательно спланированные движения.

Некоторые примеры показаны на верхнем правом изображении, которое включает в себя набор компонентов со спиральной геометрией. Трудно представить, что каждый из этих элементов был создан из электроэрозионной проволоки, которая оставалась нормальной к центральной линии заготовки на протяжении всего прохода.

Extreme Wire EDM выполняет большую часть программирования для этого станка вручную. Тем не менее, он общается с Vero International, которая разрабатывает программное обеспечение для программирования операций «поворот во время записи» в рамках своего пакета PEPS CAM. На изображении CAD/CAM справа показаны две одинаковые изогнутые кулачковые канавки на противоположных сторонах, выточенные из трубной заготовки. Хитрость заключается в вращении ложи вперед и назад, в то время как проволока прорезает оба паза одновременно (см. видеомоделирование в верхней части этой страницы). Эта функция программного обеспечения очень новая. Фактически, во время моего визита в августе 2008 года мастерская выполнила свой первый пробный разрез кулачковой детали с использованием программы обработки деталей, созданной PEPS.

Шпиндель, используемый на токарном станке, также можно использовать для дискретного индексирования. Прямоугольная вставка пресс-формы на изображении, упомянутом выше, является хорошим примером того, как ее можно использовать для создания призматической детали из цельного круглого материала. После указания заготовки, установленной в шпинделе, станок отрезает противоположные стороны, а затем поворачивает заготовку на 90 градусов, чтобы обрезать две другие стороны. Это устраняет необходимость указывать деталь несколько раз, что было бы необходимо для шпинделя, не имеющего возможности индексации. Индексирование также полезно при создании выемок или других плоских элементов на токарной детали за один установ.

Говорят, что Hirschmann разрабатывает высокоскоростной шпиндель, который также можно использовать для такой индексации. Один из предстоящих заказов на цанговые патроны — идеальный кандидат для этого. Мастерская сможет изменять профиль цангового патрона и использовать индексацию для создания равномерно расположенных пазов цангового патрона за один установ.

Сохранение ресурсов доступными и под рукой

Магазин вкладывает значительные средства, чтобы иметь под рукой необходимые инструменты и расходные материалы для электроэрозионной обработки. Например, в наличии несколько типов проволоки размером от 0,01 до 0,013 дюйма. Устраняя время на заказ таких товаров, магазин может быстрее выполнять заказы для своих клиентов. Его сверло EDM также оснащено универсальной направляющей для стержней, что избавляет от необходимости покупать множество специальных направляющих для стержней определенного диаметра. Универсальная направляющая адаптируется к различным размерам стержней, что позволяет магазину иметь в наличии 40 различных диаметров стержней, но не 40 различных направляющих. Хотя универсальное руководство изначально стоило дорого, оно действительно оказалось полезным для ускорения операций по вскрытию отверстий в магазине.

И хотя машины в мастерской, очевидно, являются дорогостоящим ресурсом, братья Бернт не возражают против того, чтобы одна или две простаивали без дела. Клиенты часто размещают заказы на ровном месте, поэтому можно настроить простаивающую машину для немедленного выполнения этих заданий. Именно из-за этой горячей работы г-н Высоцкий обычно работает в ночную смену. Таким образом, работа, которая приходит в 17:00. можно настроить так, чтобы он работал вечером и был готов на следующее утро. Поскольку работа в ночную смену не доставляет большинству людей особого удовольствия, братья Бернт разрешают г-ну Высоцкому работать четыре дня в неделю, а в награду он получает трехдневные выходные.

Что дальше?

Несмотря на то, что некоторые из заготовок, которые получает магазин, имеют начальное отверстие, магазин продвигает свои возможности по сверлению отверстий в качестве услуги для своих клиентов. Цех продолжает получать очень высокие изделия, а его существующий электроэрозионный станок с трудом справляется с такими заготовками. В настоящее время был добавлен специальный 6-дюймовый стояк, чтобы поднять колонну сверла, чтобы он мог создавать начальные отверстия для деталей высотой до 20 дюймов. Однако магазин, скорее всего, добавит сверло большего размера с фиксированным столом.

И хотя проволочная электроэрозионная обработка является их специальностью, братья также присматриваются к оборудованию для изготовления чипов. В соответствии со своим желанием интегрировать передовые технологии, они рассматривают возможность добавления станков, которые могут выполнять одновременную пятиосевую обработку, поскольку не все мастерские предлагают такую ​​возможность. Если это произойдет, мы, возможно, еще раз вернемся в эту мастерскую в какой-то момент в будущем, чтобы рассказать об их успехах, связанных с внедрением еще одной передовой технологии обработки.

Чтобы узнать больше о дополнительных поставщиках, нажмите здесь:Advantage Engineering Inc. и GF Machining Solutions LLC