Annons

30% längre livslängd och vässad skäreggsgeometri: Om ett nytt verktyg som stöder felfri precisionbearbetning

PwC-rapporten fortsätter: ”För att fortsätta konkurrera måste organisationer kunna integrera nya affärsmodeller och ny teknik, så att de kan växla upp och anpassa sig.” För maskinverkstäder innebär denna anpassning att man behöver diversifiera produktutbudet och förbereda sig på att uppfylla kundbehoven på andra marknader. 

Oförutsägbara bearbetningsresultat

”De har också stor press på sig att identifiera och eliminera produktdefekter genom felsäkring. Detta börjar bli en allt större utmaning, eftersom steget in på nya marknader betyder att man numera hanterar arbetsstycken av en större mängd olika material, som t.ex. aluminium och varmhållfast superlegering (HRSA). Hårdhetsvärdena för dessa material varierar något enormt, från den ena änden av spektrat till den andra. Processer och bearbetningsförhållanden varierar också stort från detalj till detalj. Det handlar om alltifrån grovbearbetning till finbearbetning av inte exakt runda eller nära finare former av gjutna eller smidda detaljer,” konstaterar Dash och fortsätter: 

”Vissa typer av bearbetning ställer dessutom verkstäderna inför unika utmaningar. När man använder ett verktyg med långt överhäng för att fräsa djupa och smala fickor, blir t ex hela verktygsuppsättningen instabil. Detta kan resultera i oförutsägbar bearbetning och en ökad risk för vibrationer, vilket kan orsaka verktygsbrott och maskinstopp. 

Istället behöver tillverkare verktygslösningar som garanterar säker och förutsägbar bearbetning, med ökade spånavverkningshastigheter, reducerade cykeltider och snabbväxling mellan produktionsbatcher. Som tur är så finns det en lösning. PwCs rapport Industrial Manufacturing uttrycker det så här: “Störningar bidrar med möjligheten att förnya sig.” 

Dåliga vibbar 

Varför behövs dessa innovationer? En faktor som måste övervinnas är maskinvibrationerna. Dessa påverkar resultaten negativt på flera sätt, bland annat genom att verktyget hamnar fel och att arbetsstycket får defekter. De kan även orsaka skärbrott och oplanerade driftstopp. Ett annat problem med vibrationer är deras effekt på spånbildningen och spånborttagningen. Dessa processer är tätt sammanflätade med bearbetningen och kan försämra skärverktygets effektivitet. 

Ytterligare en faktor när man pratar om fräsverktyg som inte presterar, är det faktum att de flesta skär har fyra eggar. Anledningen till att de har fyra eggar är att man, när en egg blir slö eller kantstött, lätt ska kunna rotera eller byta spetsen. Men skärens hörn, mellan de platta eggarna, är deras svagaste punkt. Dessa radiella eggar har en annan utformning jämfört med skärens platta eggar. De placeras ofta i skärzonen och går därför ofta av först. 

Det är dessa problem som Sandvik Coromants experter har haft i åtanke när de har tagit fram nästa generations verktyg som behöver uppfylla de höga kraven i en mängd olika branscher. Först och främst behövde den nya lösningen reducera antalet verktyg och omriggningar samt minska verktygshanteringen som krävs under tillverkningen, för att reducera cykeltider och optimera tillverkningsekonomin. 

Resultatet blev CoroMill MH20, en ny fräs för hög matning som är anpassad för fräsning av hålrum och fickor i materialen ISO S, M och P. 

CoroMill MH20, en ny fräs för hög matning från Sandvik Coromant, har utformats för fräsning av hålrum, eller fickor, i materialen ISO S, M och P.

En möjlighet att vara innovativ 
Utformningen av CoroMill MH20 är innovativ på många sätt. Den har en skärkropp i ett nytt material, som används till cylindriska skaft, och som ger en styvhet som aldrig förr har skådats i den här typen av verktyg. Materialet minskar förslitningen under bearbetningen och reducerar samtidigt risken för att spånor gnids eller pressas samman – då hög belastning från höga skärkrafter orsakar plastisk deformering i skärläget. Den här detaljen gör att skärläget förblir stabilt och håller formen, vilket i sin tur förbättrar verktygslivslängden. 

Näst på tur är ett alternativ till det tidigare nämnda konceptet med fyra eggar: CoroMill MH20 är försedd med skär med två eggar. Dessa två eggar innebär att bearbetning mot hörn eller vägg inte påverkar nästa egg eller ingångshörnet, så att respektive egg levererar likvärdiga resultat. Fördelarna blir ökad tillförlitlighet och ett bättre skydd mot förslitning. Egglinjen på skärets huvudegg samt hörnradien optimeras också för ökad bearbetningssäkerhet. 

Ytterligare en innovation hos CoroMill MH20 är skärets skäreggsgeometri. Sandvik Coromant introducerar för första gången optimerade skär för olika ISO-material, även för högmatningskoncept, för att öka bearbetningssäkerheten och produktiviteten. Hos CoroMill® MH20 ger en lutande eggutformning ett gradvist och lätt skärförlopp som minskar effektförbrukningen – något som passar mindre maskiner. 

Sandvik Coromants CoroMill MH20 har uppvisat en betydligt förbättrad verktygslivslängd jämfört med tidigare generationer ute hos kund – med upp till 30 % i vissa fall. Dessa resultat kommer dock alltid att variera beroende på vilket material som bearbetas. 

Precisionsbearbetning 
En av Sandvik Coromants kunder, en stor maskinverkstad i Kanada som har specialiserat sig på formverktygstillverkning, ville uppgradera sin befintliga verktygskonfiguration. Kunden hade använt ett verktyg från en konkurrent, och detta verktyg hade haft problem med vibrationer som gjorde bearbetningsprocesserna oförutsägbara och osäkra. 
För att lösa dessa problem vände sig maskinverkstaden till Sandvik Coromant för att testa hur CoroMill MH20 mäter sig mot det befintliga verktyget. Båda verktygen användes för att skapa en form genom grov fickfräsning av ett arbetsstycke av H13, ett populärt kromvanadiumstål som är känt för sin seghet och förmåga att stå emot utmattning. 

Respektive fräsverktyg mätte 25,4 mm (1 tum) och kördes i en skärhastighet (vc) på 168 m/min (550 fot/min). CoroMill MH20 kördes i en något högre matningshastighet med två skär, eftersom man då kunde öka skärdjupet med 35 %. Parametrarna var: en matning per tand (fz) på 1 mm/tand (0,04 tum/tand), en matningshastighet (vf) på 5 080 mm/min (200 tum/min) och ett axiellt skärdjup (ap) på 0,8 mm (0,031 tum). 
Konkurrentens verktyg kördes med en fz på 0,63 mm/tand (0,025 tum/tand), en vf på 4 572 mm/min (180 tum/mm) och ett ap på 0,5 mm (0,020 tum). Båda verktygen kördes tills de visade tecken på fasförslitning. 
Trots de högre skärparametrarna slutförde CoroMill MH20 en hel komponent utan indexering, men med en överlägsen ytjämnhet. Verktygslivslängden var 50 % längre, då den kördes i 300 min, och cykeltiderna reducerades med 50 %. Konkurrentens verktyg däremot, kördes bara halva den tiden, 150 min. Det krävde extra indexering till följd av dålig verktygslivslängd, vilket förlängde cykeltiderna ytterligare. Konkurrentens skär hade ännu en gång problem med vibrationer, något som fick skruvar att lossna under bearbetningen.” 

Sangram Dash summerar och menar att kunden genom att uppgradera till CoroMill MH20 har kunnat uppnå en betydligt längre verktygslivslängd samt säkrare och vibrationsfria bearbetningsprocesser. Även om störningar, enligt PwCs observationer alltså är, ”den enda konstanta faktorn i dagens industriella tillverkningsmiljöer,” kan nya verktygsinnovationer stödja en längre verktygslivslängd och ökad bearbetningssäkerhet. Detta hjälper tillverkare att bli mer konkurrenskraftiga. 

Print Friendly, PDF & Email

Success Stories

Industriellt

Success Stories

Intressant på PLM TV News

PLM TV News

PLM TV News

PLM TV News

PLM TV News

PLM TV News

Aktuell ANALYS

Aktuell Analys

Aktuell Analys

3D-printing

Block title