Aangedreven gereedschappen op CNC-roldraaibanken: hoe u de terugverdientijd kiest, op maat maakt en rechtvaardigt

Er ligt een werkrol van negen ton tussen de middens, en op het werkbriefje wordt gevraagd om een versleten spiebaan van het journaal opnieuw te snijden, plus vier getapte gaten aan de kopse kant. Op een draaibank met alleen statisch gereedschap moet die rol worden gelost, naar een freesmachine worden verplaatst, opnieuw worden opgespannen, aangegeven, machinaal bewerkt en vervolgens teruggebracht en opnieuw ingesteld voor de afwerkingsgang. In de meeste broodjeswinkels kost die omweg een volledige dienst.

Een aangedreven stuk gereedschap, dat in de handel ook wel een levend stuk gereedschap wordt genoemd, maakt de omweg overbodig. Het is een aangedreven houder die roterende snijgereedschappen accepteert en deze van de revolver of gereedschapspaal aandrijft, zodat frezen, boren, tappen en groefsteken gebeuren op dezelfde machine die de rol draait, in dezelfde opstelling, zonder het referentiepunt te verliezen. Het korte antwoord: als uw rolwerk regelmatig spiebanen, platte plekken, oliegaten, kopvlakpatronen of ingerolde groeven omvat, betaalt een aangedreven station zijn kosten normaal gesproken binnen enkele tientallen banen terug. Het lange antwoord gaat over het koppel, de pasvorm van de interface en het afstemmen van het station op de functie in plaats van op de brochure.

Gedreven versus statisch: het verschil dat ertoe doet bij rolwerk

Een statische houder klemt een wisselplaat of een boor vast en houdt deze stil. Elke snijbeweging komt van de werkstukspindel, zodat de machine alleen omwentelingsvlakken kan genereren: diameters, schouders, vlakken, afschuiningen en stralen. Voor een walsdraaibank blijft dat de kern van het werk, en aangedreven gereedschappen veranderen daar niets aan.

Een aangedreven gereedschap voegt een onafhankelijke roterende beweging toe aan het gereedschap. Binnenin de houder draait een tandwieltrein (of op modellen met een hoger vermogen een schuine of planetaire set) een spantang of as in een vaste verhouding ten opzichte van een aandrijfas in de toren. Die ene toevoeging verandert wat de machine kan doen:

• Frezen met een vingerfrees of sleufboor, zodat rechte en geprofileerde uitvoeringen mogelijk worden.
• Boren en stevig tappen onder elke hoek waarin de revolver kan indexeren, met de C-as vergrendeld.
• Groeven en inkerven, dat is waar staaf- en sectierollen hun paspatronen krijgen.
• Enkelvoudige verwerking, zodat de concentriciteit die tijdens het draaien ontstaat behouden blijft.

Dat laatste punt drijft de economie. Elke keer dat een rol de draaibank verlaat en terugkomt, moet iemand hem opnieuw opspannen, de slingering opnieuw aangeven en de gereedschappen opnieuw aanraken. Op een rol van vijf ton wordt dat in uren gemeten.

De interface bepaalt wat u daadwerkelijk kunt kopen. VDI 30- en VDI 40-stoelen domineren middelgrote draaibanken; BMT 45, 55 en 65 komen veel voor op zwaardere machines en hebben meer koppel omdat de aandrijfkoppeling groter is. Capto C5 en C6 en HSK-T verschijnen daar waar herhaalbare gereedschapswissels belangrijker zijn dan het maximale koppel. Voordat u een houder specificeert, bevestigt u drie cijfers: zittinggrootte, stationaandrijfverhouding en het maximale spiltoerental dat de machine toestaat met ingeschakeld gereedschap. Op veel draaibanken ligt dat plafond ruim onder de draaisnelheid.

Waar aangedreven gereedschappen de moeite waard zijn in een rollenwinkel

Gedreven tooling is niet het antwoord op elke functie. Onderstaande tabel is de snelste manier om station per station te bepalen.

Lees het als een filter in plaats van als een regel. Als een kenmerk groeit door de eigen rotatie van de rol, is een statische houder goedkoper, stijver en gemakkelijker te onderhouden. Als dat niet het geval is, is een aangedreven station de enige manier om de rol op de machine te houden.

Een aangedreven gereedschapsstation op maat maken voor echt rolwerk

Koppel en snelheid

Het koppel op het gereedschap bepaalt of een station bruikbaar is, en is niet hetzelfde als het motorvermogen op het specificatieblad. Een VDI 30-station levert doorgaans 15 tot 30 Nm aan de spantang; een BMT 55 of 65 station met een reductie van 2:1 kan, afhankelijk van de bouwer, 60 tot 120 Nm leveren. Het bruikbare koppel neemt af naarmate de snelheid stijgt, omdat de verhouding vastligt, zodat een station dat comfortabel snijdt bij 1.500 tpm in hetzelfde materiaal kan afslaan bij 5.000 tpm.

Rolmaterialen maken dit concreet. Een zachte 45 # stalen journaalmachine gemakkelijk; een inductiegeharde 60 HRC-schaal niet. Geharde walsoppervlakken worden meestal gedraaid met keramische of CBN-wisselplaten, of geslepen in plaats van gefreesd. Controleer dus of het onderdeel dat u wilt frezen zich in de geharde zone bevindt of alleen in het zachtere tap- en kopvlakgebied.

Koelvloeistof, spanen en toegang

Boren en vingerfrezen met een kleine diameter in diepe delen hebben koelmiddel door het gereedschap nodig, meestal 20 tot 40 bar, dat via de houder wordt aangevoerd in plaats van dat het bij de snede wordt gespoten. Spaanafvoer is de andere helft: een radiale houder die in de buurt van de vaste steun werkt, heeft een beperkte speling, en een houder met een groot bereik die het reikwijdteprobleem oplost, introduceert vaak opnieuw geratel met dezelfde snelheid.

Een snelle keuzeboom

• Kenmerk dat machinaal moet worden bewerkt
  • Rechte spiebaan of vlak: radiale of axiale houder, ER32 spantang, 30 tot 60 Nm
  • Boutcirkel kopse kant: axiale houder plus C-as indexering
  • Kameroffset vanaf hartlijn: Y-as of dubbele Y-houder
  • Diep oliegat: koelvloeistof door het gereedschap, minimaal 40 bar

Twee acceptatiecontroles voordat een houder in productie gaat: totale aangegeven slingering op 50 mm vanaf het houdervlak, idealiter 0,01 mm of beter, en balans tot G2.5 bij de maximale snelheid van het live-gereedschap. Beide zijn goedkoop om te verifiëren en duur om later te ontdekken.

De kosten van een verkeerde volgorde

De duidelijkste manier om een aangedreven station te rechtvaardigen is door het alternatief te beprijzen. Het onderstaande diagram maakt gebruik van een middelgrote werkrol met één spiebaan en vier getapte gaten aan de kopse kant, waarbij een live station op de draaibank wordt vergeleken met de twee routes waarop de meeste werkplaatsen terugvallen.

De kloof is niet alleen arbeid. Frezen buiten de draaibank zorgt voor extra hanteringsrisico's, omdat bij stroppen, vorkheftrucks en opnieuw opspannen de roljournalen deuken oplopen en de concentriciteit verloren gaat. Er zijn ook planningskosten: een freesmachine die groot genoeg is voor een rol van vijf ton is meestal bezet, dus de rol wacht in een wachtrij voordat hij op een operator wacht.

De meest voorkomende specificatiefouten herhalen zich vaak:

1. Kopen op motorvermogen in plaats van gemeten koppel op het gereedschap.
2. Een axiale houder kiezen wanneer het element radiale toegang nodig heeft, of omgekeerd.
3. De koelvloeistofdruk negeren en vervolgens vaststellen dat een gat van 6 mm bij 4xD geen spanen kan verwijderen.
4. Ervan uitgaande dat elke torenpositie identiek is, terwijl de aandrijfverhoudingen en snelheidslimieten vaak verschillen tussen stations.

Aangedreven gereedschap afstemmen op de machine zelf

De keuze van de houder volgt de machine, en niet andersom. Een rollenbank met een stijf bed, een zware losse kop en een vergrendelde C-as is wat een live station productief maakt; dezelfde houder op een lichte draaibank zal klapperen lang voordat het nominale koppel wordt bereikt. Wanneer u een machine specificeert, vermeld dan de kenmerken die in één opstelling moeten worden gesneden en werk vervolgens terug naar het aantal live-stations, hun oriëntatie en hun koppel.

CK84-serie CNC-roldraaibank voor het draaien van zware rollen Zwaar uitgevoerde CK84-rollendraaibanken met Siemens 828D-besturing, stijve geleidingen en 90 kW-spindel zijn geschikt voor het bewerken van grote rollen met één opspanning vóór speciaal kerven. Bekijk Product →

Voor paspatronen, ribben en halvemaanvormige groeven op staaf- en profielrollen blijven speciale kerf- en rolfreesmachines productiever zodra het volume dit rechtvaardigt, omdat ze de rol en de frees samen indexeren in plaats van te vertrouwen op een enkel revolverstation.

Onderhoud, reserveonderdelen en eigendomskosten

Een aangedreven houder is een tandwielsamenstel dat in een vuile omgeving met duizenden toeren per minuut draait. De levensduur ervan hangt af van drie gewoonten: de aandrijfkoppeling schoon en licht gesmeerd houden, de slingering na een botsing controleren en spantangen en afdichtingen vervangen voordat er slijtage in de oppervlakteafwerking optreedt. Een station dat tapsheid of geratel begint te produceren, meldt doorgaans een versleten spantang of een afgebroken aandrijfkoppeling, en geen machinefout.

Reserveonderdelen voor CNC-freesmachines met sikkelgroef Hardmetalen en PCD-frezen, freeshouders, bronzen steunblokken en armaturen helpen de CNC-sikkelgroeffreesmachines nauwkeurig te houden en slijtagegerelateerde stilstand te verminderen. Bekijk Product →

Het is de moeite waard om de beschikbaarheid van reserveonderdelen vóór aankoop te controleren, in plaats van erna. Spantangen, vasthoudknoppen, aandrijfsleutels en tandwielsets zijn de onderdelen die het eerst kapot gaan, en een houder die niet lokaal kan worden gerepareerd, wordt eerder schroot dan een stuk gereedschap. Omdat het aandrijfsysteem net zo goed de positioneringsnauwkeurigheid bepaalt als de mechanica, is het ook de moeite waard om dit te begrijpen hoe het CNC-systeem omgaat met het indexeren van de C-as voordat u zich aan een specificatie verbindt.

Gedreven gereedschappen zijn een eenvoudig vak. Ze kosten meer dan een statische houder, ze hebben koelvloeistof en koppel nodig die de machine moet leveren, en ze verdienen die investering alleen als een functie niet kan worden gedraaid. In een walserij zijn deze kenmerken voorspelbaar: spiebanen, platte gaten, gaten in het kopvlak, radiale oliedoorgangen en pasgroeven. Tel hoeveel er in een normale maand verschijnen, prijs de handelingen die u momenteel doet om ze te bereiken, en de beslissing neemt meestal vanzelf. Waar aangedreven gereedschappen niet passen, wint statische gereedschappen het nog steeds op het gebied van stijfheid, kosten en eenvoud, en is er geen reden om dit te forceren. Voor winkels die een machine kopen in plaats van een houder, begin vanaf apparatuur voor het bewerken van rollen die overeenkomt met de rolformaten die u daadwerkelijk verwerkt, en specificeer vervolgens de stations op basis van de kenmerken die deze rollen vereisen.