Nutzen Sie die Vorteile des Pinch-Turnings

Das Leitprinzip des Pinch-Turnens ist die Möglichkeit, zwei Werkzeuge in den Schnitt einzusetzen. Wenn Sie das also nicht können, können Sie auch kein Pinch-Turn durchführen. Eine offensichtliche Voraussetzung für das Pinchdrehen ist eine Doppelrevolvermaschine. Elliott Matsuura Kanada

Sind zwei Tools besser als eines? Das ist eine Frage, die sich viele Betriebe stellen, die sich für das Quetschdrehen interessieren. Aber die Antwort ist kein einfaches Ja oder Nein. Das Pinch-Drehen mag kompliziert klingen, aber mit den richtigen Spezifikationen kann dieser Vorgang einfach und effektiv durchgeführt werden, wodurch die Zykluszeit fast halbiert wird.

Bei diesem Vorgang können grundsätzlich zwei Werkzeuge gleichzeitig auf das Teil zugreifen: eines an der oberen Spindel, das gerade nach unten fährt, und ein anderes am unteren Revolver, das schräg hineinfährt. Die Werkzeuge sind versetzt angeordnet, wobei das zweite Werkzeug an einer leicht versetzten Z-Achsenposition eintrifft.

Beispielsweise wird bei einem normalen Außendurchgang die Schnitttiefe (DOC) während eines einzigen Durchgangs zwischen den beiden Werkzeugen aufgeteilt. Das erste Werkzeug wird für einen Abstand von 0,05 Zoll positioniert. DOC, während das zweite versetzte Werkzeug – mit einem Versatz von 0,125 Zoll in Z – auf einen Versatz von 0,1 Zoll eingestellt wird. DOC. Die Zykluszeit wird im Wesentlichen halbiert, da die Maschine zwei Durchgänge gleichzeitig durchführt.

„Beim Pinch-Drehen besteht das Ziel einfach darin, schneller zu arbeiten und mehr Material in der gleichen Zeit abzuziehen“, sagte Nick Zentil, Vertriebsleiter für Nordamerika, Hexagon Manufacturing Intelligence, North Kingstown, Rhode Island. „Ein weiterer Vorteil ist die Fähigkeit dazu.“ Durchbiegung minimieren.

Wenn ein Werkzeug auf einer Seite des Teils schneidet, besteht insbesondere bei langen, schlanken Teilen die Gefahr, dass es sich verbiegt. Wenn jedoch zwei Kräfte auf beide Seiten wirken, kann dies das Risiko einer Verformung verringern.“

Einige Hersteller verwenden die Begriffe Pinch-Turnen und Balance-Turnen synonym. Und obwohl diese beiden Prozesse ähnlich funktionieren, gibt es geringfügige Unterschiede zwischen ihnen. Während beim Pinch-Drehen zwei Werkzeuge zum Eingriff in das Teil erforderlich sind, müssen beim Ausgleichsdrehen die obere Spindel und der untere Revolver genau im 180-Grad-Winkel zueinander in das Teil eingreifen.

„Mit Balance-Drehen ist das Werkzeug in der Lage, die passive Kraft des Werkzeugs auf der direkt gegenüberliegenden Seite des Teils während des Schneidvorgangs auszugleichen“, sagte Robert Keilmann, leitender globaler Produktmanager für Drehen, Kennametal, Latrobe, Pennsylvania. „Pinch Beim Drehen hingegen müssen Spindel und Revolver nicht um 180 Grad voneinander entfernt sein und haben daher nicht den gleichen Vorteil des passiven Kraftausgleichs. Es kann jedoch in Anwendungen eingesetzt werden, in denen hohe Zerspanungsraten erforderlich sind Dies macht die Maschine viel kostengünstiger, da sie mit einem gemeinsamen DOC doppelt so schnell Material entfernen kann. Das Auswuchtdrehen mit spezifischen Maschinenanforderungen ist besonders bei dünnwandigen Bauteilen oder langen Teilen von Vorteil, bei denen ein ... Mangel an Stabilität.

Zum Ausgleichsdrehen ist es in den meisten Fällen erforderlich, dass die Ober- und Unterwerkzeuge gleichzeitig dasselbe Profil mit demselben DOC schneiden. Beide Werkzeuge befinden sich im Wesentlichen auf derselben Z-Achse und der Werkzeugweg ist zwischen den beiden Werkzeugen aufgeteilt, wodurch die Vorschubgeschwindigkeit nahezu verdoppelt werden kann. Alternativ dazu verdoppelt das Pinch-Drehen den DOC und nicht die Vorschubgeschwindigkeit.

Das Pinch-Drehen sollte nicht mit einem Dual-Tool-Betrieb verwechselt werden. Manchmal sind zwei Werkzeuge in der Lage, das Teil zu schneiden, sei es ein Schrupp- und Bohrvorgang oder etwas Ähnliches, aber das Pinch-Drehen erfordert ein gewisses Maß an Synchronisierung zwischen den Werkzeugen.

Der Unterschied zwischen Pinch- und Balance-Drehen ist geringfügig, aber wichtig, und obwohl viele Hersteller die Terminologie synonym verwenden, ist es wichtig, den genauen Vorgang zu verstehen, den die Maschine ausführen wird, bevor man weitergeht. Generell können beim Stechdrehen zwei unterschiedliche Schnittverfahren angewendet werden.

Beim Ausgleichsdrehen müssen die Ober- und Unterwerkzeuge gleichzeitig dasselbe Profil mit demselben DOC schneiden. Beide Werkzeuge befinden sich im Wesentlichen auf derselben Z-Achse und der Werkzeugweg ist zwischen den beiden Werkzeugen aufgeteilt, wodurch die Vorschubgeschwindigkeit nahezu verdoppelt werden kann. Alternativ dazu verdoppelt das Pinch-Drehen den DOC und nicht die Vorschubgeschwindigkeit. ESPRIT/Hexagon Manufacturing Intelligence

Betrieb mit zwei Werkzeugen. Bei einer Bearbeitung mit zwei Werkzeugen führen beide Werkzeuge während des Pinch-Drehvorgangs denselben Vorgang aus und verwenden denselben Wendeschneidplattentyp. Beispielsweise würden auf der Schruppseite zwei Schruppeinsätze verwendet, die leicht zueinander versetzt sind und den Durchgang versetzt durchführen, um einen größeren DOC zu ermöglichen.

„Das ist wirklich die einfachere Methode von beiden“, sagte Jan Andersson, Leiter Produktmanagement, Wendeschneidplatten für Amerika, YG-1 Kanada, Burlington, Ontario. „Es ist relativ einfach, den größeren DOC auf die beiden Wendeschneidplatten aufzuteilen. Bei dieser Methode ist es auch wichtig, eine ordnungsgemäße Synchronisierung zwischen dem oberen und unteren Revolver sicherzustellen. Eine Sache, die Sie jedoch beachten müssen, ist die Spankontrolle, da Sie es sich nicht leisten können, einzuklemmen.“ Wenden Sie sich mit Problemen mit der Chipkontrolle.“

Der Vorteil dieses Prozesses besteht darin, dass Sie den DOC im Wesentlichen verdoppeln können, da dadurch ein Durchgang aus dem Prozess entfällt.

„Die Reduzierung der Zykluszeit kann mit diesem Ansatz fantastisch sein“, sagte er. „Beim Pinch-Drehen hat die doppelte Schruppstufe weitaus mehr Vorteile als bei einem Schrupp- und Schlichtvorgang. Es scheint jedoch, dass die meisten Hersteller, die Pinch-Drehen durchführen, nicht unbedingt zwei Schruppeinsätze verwenden, sondern stattdessen eine Schrupp- und eine Schlichtbearbeitung wünschen.“

Schrupp- und Schlichtbearbeitungen. Das Pinch-Drehen, bei dem die erste Wendeplatte zum Schruppen und die zweite zum Schlichten dient, stellt eigene Herausforderungen dar und wird im Allgemeinen nur verwendet, wenn die Anforderungen an die Oberflächengüte nicht besonders hoch sind. Beim Schlichtvorgang steht die erzeugte Oberflächengüte in direktem Zusammenhang mit der Vorschubgeschwindigkeit und dem Nasenradius. Daher sollte in den meisten Fällen die Vorschubgeschwindigkeit verringert werden, um die erforderliche Oberflächengüte zu erzielen.

„Die Spankontrolle wird durch die Spanfläche (DOC x Vorschubgeschwindigkeit) im Verhältnis zur Elastizität des Materials definiert“, sagte Andersson. „Wenn Sie einen niedrigen Vorschub haben, haben Sie eine kleinere Spanfläche, was dazu führen kann, dass Sie die Spankontrolle über den Schruppeinsatz nicht mehr erreichen können. Sie können den Vorschub auch nicht nur am Schruppeinsatz erhöhen, denn wenn Sie das tun, Sie führen kein Pinch-Drehen mehr durch; es wird ein unähnliches Drehen sein. Wenn Hersteller diese Art des Pinch-Drehens durchführen, ist die Spankontrolle immer ein großes Problem. Die einzige Möglichkeit, dies zu umgehen, besteht darin, eine Wendeschneidplatte zu verwenden, die einen etwas geringeren Vorschub ermöglicht Die Vorschubgeschwindigkeit am Schruppgerät muss an die Vorschubgeschwindigkeit am Finisher angepasst werden. Und selbst damit kann es schwierig sein.“

Bei dieser Methode des Pinchdrehens ist es wichtig, einen optimalen Mittelweg zu finden, bei dem die Vorschubgeschwindigkeit den Anforderungen an die Oberflächengüte genügt. Es erfordert etwas mehr Berechnung als die Standardmethode mit doppeltem Schruppen oder doppeltem Schlichten.

Nicht alle Maschinenwerkstätten verfügen über die Möglichkeit, Drehungen einzuklemmen. Und für diejenigen, die dies tun, mag es wie eine entmutigende Operation erscheinen, die die Mühe nicht wert ist. Für diejenigen, die dies tun, sind die Produktivitätssteigerungen jedoch erheblich. Um das Pinch-Drehen effektiv durchzuführen, sollten Sie einige Dinge beachten, um diese Vorgänge optimal nutzen zu können.

Maschinenanforderungen. „Eine der offensichtlichsten Anforderungen für das Pinch-Drehen ist eine Doppelrevolvermaschine“, sagte Kevin Smith, Produktmanager für Dreharbeiten bei Elliott Matsuura Canada, Oakville, Ontario. „Das Leitprinzip des Pinch-Turnens ist die Möglichkeit, zwei Werkzeuge in den Schnitt einzusetzen. Wenn Sie das also nicht können, können Sie auch kein Pinch-Turn durchführen. Pinch-Drehen wird schon seit langem auf einer Maschine im Schweizer Stil durchgeführt. Allerdings.“ , es gilt eigentlich nur für das Schrupp-Schlicht-Pinch-Turn-Verfahren.“

Die Maschine selbst kann einen oberen und unteren Revolver, eine obere Spindel und einen Revolver oder sogar einen unteren Revolver und eine angetriebene B-Achse haben, die für Drehoperationen verwendet werden können, wie es bei den heutigen Multitasking-Maschinen der Fall ist.

Es ist wichtig, eine geeignete Wendeschneidplatte auszuwählen, die einen größeren DOC ausgleicht und dennoch die Spankontrolle bei einer niedrigeren Vorschubgeschwindigkeit behält. YG-1 Kanada

Da es bei diesem Vorgang vor allem um die Synchronisierung geht, muss sichergestellt werden, dass die Steuerungen der Maschine dies über einen M-Code unterstützen können, der es dem oberen und unteren Revolver ermöglicht, einem einzigen Encoder zu folgen.

„Da wir sehen, dass immer mehr Fräs-Dreh-Maschinen mit einer Spindel oben und einem Revolver unten auf den Markt kommen, werden immer mehr Betriebe in der Lage sein, Pinch-Dreh- und gleichzeitige Prozesse durchzuführen“, sagte Keilmann.

Keilmann fügte hinzu, dass eine Maschine mit Hard-Stop-Funktionen Probleme im Zusammenhang mit Werkzeugbrüchen verhindern kann. Wenn beispielsweise beim Schruppen-Schlichten-Pitch-Turn-Vorgang schwere Schruppbearbeitungen durchgeführt werden, besteht die Gefahr eines Werkzeugbruchs, und ohne den harten Anschlag kann das Schlichtwerkzeug aufgrund der hohen Belastung und des erhöhten DOC ebenfalls beschädigt werden.

Überlegungen zum Schneiden. Einer der ersten Ausgangspunkte, wenn es um Überlegungen zum Schneiden geht, ist die Art des Materials. Obwohl das Pinch-Drehen bei den meisten Materialien möglich ist, können einige schwieriger sein als andere.

„Es gibt bestimmte Materialien, bei denen es bei zu starker Belastung einfach zur Verhärtung kommt und es dann zu einer katastrophalen Situation kommt“, sagte Smith. „Materialien wie 15-5 PH [Edelstahl] oder 13-8 Mo [Edelstahl] eignen sich wahrscheinlich nicht so gut zum Quetschdrehen wie 4140-Stahl.“

Auch gummiartiges Material kann beim Quetschdrehen eine Herausforderung darstellen, insbesondere aufgrund von Problemen mit dem Spanfluss. Bei gummiartigen, weicheren Materialien wie kohlenstoffarmem Stahl kann es meist schwierig sein, die Spankontrolle zu erlangen.

„Wenn sich die Späne um das Teil herum in Richtung des Werkzeugs wickeln, das direkt dahinter kommt, kann es sein, dass der Span nachgeschnitten wird“, sagte Andersson. „Das ist also immer ein Kampf. Der Span muss von der direkt dahinter sitzenden Wendeschneidplatte abfallen. Die meisten Komponenten, die man zum Kneifen benötigen würde, sind lange, schlanke und üblicherweise kohlenstoffarme Stähle. Das muss also Teil der Gleichung sein.“ ."

Ein Spanbrecher kann verwendet werden, um die Spanfläche zu verwalten und dabei zu helfen, die Spankontrolle aufrechtzuerhalten. Allerdings stellte Andersson fest, dass es beim Pinch-Turning nicht immer so sehr um das Spanbrechen geht, sondern vielmehr um die Spansteuerung.

Für den Erfolg beim Pinchdrehen ist es entscheidend, einen Spanfluss zu finden, der von der Nebenschneide abfällt.

Es sind einige Werkzeuge erhältlich, die einen größeren DOC und einen geringeren Vorschub ermöglichen und gleichzeitig die Spankontrolle beibehalten.

Jede Werkstatt, die das Pinch-Drehen übernehmen möchte, sollte sicherstellen, dass die Merkmale und Funktionen des CAM-Systems dies unterstützen. ESPRIT/Hexagon Manufacturing Intelligence

„Solange man den benötigten DOC im Verhältnis zur passenden Wendeschneidplattengeometrie, -art und -größe berücksichtigt, sollte alles in Ordnung sein“, sagte Keilmann. „Zum Beispiel wäre eine V-förmige Wendeschneidplatte nicht meine erste Wahl für das Pinch-Drehen, aber eine C-förmige Wendeschneidplatte mit einer Rautenform von 80 Grad wäre viel stabiler und würde bessere Ergebnisse liefern.“

Beim Schruppen-Schlichten-Verfahren wies Keilmann darauf hin, dass die richtige Geometrie für die richtige Spanbrechfähigkeit und Spankontrolle von entscheidender Bedeutung ist.

„Was man bei der Pinch-Drehung wirklich bedenken muss, ist die Richtungskraft. Grundsätzlich möchte man zwei gegensätzliche Kräfte haben, die den Vorgang ausbalancieren“, sagte Andersson. „Eine Erhöhung der Axialkräfte und eine Verringerung der Radialkräfte führt natürlich zu mehr Stabilität und erleichtert das Pinch-Drehen. Bei der Werkzeugauswahl empfiehlt es sich, eine Drehwendeplatte zu haben, die möglichst nahe bei 90 Grad liegt. Das möchte man nicht haben Wenn Sie zum Beispiel einen großen Steigungswinkel haben, möchten Sie einen größeren Abstand auf der Rückseite der Wendeschneidplatte haben. Ein kleinerer Steigungswinkel bedeutet, dass fast alle Kräfte entlang des Teils selbst wirken, sodass Sie auf diese Weise auch eine natürliche Stabilität erreichen.

Und auch wenn das Pinch-Turnen in der Regel ein stabiler Prozess ist, kann es doch recht anspruchsvoll für das Setup sein.

Es ist wichtig, die Richtungskräfte zu berücksichtigen und zu berücksichtigen, wie die Axialkraft während des Prozesses maximiert und die Radialkraft minimiert werden kann.

Programmierparameter. Beim Pinch-Drehen kann die Programmierung etwas komplexer sein als beim herkömmlichen Drehen. Da weniger Programmierer mehr Maschinen abdecken, kann es aufgrund der zusätzlichen Komplexität für Werkstätten unpraktisch sein, diesen Vorgang zu übernehmen. Um erfolgreich zu sein, ist aufgrund der Notwendigkeit, die Kräfte zu kontrollieren, auch eine erhebliche Prozessoptimierung erforderlich.

Für Erstanwender kann es entmutigend und zeitaufwändig sein, aber die Vorteile sind erheblich.

Zentil von Hexagon stellte fest, dass eine der Hürden, auf die einige Werkstätten stoßen, die Programmierung der Synchronisierung zwischen den beiden Revolvern ist, wenn sie das Teil in Eingriff bringen.

Einige CAM-Systeme verfügen über integrierte Funktionen dieser Art, bei denen der Benutzer die beiden Revolver auswählen und den Wert für den Pinch-Turn-Staffelungsabstand am zweiten Revolver eingeben kann, um sicherzustellen, dass das sekundäre Werkzeug hinter dem vorderen Werkzeug folgt. Allerdings verfügen möglicherweise nicht alle CAM-Systeme über diese Funktionalität. Die manuelle Programmierung kann viel ausführlicher sein und umfangreiche Berechnungen erfordern, da nicht dieselbe Simulation verfügbar ist.

„Es geht um Synchronisation“, sagte Smith. „Ihr CAM-System muss dies unterstützen und in der Lage sein, einen Wartecode einzufügen, der als Stoppschild fungiert. Wenn die Maschine den Punkt erreicht, an dem ein Werkzeug dem anderen voraus ist, liest sie den Wartecode und den Ein anderer Revolver kommt und positioniert sich an der gleichen Stelle, so dass beide Werkzeuge gleichzeitig wegfahren. Die meisten CAM-Systeme sind dazu in der Lage. Und sicherlich sollte jede Werkstatt, die das Pinch-Drehen übernehmen möchte, die Merkmale und Funktionen des Revolvers prüfen CAM-System, um zu sehen, ob es einen Pinch-Turn-Vorgang unterstützt.“

Mitherausgeberin Lindsay Luminoso ist unter [email protected] erreichbar.

Elliott Matsuura, www.elliottmachinery.com

Hexagon Manufacturing Intelligence, www.hexagonmi.com

Kennametal, www.kennametal.com

YG-1, www.yg1.ca