Nowy rozwój oznacza znaczący postęp w wysoko wyspecjalizowanej dziedzinie technologii: zwiększa liczbę jednocześnie sterowanych suwaków, co przynosi wyraźny wzrost wydajności. Przy pierwszym zastosowaniu u klienta czas cyklu w porównaniu do dotychczasowego rozwiązania z czterema suwakami zmniejszył się o 70 procent.
Obudowy statorów są dla MAPAL kluczowymi komponentami, dla których firma oferuje szeroką gamę rozwiązań narzędziowych i procesowych. Punktem wyjścia obecnego rozwoju była obróbka otworu statora w cienkościennej aluminiowej obudowie dla e-mobilności. Konkretne zastosowanie łączy skomplikowaną geometrię części z wysokimi wymaganiami ekonomicznymi - i wymagało odpowiednio wydajnego rozwiązania narzędziowego.
Sterowanie jako elastyczna zasada narzędziowa dla skomplikowanych konturów
Narzędzia sterujące umożliwiają obróbkę obrotową na centrach obróbczych z osią U, szczególnie w przypadku sześciennych elementów złożonych z wewnętrznymi konturami, różnymi średnicami oraz wcięciami lub podcięciami. Obróbka odbywa się przy nieruchomym przedmiocie i pozwala na połączenie kilku kroków obróbczych w jednym zamocowaniu. W tym przypadku dotyczy to obróbki wewnętrznej otworu statora dla silnika elektrycznego. Część odlewana z aluminium jest cienkościenna i geometria jest wymagająca: kontur otworu ma różne średnice, promienie przejściowe, wcięcia i podcięcia. Jednocześnie istnieją najwyższe wymagania dotyczące koaksjalności, okrągłości i koncentryczności wszystkich cech obróbczych.
Sprawdzone rozwiązanie z czterema suwakami
Do tej pory MAPAL stosował do obróbki sterowany linką głowicę obrotową z czterema suwakami i szerokimi narzędziami skrawającymi. Cztery suwaków działających w tym samym kierunku z 20 mm skokiem zrealizowały skomplikowaną obróbkę w czasie cyklu wynoszącym 120 sekund na obudowę statora. W obliczu rosnącej produkcji w dziedzinie e-mobilności MAPAL został zobowiązany do optymalizacji procesu.
Nowa koncepcja umożliwia sześć suwaków
Wyposażenie narzędzia w więcej ostrzy to oczywiste rozwiązanie, aby zwiększyć wydajność. Jednak skok innowacji nie leży w wyższej liczbie ostrzy, lecz w realizacji tego w ramach konstrukcyjnych granic narzędzia sterującego poprzez nową konstrukcję sterowania suwakami. Bowiem dotychczasowa koncepcja nie oferowała miejsca na dodatkowe ostrza. Podczas gdy w dotychczasowych czterech suwakach stosowano klasyczny system przenoszenia siły przez linkę, w nowym rozwiązaniu wnętrze narzędzia zostało zasadniczo przeprojektowane.
Przez przeniesienie zębatki na zewnątrz do samego suwaka, ruchome komponenty stały się znacznie bardziej kompaktowe i przede wszystkim lżejsze, co w konsekwencji również zmniejszyło występujące siły. Dzięki temu, przy niezmienionej interfejsie narzędzia i prawie identycznych wymiarach zewnętrznych, liczba jednocześnie sterowanych suwaków mogła zostać zwiększona z czterech do sześciu. Na to konstrukcyjne rozwiązanie zgłoszono patent, który został już uznany.
Dwie wersje dla różnych wymagań
Aby sprostać różnym wymaganiom w obróbce, MAPAL na podstawie nowej koncepcji zrealizował dwie wersje. W pierwszej wersji sześć suwaków działa jednocześnie na zewnątrz, tworząc pełnowartościowe narzędzie sześciokrawędziowe. Skok wynosi 10 milimetrów, co odpowiada zakresowi średnicy 20 milimetrów. W drugiej wersji system jest zaprojektowany jako koncepcja 3+3: Aktywacja linki steruje trzema suwakami, podczas gdy trzy suwaków przeciwnych pozostają w stanie spoczynku. Dzięki przeciwnemu ruchowi uzyskuje się tutaj skok wynoszący ±5 milimetrów na suwak, co odpowiada obszarowi obróbki o średnicy 10 milimetrów. Układ ostrzy redukuje siły ciągnące i jednocześnie umożliwia połączenie różnych geometrii ostrzy. Dzięki temu można wykorzystać zarówno szerokie narzędzia skrawające do dużych posuwów, jak i ekonomiczne narzędzia promieniowe do podcięć i przejść w różnych obszarach konturów.
Do 70% krótsze czasy cyklu w praktyce
Korzyści dla klienta są bezpośrednio widoczne w wydajności procesu. Dotychczasowe rozwiązanie czterokrotne obrabiało kontur w 120 sekund. Dzięki wersji 3+3 nowego sześciokrotnego suwaka czas cyklu udało się skrócić do 35 sekund. Pełnowartościowa wersja sześciokrotna osiągnęła nawet 33 sekundy. Dzięki temu czas obróbki w zależności od konfiguracji skraca się o około 70 procent, przy niezmienionej wysokiej precyzji i bezpieczeństwie procesu. Dodatkową zaletą są potencjalnie zmniejszone koszty materiałów skrawających w wersji 3+3, ponieważ standardowe ostrza można stosować tam, gdzie nie jest wymagana geometria szerokiego skrawania.
Decydujące dla tego wzrostu wydajności jest zmniejszona masa ruchomych części. W narzędziach sterujących nie decyduje całkowita waga, lecz przede wszystkim masa ruchomych suwaków. Im lżejsze są one wykonane, tym mniejsze są siły odśrodkowe i tym wyższe mogą być obroty, nie przekraczając ograniczonej siły aktywacji linki maszyny. Dokładnie w tym miejscu nowy rozwój ma zastosowanie. Umożliwia on wyższe obroty i tym samym rozszerza okno procesowe. Jednocześnie zachowuje typową moc narzędzi sterujących: kontury można elastycznie dostosować do zmian w elemencie za pomocą programu NC, bez konieczności zmiany samego narzędzia konstrukcyjnie. Dzięki wymianie narzędzia nakładkowego narzędzie podstawowe może być również elastycznie, szybko i ekonomicznie wykorzystywane do wariantów części lub nowych zastosowań.
Pierwsze zastosowanie innowacyjnego sześciokrotnego suwaka MAPAL przy obróbce obudów statorów zakończyło się ogromnym sukcesem, a kolejne narzędzia są w realizacji. Rozwój pokazuje również, że MAPAL konsekwentnie rozwija obróbkę sterującą jako strategicznie istotną dziedzinę technologii. Dla użytkowników oznacza to ciągłość w wymagającym segmencie specjalistycznym - i partnera, który od wielu lat towarzyszy tej elastycznej technologii i dalej ją rozwija.
Kontakt:
