터닝은 선택 사항입니다

옛날 옛적에 선반은 둥근 부품을 가공했습니다. 그들은 여전히 ​​​​이 일을합니다.

그러나 공작 기계 제조업체는 선삭 부품에도 최소한 약간의 밀링 또는 드릴 작업이 필요한 경우가 많다는 점을 인식했습니다. 부품이 이미 선반에 고정되어 있고 회전 도구를 효과적으로 공급할 수 있는 동작이 가능한 CNC 선반을 사용하여 회전 도구 작업을 위한 추가 스핀들을 추가하여 선반의 기능을 높이는 것이 논리적이었습니다. 한때 전용 터닝 머신이었던 것이 밀링 머신과 드릴 머신도 되었습니다.

사실, 하나의 설정에서 선삭, 밀링 및 드릴링을 모두 조정하는 데 가장 효과적인 기계는 유연한 원스톱 다중 작업 금속 절삭 센터가 되었습니다. 그들이 할 수 있는 모든 머시닝을 통해 "머시닝 센터"라는 이름이 아직 사용되지 않았다면 이름을 바꾸는 것이 논리적이었을 것입니다. 회전 도구 기능과 메인 스핀들에 대향하는 서브 스핀들이 모두 있는 바 이송 선반은 한쪽 끝에서 원료를 공급할 수 있고 작업자가 개입할 필요 없이 정교한 부품의 모든 면과 형상을 가공할 수 있습니다. 또한 막대가 지속되는 한 계속해서 조각을 생산할 수 있습니다. 현재 많은 상점에서 이런 방식으로 가공하고 있습니다. 이러한 방식으로 가공하는 데 특히 경험이 많은 제조업체 중 하나는 Jesel Valvetrain Innovation입니다.

뉴저지주 레이크우드에 본사가 있는 Jesel은 까다로운 경주용 자동차 애플리케이션에 맞게 밸브 트레인 부품을 제작합니다. 일반 자동차 엔진용으로 각인될 수 있는 구성 요소는 Jesel에서 솔리드 스틸로 가공됩니다. 14년 전, 이 회사는 라이브 툴 기능이 있는 Mori Seiki의 모델 DL-15 CNC 선반의 초기 사용자였습니다. 수년에 걸쳐 기계는 발전했고 공장에서는 기계를 더 효과적으로 적용하는 방법을 계속해서 배웠습니다. 이제 이 공장의 제조 구역에는 11대의 CNC 턴밀 기계가 포함되어 있으며 대부분은 공장에서 처음 사용하기 시작한 기계의 고급 버전인 모델 DL-150 기계입니다.

이 회사가 최근에 소개한 부품은 이 기계에 대한 이 공장의 생각이 어디까지 왔는지 보여줍니다. 이 부품은 공장 자체뿐만 아니라 일반적으로 라이브 공구 선반 가공의 발전을 위한 획기적인 것입니다. 오버헤드 캠 팔로워인 부품은 두 개의 쉼표 또는 두 개의 귀가 서로 연결되어 있음을 모호하게 암시하는 상자 모양의 형태를 가지고 있습니다. 원래 공장에서는 이 부품이 머시닝 센터에서 5가지 설정으로 가공될 것이라고 가정했습니다. 부품의 가치와 부품이 실행될 볼륨을 감안할 때 이러한 프로세스는 쉽게 정당화될 수 있습니다. 그러나 회사의 제조 이사인 Ray Frattone Sr.는 다른 접근 방식을 제안했습니다. Mr. Frattone의 역할 중 일부는 회사의 카탈로그 부품을 보다 비용 효율적으로 제조할 수 있는 새로운 방법을 찾는 것입니다. 그렇게 하면서 그는 턴-밀 장비로 광범위하게 작업했습니다. 그는 캠 팔로워가 솔리드 바에서 가공할 수 있을 정도로 컴팩트하다는 것을 깨달았습니다. 특히, 1.125인치 직경의 4140 합금강 바스톡으로 가공할 수 있습니다. Mori Seiki 기계의 LNS 바 피더를 통해 이 스톡을 공급하면 부품을 완전하게 가공할 수 있을 뿐만 아니라 일련의 부품을 주의 없이 가공할 수도 있습니다.

제조 엔지니어 Mark Cubbedge는 이 부품의 프로세스를 작업했습니다. 그는 실제로 이러한 방식으로 부품을 가공하는 데 필요한 모든 밀링 및 드릴링 도구를 수용할 수 있는 DL-150의 2개의 12위치 터렛에 충분한 용량이 있음을 발견했습니다. 요컨대, 완전한 부품을 가공하기에 충분한 공구 위치가 있었습니다. 이 부품의 설정에는 막대에서 부품을 절단하기 위한 절단 도구가 포함되어 있지만, 그 외에 이 부품을 가공하는 데 사용되는 모든 단일 도구 위치에는 회전 도구 스핀들이 있습니다.

따라서 라이브 공구 선반에 대한 Jesel의 생각은 완전한 여정을 마쳤습니다. 이 기계는 이제 이 공장에서 일부 추가 기능을 갖춘 선반이 아니라 단일 설정 생산 센터로 사용 및 평가됩니다. 캠 팔로워 부품에서 알 수 있듯이 이 기계는 부품의 형상이 원형에서 너무 멀어 본질적으로 전통적인 선반 작업이 필요하지 않은 경우에도 프로세스에 가치를 제공합니다.

보상

DL-150에는 2개의 캠 팔로워 품번이 가공되어 있습니다. 두 부분 중 큰 부분은 약 0.75 x 0.8 x 2.5인치입니다. 열처리와 호닝을 제외하고 10분 미만의 사이클 내에서 모든 제조가 이 기계에서 수행됩니다.

메인 스핀들과 서브 스핀들은 이 사이클이 진행되는 동안 동시에 작동합니다. 메인 스핀들은 황삭 밀링, 정삭 밀링 및 드릴링을 위한 부품을 고정합니다. 그런 다음 서브 스핀들이 부품을 가져와 형태의 밀링을 완료하고 일부 슬롯 가공을 수행하는 동안 메인 스핀들이 다음 조각을 가공하기 시작합니다. 물론 이러한 맥락에서 "스핀들"이라는 용어를 사용하는 것은 다소 부정확합니다. 그 이유는 이 과정에서 회전을 위해 부품을 회전시키는 대신 스핀들이 로터리 축으로 사용되기 때문입니다. 기계의 사용 방식을 고려할 때 "메인 척"과 "보조 척"을 언급하는 것이 더 적절합니다.

Gibbs and Associates의 CAM 소프트웨어는 도구 경로를 제공합니다. Cubbedge 씨는 Gibbs의 디버링 플러그인이 특히 가치가 있는 것으로 입증되었다고 말했습니다. 소프트웨어는 부품의 날카로운 모서리를 따라 작은 직경의 볼 노즈 도구의 정확한 움직임을 프로그래밍합니다. 보조 척에서 이 디버링은 첫 번째 및 두 번째 클램핑 작업을 연속적이고 이음매 없는 가공 표면으로 혼합하는 데에도 도움이 됩니다. 이 기계 디버링의 효율성은 가공 후 추가 노력을 거의 들이지 않고도 사용할 준비가 된 부품을 생성하는 데 매우 중요했습니다.

Mr. Frattone과 Mr. Cubbedge는 모두 라이브 공구 선반 가공이 완벽하지 않다는 데 동의합니다. 단일 bar-fed 처리로 원재료에서 부품을 완성에 가깝게 가져오는 것은 매우 효율적으로 보일 수 있지만 실제로 이 기계 유형에는 조정해야 하는 절충 사항이 있습니다. 기계가 충분히 다재다능하여 가치를 제공하기 위해 회전 부품으로 제한되지 않아도 되지만, 기계가 봉형 스톡의 범위에 들어갈 수 있는 모든 부품에 반드시 적합한 것은 아닙니다. 머시닝 센터의 여러 설정에서 부품을 가공하는 옵션과 비교할 때 Jesel이 선반에서 부품을 실행하는 데 직면해야 했던 문제에는 다음이 모두 포함되었습니다.

• 설정 시간. 상점의 라이브 공구 선반에는 2개의 터렛에 총 24개의 공구 위치가 있습니다. 소형 수직 머시닝 센터는 일반적으로 이보다 더 많은 공구 용량을 보유하고 생산 수평 머시닝 센터는 훨씬 더 많은 공구 용량을 갖습니다. 따라서 머시닝 센터에서 공구는 필요할 때까지 기계 내부에 보관할 수 있습니다. 대조적으로, 라이브 툴 선반에서 툴링은 일반적으로 상점이 운영하는 각각의 새로운 부품 번호에 대해 완전히 변경되어야 합니다. 철저한 도구 변경은 설정 시간을 상각하기 전에 일반적으로 수백 개의 부품을 실행해야 할 정도로 시간이 많이 걸립니다. Jesel은 재고를 보충하기 위해 한 번에 몇 주 동안 이 부품 번호를 실행하는 경향이 있기 때문에 캠 팔로워 부품에서는 문제가 되지 않습니다. 그러나 도구 설정 시간 요구 사항으로 인해 기계가 이 제품군의 부품 번호 전용으로 설정되어 완전히 전용될 수 있는 경우가 아니면 이 동일한 부품이 소량 또는 적시에 실행될 수 없습니다.
• 문제 해결. Jesel이 특이한 프로세스를 효과적으로 구현하는 데 도움이 되는 또 다른 이점은 설계 및 제조가 동일한 110,000제곱피트 시설 내에서 이루어진다는 것입니다. 이 부품을 효율적으로 만들기 위해서는 제조와 설계 간의 조정이 필수적이었습니다. 왜냐하면 서브 스핀들의 척은 클램핑할 안전한 형태가 필요했기 때문입니다. 이를 위해 부품이 재설계되었습니다. 그러나 이 경우에도 클램핑력이 제한됩니다. 부분적으로 가공된 부품은 척의 높은 클램핑력이 정확도에 영향을 줄 수 있을 만큼 충분히 유연합니다. 따라서 서브 스핀들에서 부품은 적당한 클램핑 힘으로 소프트 죠 척에 고정되며 이에 따라 가공 작업의 강도가 제한됩니다.
• 채터 위험 제한된 유지력 외에도 공정이 얼마나 적극적으로 절단될 수 있는지를 제한하는 또 다른 요소가 훨씬 더 중요합니다. 이 프로세스에서 회전하는 도구는 항상 긴 오버행을 특징으로 합니다. 도구가 척 조를 지나갈 수 있도록 충분한 여유 공간이 필요하기 때문입니다. 이러한 연장된 길이의 공구는 특히 강을 기계로 가공하는 이와 같은 응용 분야에서 절삭 깊이를 제한하는 편향 및 떨림의 위험이 증가합니다. 이 프로세스를 생산에 투입하기 전에 Jesel 직원은 엄격한 공차를 손상시키는 방식으로 중요한 가공 패스가 흔들리지 않도록 프로세스를 신중하게 테스트하고 미세 조정해야 했습니다. 그럼에도 불구하고 일부 도구는 더 엄격한 프로세스에서보다 더 빨리 마모된다고 Cubbedge 씨는 말합니다. 10개 조각마다 하나의 특정 밀링 공구를 교체해야 합니다.

수익

그러나 머시닝 센터 프로세스에서도 공구가 빨리 마모될 수 있다고 그는 말합니다. 머시닝 센터와 관련된 프로세스도 중요한 정확도를 달성할 수 있도록 어느 정도 미세 조정해야 합니다. Jesel이 라이브 공구 선반 공정에 전념했다는 사실은 이러한 문제를 극복할 수 있다는 충분한 증거입니다. 실제로 이러한 장애물은 머시닝 센터의 일련의 설정이 동일한 부품을 가공할 때 발생하는 위험에 비하면 아주 미미하다고 Jesel 직원은 말합니다.

이러한 위험 중 하나는 오류입니다. 모든 새로운 처리는 설정 관련 오류의 위험을 제공합니다. 5가지 설정이 있는 프로세스에서 4번의 정확한 가공 작업으로 추가된 가치는 부품의 다섯 번째 로딩이 어떤 식으로든 결함이 있어 부품이 폐기되는 경우 손실될 수 있습니다. 턴-밀 기계는 부품의 형상 전체에 걸쳐 모든 형상 간 관계를 유지하는 원스톱 프로세스를 통해 핸들링을 제거하여 이러한 위험을 방지합니다.

즉, 캠 팔로워 부품의 경우 머시닝 센터에서 부품을 작업에서 작업까지 가져오는 로드/언로드 시간보다 관리하기 쉽기 때문에 Jesel은 공구 교체를 위한 설정 시간과 함께 살 것입니다. 상점은 또한 많은 처리가 수반되는 프로세스 내에서 예측할 수 없는 오류 및 스크랩의 가능성보다 훨씬 낫기 때문에 잡담을 피하고 관리해야 할 필요성을 받아들입니다.

마지막으로, Jesel 직원은 또한 터닝 머신이 터닝에 지장을 주지 않고 며칠 또는 몇 주 동안 작동하고 있다는 사실을 안고 살아가게 될 것입니다. 작업장은 다목적 기계를 효과적으로 사용하는 방법에 대한 이해를 계속 확장하고 있으며, 이 머시닝 센터 부품을 라이브 공구 선반에서 효율적으로 실행한 경험은 작업장에 귀중한 통찰력을 제공했습니다. 앞으로 "머시닝 센터 작업"으로 추정되는 많은 부품이 다른 방식으로 보일 것입니다.