Maschinelle Bearbeitung: Revolutionäre Teile mit zusätzlichen Formen

Revolutionäre mechanische Teile mit zusätzlichen Formen spielen eine entscheidende Rolle in verschiedenen Industriezweigen, von der Automobil- bis zur Luft- und Raumfahrtindustrie. Diese komplexen Teile mit unterschiedlichen Geometrien erfordern eine fortgeschrittene Beherrschung der Herstellungs- und Designprozesse. Dieser Artikel untersucht die Techniken und Herausforderungen, die mit der Herstellung dieser Komponenten verbunden sind, und beleuchtet die jüngsten Innovationen und Best Practices, um ihre optimale Qualität und Leistung zu gewährleisten.

Definitionen

Eine mechanisches Teil wird geometrisch im Wesentlichen durch ebene und zylindrische (spiralförmige, kegelförmige, kugelförmige usw.) Oberflächen dargestellt, unabhängig von ihrer relativen Position und Orientierung :

• Eine Ebene ist geometrisch durch eine Position, eine Orientierung und keine intrinsischen Dimensionen definiert.
• Ein Zylinder wird durch eine Position und die Ausrichtung seiner Achse definiert, eine intrinsische Dimension ist sein Durchmesser.

Eine Revolutionsstück besteht im Wesentlichen aus koaxialen Zylindern, Kegeln, Kugeln und Flächen, die senkrecht zur Rotationsachse des Teils stehen.

Eine Revolutionsstück mit zusätzlichen FormenDie Form der Schablone besteht aus Zylindern, Kegeln, koaxialen Zylindern mit senkrechten Flächen und Löchern, Flächen, Rillen mit versetzten Achsen.

Welche Methodik, um welches Werkstück zu bearbeiten?

Die sogenannten revolutionären mechanischen Teile (60%), werden immer komplexer, da die Anzahl der zu realisierenden Oberflächen und Merkmale steigt. Um diese verschiedenen Morphologien von Teilen zu bearbeiten, verwenden wir Werkzeugmaschinen vom Typ Drehmaschine mit genügend digitalisierten Achsen, um alle zu erstellenden Oberflächen in einer einzigen Posage (geometrische Positionierung eines Werkstücks in seiner Arbeitsumgebung) erzeugen zu können. Diese Maschinen bestehen aus zwei digitalen Achsen, X und Z.

Alle diese Drehmaschinen gibt es als Ein- und Zweispindler, als Ein- und Zweispindler, bei Zweispindlern auch als Dreispindler. Durch die Erhöhung der Anzahl der Revolver oder Spindeln können mehrere Flächen parallel bearbeitet werden.

Tatsächlich ist es das Ziel der Unternehmen, ihre Produktivität zu steigern und eine hohe Autonomiezeit an einem Arbeitsplatz zu haben, damit der Bediener frei ist, um andere Aufgaben in verdeckter Zeit zu erledigen, wie z. B. die Vorbereitung der Einführung eines neuen Teils, die Produktionskontrolle, die Vorbereitung eines neuen NC-Programms usw..... Dazu muss die Maschine ein ständig wachsendes Potenzial an Werkzeugen, also an Bearbeitungsvorgängen, bieten, um möglichst viele Arbeitsgänge durchführen zu können, ohne dass der Bediener eingreifen muss. Die Fertigungszeit, die unter dem Gesichtspunkt der Schnittbedingungen optimiert wird, stellt ein Maximum an Flächen in einer einzigen Pose her. Ein weiterer Vorteil der Verwendung nur einer einzigen Auflage ist die höhere geometrische Genauigkeit, da die Differenz zwischen der Bewegung des Werkzeugs und dem Werkstück nur von der Fähigkeit der Maschine abhängt.

Welche Schwierigkeiten bei der Bearbeitung von mechanischen Teilen?

Das Problem der Qualitätskontrolle bei der Teilebeschaffung entsteht vor allem durch zwei Faktoren:

• Die Streuung bei der Positionierung der Werkstücke auf dem Werkstückträger durch den Menschen (schlecht beherrschte Wiederholbarkeit) während der zweiten oder n-ten Bearbeitungsphase.
• Die Kontrolle über die Position der Schnittfläche der Werkzeuge in Bezug auf das Werkstück. Die Korrektur der Positionen, Orientierungen der verschiedenen physischen Werkzeuge werden von einem oder mehreren Werkzeugkorrektoren verwaltet, die es ermöglichen, die Bahn der Werkzeuge zu verändern.
• Die Messung des Werkstücks, die, wenn sie nicht perfekt beherrscht wird, eine Variabilität in die Einstellung der Maschine bringt.

Lösungen

Um diese Probleme zu lösen, muss zweifellos das Problem der isostatischen Positionierung des Werkstücks angegangen werden, sodass der Mensch so wenig wie möglich in die Positionierung eingreift.

Sobald die Positionierungsproblematik geklärt ist, muss ein möglichst genauer, getreuer und wiederholbarer Wert für die Messung des Werkstücks vorliegen. Um dies zu erreichen, muss der Mensch (als Quelle großer Variabilität) erneut so wenig wie möglich in die Messung eingreifen. Das Koordinatenmessgerät wie z. B. die Zeiss Duramax bringt eine sehr interessante Lösung, da sie sehr umfassend und effizient ist.

Die numerische Steuerung steuert die Werkzeuge auf der Grundlage der geometrischen Koordinaten im Koordinatensystem (Werkstück), aber auch auf der Grundlage der Positionsparameter der Maschine, des Werkstücks und der Werkzeughalter. Wenn die Eigenschaften des Werkstücks nicht korrekt sind, müssen die mit den verschiedenen Werkzeugen verbundenen Parameter (Lehren oder dynamische Korrekturen, Verschiebungen usw.) korrigiert werden, und zwar für eine dedizierte Posage.

Schlussfolgerung

Die Steuerung von Maschinen wird für Einrichter immer komplexer, vor allem wenn man alle Merkmale steuern und gleichzeitig beherrschen will (SPC). Die Automatisierte Prozesssteuerung bietet die Möglichkeit, dies durch optimierte Korrekturen ohne Risiken zu tun. So ermöglicht die Kombination aus Koordinatenmessmaschine in Verbindung mit einer Software zur automatisierten Prozesssteuerung die Verbesserung der Produktion komplexer Teile.