Mentenanța sculelor pentru mașini de ștanțat CNC
Costul asociat sculelor este unul din costurile cu o pondere mare în exploatarea unei maşini de ştantat CNC. Din acest motiv întreţinerea sculelor este un proces care trebuie făcut cu maximă responsabilitate pentru că poate aduce economii importante prin creşterea semnificativă a duratei de viaţă a poansonelor şi matriţelor şi deci o reducere a costului pieselor ştantate (consecinţa fiind în acelasi timp şi creşterea calitaţii pieselor ştantate).
În materialul de faţă vom încerca să acoperim câteva din aspectele importante legate de întreţinerea corectă a sculelor pentru centrele de ştantat CNC :
- Ascuţirea corectă a sculelor
- Setarea corectă a sculelor după ascuţire
- Alegerea corectă a jocului la matriţă
- Alegerea corectă a tipului de oţel şi acoperire / tratament pentru sculele folosite funcţie de aplicaţie şi a a tipului muchie poansonului (flat sau înclinat/whisper)
- Factori externi ce scurtează durata de exploatare a sculelor
- I. Ascuţirea corectă a sculelor
Folosirea în continuare a sculelor de ştantat după ce muchia tăietoare începe să dezvolte o rază duce la o uzură progresiv accelerată scurtând semnificativ duratei de viaţă a poansoanelor / matriţelor. Recomandarea este ca ascuţirea să se facă mai des dar cu adaosuri de ascuţire mai mici . In general se recomandă ascuţirea atunci când raza depaşeste 0.1 mm (simpla atingere a muchiei poansonului poate indica lipsa „muchiei ascuţite”).
Ilustrarea consecinţelor ascuţirii neregulate cu adaosuri mari este dată de următorul exemplu. Dacă la un poanson dupa 80.000 de lovituri efectuate fără ascuţire există o uzură foarte mare caracterizată de o rază mare de 1.0 mm pe muchiile tăietoare, atunci pentru a reface muchia poansonului trebuie ascuţit 1 mm din poanson. Daca acelaşi poanson ar fi fost ascuţit la aproximativ 40.000 lovituri (când raza era aproximativ 0.25 mm), a doua oară la 80.000 lovituri (tot cu 0.25), a treia oară la 120.000 lovituri (0.25) si apoi la 160.000 lovituri (0.25) atunci pentru 1 milimetru eliminat din poanson numărul de lovituri executate este aproximativ dublu, durata de viaţă fiind astfel dublată prin o ascuţire corect făcută.
Uzura progresivă în cazul ascuţirii regulate şi iregulate este cel mai bine ilustrată în fig. 1.
Cei 3 factori care trebuie urmăriţi pentru a stabili trimiterea poansonului/matriţei la ascuţit :
– Monitorizaţi muchia tăietoare a sculei (fig. 2). La fiecare setup de scule este recomandat să verificaţi starea muchiei la poansoane şi matriţe
– Monitorizaţi calitatea găurilor ştantate pe piese (apariţie bavură etc) (fig 3) . O bavură mărită indică efectuarea unui control la scula respectivă şi trimiterea la ascuţire dacă este necesar.
– Monitorizati zgomotul emis de poason la ştanţare – dupa apariţia uzurii sculele emit un zgomot specific, uşor de recunoscut de către operatorii cu experienţă.
Există câteva reguli care trebuie respectate pentru o ascuţire corectă:
- O ascuţire între 0.1 si 0.25 mm trebuie să aducă muchia sculei în parametrii corecţi
- Avansul pe fiecare trecere la rectificare nu trebuie să fie mai mare de 0.015 mm pentru a preveni încălzirea sculei. O masina de ascuţit automată (gen Wilson X-Sharp etc) reprezintă o soluţie optimă pentru a controla toţi parametrii.
- Folosiţi emulsie de răcire în timpul procesului de ascuţire
- Dispozitivul ce fixează scula în masina de ascuţit nu trebuie să vibreze
- Nu depăsiti limita totală de ascuţire indicată de producătorul sculelor (fiecare poanson şi matriţă are indicată o limită maximă de ascuţire dincolo de care functionarea sculei este afectată)
- Se recomandă demagnetizarea sculelor după ascuţire (producătorii de scule au în general în ofertă un dispozitiv dedicat pentru aceasta).
- Dacă pe scule există depuneri de material (în cazul prelucrării aluminiului, tablei zincate sau inoxului), acestea se pot îndepărta cu un sistem de curăţare cu infrasunete (exemplu sistemul WT Ultra Sonic M3) . Depunerile pot afecta si precizia sculelor de abkant, rezolvarea fiind de asemeni curăţarea lor cu infrasunete. După curaţarea sculelor în cuva cu ultrasunete, acestea se vor proteja contra coroziunii.
II . Setarea corectă a sculelor după ascuţire :
La poansoanele Trumpf® (fig. 4) utilizate la maşinile ce au cursa programabilă trebuie setat obligatoriu în controlerul maşinii parametrul corespunzător noii valori a lungimii poansonului de după ascuţire iar operatorii trebuie să menţină o situaţie exactă a acestor lungimi pentru toate poansoanele. Pentru poansoanele non-rotund se va acorda atenţie setării corecte la unghi în inelul de centrare utilizând dispozitivele dedicate (sistemele moderne de scule Trumpf® gen Wilson 241/multiuse elimină necesitatea acestui reglaj). La poansoanele pentru maşinile thick-turret poansonul trebuie reglat astfel încât acesta să fie sub nivelul stripperului cu 0.3-0.5 mm. (fig. 5). La acest tip de scule operatorul se va asigura la montaj că scula are lubrifiant între poanson şi ghid. Ghidurile la sculele thick turret necesită de asemeni o atentie specială. Ele trebuie inspectate la setup-ul sculelor (se va verifica starea canalelor de ghidaj, se vor curăţa de impurităţi pe exterior şi interior, se vor unge si se vor inspecta eventualele lovituri de suprafaţă).
Ascuţirea matriţelor trebuie compensată cu adaosuri de reglare („bailagăre” / shims) sau seturi de adaosuri astfel încât înălţimea matriţei după ascuţire să fie aceeaşi ca şi cea iniţială. Mulţi utilizatori îşi ştantează propriile adaosuri din tablă de oţel normal. Acestea sunt de fapt cele mai scumpe adaosuri în final – oţelul se deformează sub actiunea forţelor mari, diametrul creşte şi se blochează în port-matriţă , suprafaţă devine neregulată şi contribuie la creşterea uzurii sculei. Recomandată este achiziţionarea de seturi de adaosuri din oţel special (rezistent la compresiune) de la producătorii de scule. Acestea vin în seturi cu grosimi diferite (0.1, 0.3, 0.5 etc) din combinaţia cărora se poate realiza orice grosime. Asa cum subliniam şi mai sus, este important de ţinut cont de ascuţirea maximă recomandată pentru fiecare sculă în spate. Cursa de pătrundere a poansonului în matriţă trebuie menţinută prin toate aceste reglaje în parametrii recomandaţi pentru a menţine astfel calitatea iniţială.
III. Alegerea corectă a jocului la matriţele pentru centrele de ştanţat CNC
Jocul este un alt element extrem de important în obţinerea unei calităţi bune a ştanţărilor şi în prelungirea duratei de exploatare a sculelor. Jocurile recomandate pentru centrele de ştantat CNC sunt date în tabelul de mai jos (procente din grosimea de material):
Material | Grosime tabla (interval) |
Joc (% din grosime) |
Aluminiu | <2.5 mm | 15% |
2.5-5.0 mm | 20% | |
>5.0 mm | 25% | |
Oţel OL 37-42 | <3.0 mm | 20% |
3.0-6.0 mm | 25% | |
>6.0 mm | 30% | |
Oţel inox | <1.5 mm | 20% |
1.5-2.8 mm | 25% | |
2.8-4.0 mm | 30% | |
>4.0 mm | 35% |
Mai multe informatii despre jocul la matrițe aici: Cum se alege jocul corect la matrițe la aplicațiile pe mașini de ștanțat CNC
IV. Alegerea corectă a tipului de oţel şi acoperire / tratament pentru sculele folosite funcţie de aplicaţie
La prelucrarea inoxului, un rol important în creşterea duratei de viaţă a sculelor îl au acoperirile TiCN la poansoane (exemplu : acoperirea patentată Optima®). La ştanţarea aluminiului apare fenomenul de depunere pe tăiş („galling”) ce uzuează rapid scula, soluţia fiind un tratament specific de suprafaţă (exemplu : SLIP-MAX sau WEAR-BEATER) ce reduce mult fenomenul de aderenţă a aluminiului la tăiş. La multe scule se poate alege oţelul ULTIMA® M4 (pulberi sinterizate), un oţel cu o rezistenţă deosebita la uzură. Reducerea uzurii sculei se poate face ( acolo unde este posibil) şi prin reducerea forţei de ştanţare prin folosirea de muchii înclinate la poansoane („Whisper”) sau dublu înclinate („Rooftop”), rezultatul fiind şi un zgomot mai redus.
V. Factori externi ce scurtează durata de exploatare a sculelor :
- Alinierea incorectă la maşină între poanson şi matriţă (problemă ce afectează în special maşinile cu turelă) – alinierea se recomandă a fi verificată în mod regulat.
- Inexistenţa unei maşini (chiar si simple) de ascuţit scule chiar lângă maşina de ştantat CNC, astfel încât operatorul amână ascuţirea până in punctul în care uzura devine progresivă.
- Uzura bucşelor ce fixează sculele la maşinile cu turelă şi a cheilor de indexare a acestora sau a dispozitivelor ce fixează poansonul în cap la maşinile Trumpf®.
- Lubrifierea incorectă in timpul procesului de stantare – se vor prefera maşinile cu lubrifiere automată programabilă la un număr dat de lovituri a sculei, procesul de lubrifiere fiind astfel uşor de controlat. Recomandăm sculele cu canale interioare de ungere (exemplu : sistemul ABS) ce fac ca lubrifiantul sa ajungă uşor la muchia de ştantare. Procesele de forming sau operatii speciale pe masina de stantat precum filetarea, necesita lubrifiere cu uleiuri dedicate (uleiruile pe care le putem oferi sunt in catalogul de accesorii de la pagina : Accesorii stantare . Sculele Thick Turret se vor unge între poanson si ghid (“camasa”) cu o vaselina speciala.
- Cursa incorectă a poansonului în matriţă
- Programare incorectă a pasilor de ştanţare la ştanţarea pas-cu-pas („ronţăire”) şi aplicarea în consecinţă a unor forţe prea mari laterale pe poanson.
- Alegerea incorectă a plăcii de apăsare (stripper).
- Depozitarea sculelor fără aplicarea unor reguli şi proceduri astfel încat apare posibilitatea unor greşeli la setup-ul sculelor. Recomandăm existenţa unor dulapuri dedicate de scule, cu o etichetare strictă şi a unor cărucioare speciale de transport ale sculelor de la punctele de stocare la maşini pentru setup. La maşinile cu turelă se recomandă evidenţierea grafică pe un panou a layout-ului turelei. Sculele ce nu se folosesc mai mult timp se recomanda sa fie unse cu ulei pe perioada depozitarii pentru a evita coroziunea (in lipsa unui ulei, se poate folosi si un spray de genul WD40 cu care sa fie acoperita suprafata sculelor pe perioada depozitarii).
Materialul de mai sus poate fi descarcat si ca PDF mai jos:
Download: Mentenanta sculelor pentru masini de stantat CNC
Manual Wilson Tool mentenanță și reglare pentru scule de ștanțat Trumpf® si Thick Turret (English):
Download Manual Wilson Tool mentenanta si reglare pentru scule de stantat Trumpf® si Thick Turret (9.4 MB)