力争在纺锤生产率
为了提高精密铣削操作的精度,这家枪械组件制造商一直在努力解决振动问题,这些问题造成了公差差,缩短了工具寿命。
# techbrief
枪支制造业是一个竞争激烈的行业,各种规模的制造商生产复杂的小型手枪,用于军事、执法、猎人、业余爱好者和其他专家的大型武器。在这种生产环境中,许多复杂的精密零件和件需要关键元件,如框架、桶和触发器组件,以及一系列其他特殊产品,包括工具、触发器、安全设备、夹具、上下接收器和其他。
大约95%的枪件是铣削制造的。大型制造商如Smith & Wesson(美国历史最悠久、领先的枪械品牌之一)认识到,工具寿命对保持生产周期优化至关重要。因此,更先进的,刚性的机器正在使用最高等级和奇异的材料,以克服相关的工具寿命问题。
刀具寿命的一个持续挑战是颤振(振动),它对应于工件和刀具之间的相对运动。这种情况不仅会导致零件的精加工不良,而且会损坏并显著降低立铣刀的寿命。硬质合金立铣刀特别容易损坏。不佳的夹具,加工夹具和机器维护都会导致颤振及其相关问题。空腔铣削中的颤振还会造成刀具的不均匀磨损,缩短刀具的寿命,使其在问题得到纠正之前能够自我维持。
喋喋不休的挑战
最近,宾夕法尼亚州Quakertown的Evolution Gun Works Inc. (EGW),一家为流行的步枪和手枪模型设计和配件的制造商,在其现有的加工中心上遇到了严重的问题,希望通过扩大规模和投资更复杂的现代WIA加工中心来消除这个问题。
Known for its craftsmanship and attention to smithing detail, EGW is one of the largest suppliers of scope mounts, 1911 pistols, and assault rifle parts and accessories in the U.S. Beyond the racket of clunking noises when the tools were loaded and unloaded in their machines, and the high pitch shrills that indicated chatter in the workpiece, EGW principals ultimately wanted to eliminate the potential poor surface finishes on parts (which would require secondary bench operations) and critical damage to expensive workpieces.
喋喋不休的解决方案
为了解决这些问题,正常,egw的总裁乔治史密斯,从标准的离上保留旋钮转换为特定的高扭矩保留旋钮从JM Performance Products Inc (JMPP)。在演示之后,史密斯先生认为,旋钮后面的理论是坚固的解决方案持有者在刀柄中的刀柄的不当座位,这是由刀架变形导致的。从本质上讲,如果刀架不准确地拟合主轴,就会出现关键的“松动工具”因素,可以为喋喋不休,工具/主轴寿命的完美风暴,并降低生产率。
振动和颤动问题的调查指出了主轴上刀架的这种不正当的座位,因为当拧紧标准保留旋钮时,它可以在锥形中产生凸起,防止在主轴上完全接触和正确座椅。结果,刀架无法完全拉入主轴,并且接触在支架的小端,而不是在量线处的大端。
JMPP的旋钮设计更长,更深入到支架的螺纹孔的截面。因此,所有的螺纹啮合都发生在刀柄的截面较厚的区域,以防止变形。一个精密的先导增加刚性,和旋钮是硬旋转,以确保精密配合和平衡的设计螺纹切割开始和结束180度彼此。高扭矩旋钮将在现有的刀架上工作。
EGW制造的枪支部件和附件必须在最紧张的条件下提供可靠的性能,并经得起反复大量使用。为了做到这一点,并满足枪支行业的严格标准,他们只使用最高级别的奇异材料:
- 410, 415, 420和17-4不锈钢
- 4140和4340工具钢
- 7075 & 6061 T6飞机级铝材
- 钨导杆
军火行业,如航空航天、医疗和汽车零部件制造业,使用大量的奇异合金和硬质金属,这可能会对所用的硬质合金刀具造成损害。其结果是,由于工具变钝或损坏,必须更频繁地更换。更换工具的成本,更不用说频繁更换造成的生产时间的损失,也会增加成本。
EGW 23000平方英尺的工厂设有14台CNC铣床,提供尽可能高的精度,公差低至0.0002。4轴水平铣床也用于提高铣削能力,允许沿4个不同的轴而不是仅3个轴精确切割。
有了解决方案来解决所有这些苛刻的变量,EGW将他们所有的数控铣削操作转换为JMPP的保留钮,包括其新的现代WIA加工中心的迁移,这些中心更加严格,能够同时承担多个过程。
最终结果
在枪支制造中,最高质量、精密研磨、最终产品的可靠性至关重要。通过增加刀柄和主轴在量规线上的接触,克服了EGW的一系列数控铣削问题:振动和颤振、差公差、不可重复性、光洁度差、缩短刀具寿命、主轴过度磨损、跳动和切削深度浅。
EGW的主要目标是避免颤振和改善表面光洁度。刀具的固有频率会引起颤振。这种固有频率会受到许多工艺条件的影响,包括刀具、零件夹具、整机条件,尤其是刀架。
通过JMPP旋钮解决了刀柄问题,EGW克服了造成表面光洁度问题的颤振,并消除了增加周期时间的额外工作台操作。这些问题是真正的利润杀手,因为它们损害零件质量,产生废料,延迟交货,并破坏易腐的工具。
EGW的CNC车间领班Steve Seaman表示:“旋钮使用方便,我们立刻就能看到效果。我们将运行一个立铣刀和颤振,然后改变到JMPP保留旋钮与相同的材料,相同的冷却剂,在同一机器上,没有颤振。令人印象深刻的!最终产生的表面现在一直是光滑的,没有缺陷。”
消除颤振还可以减少刀具和加工中心的磨损,最大限度地减少机器停机时间。这是至关重要的,因为工具寿命是武器制造的关键,在这种情况下,特殊材料可能会提出苛刻的要求。值得注意的是,军事应用正在使用这些腐蚀性较小的外来材料,因为放电的高闪光/燃烧粉末不会影响它们。
对于颤振问题,总的系统补救措施是消除所有可能导致谐波响应的振动源。这项工作应该在可用的最紧的机器上进行。机器的结构和主轴越紧越结实,发生的颤振就越少。较小的刀架扩张对较长的刀具、跳动和颤振有最大的帮助。
Smith先生说:“今后我们将专门使用高扭矩保持旋钮,因为我们会为每台交付的新机器订购新旋钮。事实上,我们正在接收另外两台带有JMPP旋钮的机器。”
JM Performance Products Inc., | 440-357-1234 |
关于作者
John Stoneback.
John Stoneback是JM Performance Products Inc.的首席执行官,该公司是数控铣床主轴优化产品的制造商。该公司致力于回流,拥有超过500种专利保留旋钮的BT, DIN, ISO和CAT工具从30锥度到60锥度,所有采购自美国
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