Scule de prelucrare cu role pentru centre de ştanţat CNC

Masini-Unelte

de Florin Moraru

Scule de prelucrare cu role pentru centre de ştanţat CNC

O perioadă îndelungată, prelucrările pe centre de ştanţat CNC s-au rezumat la ştanţat găuri şi mici ambutisări/deformări. Dezvoltarea sculelor de prelucrare cu role a însemnat un important pas înainte pe scara productivităţii şi a dat naştere unor noi aplicaţii pentru aceste maşini. Sculele cu role sunt astăzi disponibile atât pentru maşini compatibile Trumpf® cât şi pentru maşini cu turelă (thick turret).

Înainte de achiziţia unei scule din această familie trebuie verificat dacă maşina de ştanţat CNC asigură suport pentru astfel de scule (majoritatea maşinilor moderne acceptă scule cu role). În principiu, diferenţa de utilizare faţă de o sculă normală este că în timpul prelucrării capul hidraulic trebuie să rămână jos iar masa maşinii trebuie să execute mişcarea pe X şi Y. Tabla este deformată/tăiată între 2 role cu profile adaptate aplicaţiei. Pentru a fi folosite cu productivitate maximă sculele cu role necesită ca maşina să aibă cap rotativ (sau să fie folosite într-o staţie indexabilă la maşini cu turelă). De asemenea, trebuie verificat ca software-ul CAM să poată accepta aceste scule (toate versiunile dezvoltate în ultimii ani pot genera însă fără probleme programe în care sunt folosite scule cu role). Primele scule cu role dezvoltate pentru centrele de ştanţat CNC au fost cele de tăiere şi nervurare. Prelucrările respective s-au putut face mult mai rapid şi cu o calitate a muchiilor incomparabil mai bună comparativ cu folosirea sculelor clasice. Gama de scule cu role s-a dezvoltat de-a lungul timpului şi au apărut multe alte aplicaţii.

Sculele principale din familia de scule cu role sunt:

1. Rolling Rib – scule de nervurare. Aplicaţia principală este rigidizarea tablelor astfel încât se poate folosi la multe produse o tablă mai subţire ce va avea, după aplicarea unor nervurări, o rigiditate similară cu cea a unei piese din tablă mai groasă. Industria mobilierului metalic a beneficiat de exemplu foarte mult de pe urma acestei tehnologii. Sculele pot lucra pe grosimi între 0.8-2.5 mm şi există o gamă variată de raze standard pentru nervurare din care clienţii pot alege.

2. Rolling Shear - scule de tăiere. În mod clasic tăierea pe centre de ştanţat CNC se face cu o sculă dreptunghi de diverse mărimi ce taie pas cu pas materialul. La Trumpf® sculele standardizate pentru tăiere au 56x5 mm sau 76.2x5 mm, la maşinile thick-turret se pot folosi de exemplu scule 50x5 sau 80x5 etc. Pe lângă durata mare a procesului, dezavantajul acestor tăieri constă şi în urmele vizibile pe muchii la îmbinarea între 2 lovituri ale dreptunghiului. Mulţi producători de maşini au încercat să îmbunătăţească calitatea muchiei tăiate folosind diverse scule speciale (cum este Trumpf MultiShear) – timpul de prelucrare este însă la fel de lung. Sculele Rolling Shear au adus posibilitatea ca pentru table mai subţiri de 2 mm tăierea să se facă rapid şi cu o calitate excelentă. Mai mult, tăierea se poate face pe curbe (respectând o rază minimă).

3. Rolling Pincher – scule de pretăiere. O sursă de creştere a duratei de prelucrare a unui format de tablă pe un centru de ştanţat CNC este timpul pierdut cu opririle repetate ale maşinii pentru a permite operatorului să ia de pe masă piesele finalizate şi care nu sunt evacuate automat în alt mod (trapa de evacuare etc). O metodă des folosită este păstrarea pieselor în schelet, piesele sunt tăiate parţial dar rămân fixate cu puntiţe plasate la colţurile pieselor (sau funcţie de geometria piesei) iar la urmă scheletul, conţinând toate piesele, este transportat de pe masă şi ulterior piesele sunt extrase (iar în acest timp maşina poate lucra la următorul format). Folosirea puntiţelor este o tehnologie extrem de eficientă însă are unele limite date de faptul că ele nu se pot elimina total şi deci muchiile pot avea probleme de calitate, grosimea puntiţelor este o variabilă care ţine de mai mulţi factori şi deci este posibil ca piesa să se rupă înainte de finalizarea programului etc. Sculele de pre-tăiere cu role tip Rolling Pincher folosite ca alternativă fac o tăiere incompletă a întregii muchii a materialului, piesa se poate apoi rupe extrem de uşor după ce formatul de tablă este scos de pe masă.

4. Rolling Dimple – crează prin rulare o serie de mici deschideri supraînălţate în tablă, aplicaţia respectivă putând fi folosită ca separator de cereale la combine, răzători, grătare etc.

5. Rolling Offset – scula execută o supraînălţare (offset) a marginii tablei la o distanţă programată faţă de muchie. Un exemplu de aplicaţie este acolo unde este necesar ca 2 table să fie suprapuse pentru a fi sudate în puncte. Folosind întâi scula rolling offset pe una din piese la suprapunere cele 2 table vor fi la acelaşi nivel.

6. Rolling Logo – există logo-uri ale unor producători ce trebuie marcate pe piesele de tablă dar care depăşesc mărimea unei scule sau necesită un tonaj mai mare decât forţa maşinii. În aceste situaţii scula Rolling Logo este o alternativă excelentă. Logo-ul poate fi aplicat oriunde pe tablă iar dimensiunile sale pot ajunge de exemplu la 100 mm la o sculă staţie C.

7. Rolling Knurl – scula crează rizuri pe suprafaţa tablei care pot avea rol utilitar (de exemplu pe treptele de la scările de tablă ca măsură anti-alunecare) sau rol decorativ.

8. Rolling EKO. Sculele tip EKO sunt destinate preştanţării găurilor la produsele fabricate în serie, dar la care în utilizarea finală numai unele găuri sunt folosite (restul trebuind să rămână ,,oarbe”). Un exemplu este dat de găurile pentru presetupe la tablourile electrice - numai unele vor fi folosite în final (funcţie de cablurile care vor intra/ieşi din tablou). Scula Rolling EKO face o pretăiere a găurilor astfel încât utilizatorul final poate elimina foarte simplu doar ,,capacele” unde vrea să monteze presetupe iar restul asigură fără probleme gradul de protecţie necesar.

9. Rolling Flare – scula realizează extrudarea marginilor unei găuri rotunde la dimensiuni ale găurii imposibil de realizat cu o sculă de extrudare normală (de exemplu pentru găuri mari – 60-70 mm etc). Există o variantă ce lucrează pe muchii drepte (Rolling Flange).

10. Rolling Deburring – scule de debavurare cu role. Bavura poate fi foarte uşor eliminată printr-o sculă specială cu role ce este folosită ca ultimă sculă în program, piesele ce ies de pe maşină nu mai necesită nici o operaţie secundară de debavurare a muchiilor.

11. Rolling Foil Cutting – tăierea şi eliminarea pe anumite porţiuni (sau total) a foliilor de protecţie la tablele care vin cu astfel de folii (tablele de inox etc).

Tot mai mulţi producători adoptă astăzi principiile ,,lean manufacturing” sau 5s/6s. Sculele din familia Wilson Wheel descrise mai sus contribuie esenţial la aplicarea acestor principii prin eliminarea pierderilor, creşterea calităţii şi reducerea generală a costurilor prin scăderea semnificativă a timpilor de prelucrare faţă de sculele standard. Reducerea grosimii de material necesară la anumite produse (posibilă de exemplu prin folosirea sculelor Rolling Rib) contribuie de asemenea la scăderea costurilor cu materia primă. Creşterea calităţii prelucrării conduce la eliminarea necesităţii unei a doua operaţii (debavurare în cazul sculelor Rolling Shear/ Rolling Deburring, eliminarea puntiţelor în cazul Rolling Pincher etc).

Investiţia (nu mică) într-un centru de ştanţat cu comandă numerică poate fi amortizată mai repede prin adoptarea acestor scule.


Florin Moraru inginer, Director Sm Tech