Il bollettino E The Sharp
Marzo 2014
La Benchmark Carbide, azienda innovativa nel settore degli utensili per rettifica, produce frese e alesatori in metallo duro. L’impresa è a Springfield nel Massachusetts, USA.
“La nostra fabbrica è molto rinomata ed è dal 1996 che produciamo eccellenti utensili,” spiega Paul St. Louis, titolare di Benchmark Carbide. A partire dal 2001 l’azienda ha un po’ alla volta migliorato la sua performance – fino a quando ,poco tempo fa, le ordinazioni per le sue esclusive frese brevettate sono cresciute enormemente. Si richiedono molti sforzi per far fronte a questo tipo di richieste. Per questo Paul si affida alle sue 11 affilatrici ANCA dotate di caricatori automatici. “Le nostre macchine ANCA sono in funzione 24 ore il giorno, sette giorni la settimana, producendo ogni giorno circa 1300 frese. In un weekend senza problemi possiamo produrre più di 3000 frese”, ha spiegato Paul.
La fabbrica di Benchmark Carbide
L’automatizzazione ha notevolmente intensificato la produzione
È una fabbrica ben organizzata e di dimensioni contenute. “Ogni macchina viene caricata da robot e la nostra è una fabbrica snella che impiega turni di squadre di solo 18 unità. L’adozione di doppi pacchi mole su mandrini doppi e la ravvivatura eseguita sulla stessa macchina ci assicurano flessibilità e la capacità di funzionare per molte ore senza supervisione, producendo in questo modo senza interruzioni utensili di qualità superiore.”
Tre delle macchine dedicate alla produzione sono delle TX7 con caricatori automatici per utensili grossi fino a una grandezza di 1,5” (38 mm). Otto RX7 lavorano utensili di dimensioni più ridotte da 0,006 a 0,500.” “Usando otto macchine non automatizzate non riuscirei nemmeno a ottenere un risultato pari ad un terzo della produzione attuale”, Paul ha affermato. L’automazione e l’avere una fabbrica snella dà alla Benchmark la possibilità di funzionare a basso costo e di mettere sul mercato utensili di progettazione totalmente innovativa che riducono i costi nella lavorazione dell’alluminio e di altri materiali. Le TX7 sono date di un potente mandrino 49HP (37kW) 10,000 RPM, un cambio mole automatico, un sistema di caricamento pezzi , e una testa a 3000 RPM. Il software ToolRoom di ANCA gestisce la macchina.
In meno di tre minuti sulla TX7 si esegue il cambio completo del pacco mole, del sistema di raffreddamento, del mandrino portapezzo e del pallet. Per passare alla produzione di un altro tipo di utensile macchine di altri marchi richiedono da 15-20 minuti fino a perfino alcune ore. Con la TX7, per affilare un utensile di tipo diverso i pacchi mole e i relativi collettori di raffreddamento sono preparati fuori dalla macchina e cambiati velocemente.
In che modo Benchmark riduce le vibrazioni negli utensili che produce
I clienti di Benchmark la considerano come veramente rivoluzionaria. L’azienda produce frese per lavorare l’alluminio in un modo un po’ differente da come fatto dagli altri marchi. E funzionano eccezionalmente bene, superando in prestazioni gli altri marchi.
In gran parte utensili prodotti da altre aziende sono fatti con un margine cilindrico, il cui codolo è il DE dell’utensile che si sta rettificando. Di solito i costruttori di frese le scanalano lasciando un piccolo margine – spesso di 0,003”. In questo caso diviene difficile tenere sotto controllo. Se il bordino è troppo grande, l'utensile sarà spinto via; se è troppo piccolo si hanno vibrazioni. “Con le nostre ANCA noi applichiamo le rettifiche sul DE: primario, secondario e una ‘ground-on edge prep’ che riduce oscillazioni e vibrazioni, e possiamo controllare lo spessore a partire da 0,0015” fino a uno di 0,002”, cosicché – ha detto Paul – quando gli utensili lavorano l’alluminio non stridono e non oscillano. La lavorazione è sempre eseguita nello stesso modo e risulta di alta qualità. L’utensile risulta sempre lo stesso . Abbiamo due scanalature sulla tagliente per spostare più facilmente i trucioli.
L’azienda produce utensili in metallo duro a due, tre, quattro e cinque taglienti per lavorare ad alta velocità l’alluminio. Frese a elica variabile sono una specialità della Benchmark, iniziando con un’elica da 45° fino ad arrivare a un’elica a 60 gradi.
La configurazione dell'elica riduce le vibrazioni nell’utensile. “Con le ANCA che producono utensili a cinque taglienti possiamo eliminare 0,0001” per dente e sul 50% del diametro dell’utensile. Con un utensile di questo tipo installato sul mandrino di un centro di lavoro a 10.000 RPM si può lavorare 500 ipm (12.8 m/m),” ha sottolineato Paul. L’edge prep di Benchmark gira attorno al raggio e fa la testa in una sola rettifica. Le caratteristiche delle macchine e del software fanno sì che la Benchmark continui a conservare la sua posizione di vantaggio sulla concorrenza. Il software ToolRoom di ANCA è il punto chiave che permette alla Benchmark di produrre l’elica variabile.
La Benchmark può produrre utensili con una sola impostazione
Il portapezzi (A-axis) ad azionamento diretto ad alta velocità di 3000 RPM della TX7 permette a utenti quali la Benchmark di includere operazioni di rettifica cilindrica nel processo di lavorazione dell’utensile senza dover cambiarne l’impostazione e di rettificare completamente grezzi conici o rastremati. Questo significa che gli utensili possono essere prodotti completamente con una singola impostazione, il che riduce al minimo il tempo richiesto per la produzione di molti utensili che in passato, per essere completati, potevano richiedere due operazioni.
Alla Benchmark le ANCA TX7 utilizzate per montare le mole usano il sistema brevettato Big Plus, che contribuisce a far sì che le mole girino ad alta precisone.Il sistema, notevolmente migliore rispetto a uno tradizionale , assicura un contatto più completo e più concentrico con il cono e la flangia. Il conseguente assemblaggio rigido elimina quasi del tutto scentrature e deformazioni e risulta di beneficio sia per la durata della mola che per la finitura della superficie e la resistenza del pezzo.
Montato sul retro del mandrino della testa di lavoro ad alta velocità della TX7, per una ravvivatura durante il processo di lavorazione il ravvivamole è facilmente accessibile o può lavorare con spostamenti minimi verso le mole. Sulle TX7 il caricatore è montato sulla sinistra della macchina e ha un suo quadro di controllo per permettere così una veloce e sicura impostazione tramite l’intervento di un solo operatore. Il caricatore mette l’utensile sulla macchina tramite un carrello pneumatico mentre la testa della macchina si posiziona correttamente per ricevere l’utensile per un rapido cambio.
Sulle TX7 il caricatore CNC di mole dà alla Benchmark la possibilità di usare due pacchi mole in una sola applicazione, e questo permette di eseguire più operazioni con una sola impostazione. Montata su un collettore, la tubatura per il liquido di raffreddamento cambia con il cambio di pacchi mole; in questo modo il flusso del liquido di refrigeramento è sempre corrispondente a quanto richiesto per la mola in uso, ottimizzando perciò l'applicazione del refrigerante.
La chiave è il software
Clayton Pirie gestisce le macchine ANCA alla Benchmark. Dice che sta sempre imparando cose nuove poiché ANCA sta continuamente aggiornando i suoi software e notifica la fabbrica di questi nuovi aggiornamenti.
“Facile da usare il software di ANCA ci ha permesso di introdurre diverse innovazioni che altri costruttori di utensili non hanno,” Clayton ha detto. “Il CIMulator3D ci dà la possibilità di creare l'intero utensile off-line senza perdere tempo sull'affilatrice. Possiamo immaginare un utensile e lo possiamo creare ancor prima di metterlo in produzione su una macchina. È il miglior amico di qualsiasi innovatore.”
Con il CIMulator3D di ANCA si ha un sistema per progettare efficacemente off-line un utensile passo passo e per identificare i diversi processi di produzione richiesti senza interrompere il processo di produzione già in atto. Il tempo richiesto per l’impostazione di nuovi utensili è drammaticamente ridotto e la produzione può iniziare molto prima. Come workstation offline CIMulator3D può anche essere usato sul CNC per visualizzare programmi di produzione di un determinato utensile prima di procedere alla rettifica.
Paul osserva: “Quando producevamo la metà di quanto stiamo producendo adesso, era evidente che la forza operaia era stressata. Oggi, in ogni turno abbiamo solo tre persone assegnate all’impostazione; però l’atmosfera è più calma. Grazie alle macchine di ANCA, stiamo producendo molto di più con minor stress per i dipendenti, Le macchine stanno sempre dando risultati di alta qualità mediante prolungati cicli di produzione.
Approfondisci cosa fa la Benchmark Carbide andando al sito www.benchmarkcarbide.com
Sul sito www.anca.com/products famigliarizzati con i prodotti di ANCA
Scritto da Dave Amesan, USA.
2 marzo 2014