Lavorazione CNC di parti di mandrini personalizzati per l'industria robotica

Ognuno di questi materiali garantisce vantaggi diversi per l'impiego nei mandrini robotici. Gli acciai legati, in particolare il 4140 e il 4340, vengono utilizzati per gli alberi dei mandrini grazie alla loro robustezza e rigidità di prima classe. Resistono alla flessione per gli alberi dei mandrini che trasmettono coppie di taglio, resistono alla flessione per le forze di taglio radiali e sono superiori per la tempra a cuore fino a 40-50 HRC per applicazioni generali. Queste leghe possiedono inoltre un'eccellente resistenza alla fatica per milioni di cicli di rotazione con carichi di taglio variabili, stabilità termica e affidabilità nei mandrini per lavorazioni industriali. Sono inoltre convenienti per intervalli di velocità standard fino a 24,000 giri/min. L'affidabilità degli acciai legati nel produrre superfici di appoggio lisce come lo specchio mediante rettifica di precisione è importante anche in quanto rappresentano lo standard per i mandrini robotici per sbavatura, rettifica e fresatura. Gli acciai per utensili, in particolare l'acciaio rapido M2 e l'acciaio temprabile in aria D2, vengono utilizzati per i coni dei portautensili grazie alla loro estrema durezza, fino a 62 HRC. Presentano inoltre un'eccellente stabilità dimensionale durante il trattamento termico per geometrie complesse, per mantenere la precisione della conicità e una resistenza all'usura superiore che previene il degrado della conicità.
Alcune varianti di acciaio inossidabile 17-4 PH disponibili oggi sono lavorate meccanicamente, altamente resistenti alla corrosione, hanno un carico di snervamento a trazione costante superiore a 1000 MPa dopo la stabilizzazione e mantengono una caratteristica non magnetica che ne consente l'utilizzo con componenti elettronici sensibili. Gli acciai inossidabili sono inoltre non porosi ed escludono la ruggine dalle superfici di precisione, indipendentemente dalla forma e dalla finitura. Le leghe di alluminio della serie 7075-T6 offrono inoltre, grazie all'alloggiamento del mandrino di grandi dimensioni, una significativa riduzione del peso dal 50 al 60%, che consente una vantaggiosa riduzione della massa dell'effettore finale e delle prestazioni di lavaggio dell'intero sistema robotico. Presentano un'eccezionale conduzione termica per cuscinetti e gruppi motore, un'eccellente lavorabilità fino a forme complesse, un'adeguata rigidità per operazioni di lucidatura e finitura leggere e sono progettate in modo economico per l'uso su mandrini robotici collaborativi, obiettivo di riduzione del peso.

Per i componenti del mandrino, le tecnologie CNC vengono impiegate per eseguire la tornitura CNC e ottenere il controllo del diametro dei perni dei cuscinetti dell'albero del mandrino e delle superfici di montaggio degli utensili fino a ±0.0001 pollici e per eseguire la rettifica cilindrica di precisione dell'albero del mandrino e del manicotto con finitura superficiale delle sedi dei cuscinetti inferiore a 4 micropollici Ra e rotondità entro 0.00005 pollici, rettifica conica per interfacce portautensili e raggiungimento del controllo di precisione dell'angolo conico entro ±5 secondi d'arco e finitura inferiore a 8 micropollici Ra, anche per soddisfare gli standard ISO/DIN, rettifica interna per conicità dei fori negli alberi del mandrino cavi, rettifica fine delle filettature per filettature di precisione della barra di trazione con precisione del passo, fresatura CNC multiasse per alloggiamenti del mandrino con fori dei cuscinetti, flange montate e passaggio di raffreddamento, alesatura lineare di fori dei cuscinetti coassiali entro 0.0002 pollici, foratura trasversale per passaggio di mandata del refrigerante e porte di lubrificazione, perni di centraggio alesati di precisione per l'alloggiamento per la precisione di montaggio del robot, tornitura poligonale per interfacce di azionamento, taglio scanalato per trasmissione di coppia a motori o pulegge, EDM per passaggio del refrigerante nei mandrini motore integrati, trattamento termico, tempra sotto vuoto o trattamento criogenico per la polimerizzazione e aggiunta di distensione per prevenire spostamenti dimensionali a lungo termine, bilanciamento dinamico per rimuovere i punti alti per una qualità di bilanciamento G1.0 o G2.5 nell'ispezione finale ad alta velocità mediante manometri ad aria compressa, comparatori ottici, indicatori di eccentricità e dispositivi di misurazione coordinati per la verifica delle dimensioni di posizionamento e conicità di filettature, fori, perni di supporto e perni di alloggiamento.

Sui componenti del mandrino, applichiamo tolleranze di ±0.0001 pollici per i componenti più critici del mandrino, garantendo un bilanciamento del diametro dei perni dei cuscinetti di ±0.00008 pollici, un accoppiamento dei cuscinetti equilibrato e un controllo del precarico ottimale. Inoltre, rispettiamo gli standard ISO 7388 o DIN 69871 per le conicità dei portautensili, dove manteniamo angoli di conicità di ±5 secondi d'arco e diametri di conicità di ±0.0001 pollici. Il TIR, quando il set di mandrini è correttamente assemblato con cuscinetti di qualità, è inferiore a 0.0001 pollici (2.5 micron) all'interfaccia utensile e il mandrino raggiunge una concentricità dei perni dei cuscinetti entro 0.0001 pollici con l'asse di rotazione del mandrino per tutta la sua lunghezza. Manteniamo la superficie conica del perno del cuscinetto perpendicolare all'asse del mandrino entro 0.0002 pollici, garantendo il corretto posizionamento dell'utensile e la stabilità termica del mandrino per mantenere la posizione dell'utensile con ±5 micron entro 40 gradi Celsius lungo il mandrino. Inoltre, abbiamo controllato le dimensioni del foro dell'alloggiamento entro ±0.0003 pollici per migliorare gli adattamenti dei cuscinetti e massimizzarne la durata.

Sì. Offriamo capacità di produzione flessibili, tra cui:
Prototipazione rapida per la convalida del progetto
Produzione a basso volume per applicazioni specializzate
Produzione ad alto volume con controllo di qualità costante
Verifica strutturale e dimensionale completa in ogni fase

Certamente. Tutti i componenti del mandrino sono sottoposti a sistemi di gestione della qualità e linee guida ISO 9001. Vengono rispettati i requisiti specifici per i settori della robotica industriale: requisiti dimensionali e metallurgici (ad esempio, durezza e finitura superficiale), standard di conicità dei portautensili (ISO 7388 per HSK, DIN 69871 per gambo cavo, ISO 297 per coni Morse), linee guida per i cuscinetti per tolleranze e qualità superficiale degli alberi e completa tracciabilità dal lotto di materia prima fino all'ispezione finale per i componenti critici. I cuscinetti sono i componenti in cui un guasto del mandrino può causare la rottura dell'utensile, il danneggiamento di parti o la collisione dei robot durante il funzionamento nelle celle di produzione automatizzate.

Forniamo soluzioni di finitura complete, su misura per le esigenze del settore aerospaziale:
Anodizzazione (Tipo II e Tipo III)
Passivazione per la resistenza alla corrosione
Lucidatura di precisione per superfici aerodinamiche
Rivestimenti protettivi personalizzati e barriere termiche

I tempi di consegna dipendono dalla complessità e dalla quantità dell'ordine. Per alberi mandrino con geometrie semplici e senza complessità aggiuntiva, i tempi di consegna sono di circa 12-18 giorni lavorativi. Questo include operazioni di tornitura, trattamento termico, rettifica di precisione ed equilibratura dinamica. I gruppi di mandrini motorizzati più complessi, che includono anche un sistema di raffreddamento integrato e numerose caratteristiche di precisione, hanno un tempo di consegna di 5-7 settimane per la produzione completa. Per la verifica del progetto e i test delle prestazioni, anche i componenti prototipo del mandrino possono essere realizzati in tempi brevi, circa 8-12 giorni, con la relativa elaborazione accelerata. Per ordini di quantità maggiori, è possibile eseguire parte della rettifica in celle di rettifica dedicate e ottimizzare ulteriormente le fasi di equilibratura. Il preventivo include anche un programma di produzione dettagliato che delinea le fasi, inclusi i cicli di trattamento termico, la rettifica di precisione, l'equilibratura dinamica e i test di qualità di runout.

Assolutamente sì. Collaboriamo con team di ingegneri e integratori di robotica per realizzare soluzioni di mandrini personalizzate, studiate su misura per specifici processi di asportazione di materiale e limitazioni di carico utile del robot. Raggiungiamo velocità da 40,000 a 60,000 giri/min con portautensili a gambo cavo per la lavorazione dell'alluminio, progettiamo mandrini ad alta velocità e mandrini per sbavatura ad alta resistenza con robusti cuscinetti che gestiscono una forza di taglio radiale di oltre 300 Newton per configurazioni di mandrini robuste. Costruiamo anche mandrini ortogonali che utilizzano ingranaggi conici per accedere a particolari del pezzo in lavorazione di difficile accesso e ottimizzano la massa e l'ingombro del mandrino per adattarsi ai limiti di carico utile del robot collaborativo. Offriamo inoltre una rigidità del mandrino e intervalli di pressione del refrigerante integrato nel mandrino da 10 a 70 bar, nonché un cambio utensile automatico con azionamento pneumatico/idraulico della barra di traino e mandrini a cinghia con limiti di coppia controllati per prevenire la rottura dell'utensile. Infine, forniamo sistemi di mandrini completi con motori, encoder e interfaccia di controllo.
Ciò aiuta a sviluppare soluzioni di lavorazione robotizzata ottimizzate che includono la sbavatura automatizzata di parti fuse rimuovendo da 0.5 a 3 millimetri di materiale, la foratura di precisione di componenti aerospaziali con una precisione di posizione di 0.05 millimetri, la rettifica superficiale con una planarità di 10 micron, velocità del mandrino superiori a 30,000 giri/min, la rifinitura di compositi per una qualità dei bordi pulita, la finitura di dispositivi medici che richiedono una rugosità superficiale di 0.4 Ra per la biocompatibilità e parti fuse rifinite, e la finitura di dispositivi medici con rugosità superficiale.

La precisione della lavorazione CNC offre vantaggi eccezionali sotto diversi aspetti. I cuscinetti per mandrini correttamente lavorati con dimensioni del perno di ±.00008 pollici forniscono i necessari accoppiamenti con interferenza o gioco, aiutando i cuscinetti a raggiungere la loro durata di vita prevista di 10,000-20,000 ore a seconda della velocità e delle condizioni di carico. Un'eccentricità totale delle superfici dei cuscinetti pari o inferiore a 0.0001 pollici consente di eliminare l'eccentricità e le vibrazioni ad alta velocità. Le superfici dei cuscinetti sono quindi esposte a condizioni al limite del cedimento del cuscinetto: scarsa finitura superficiale sui pezzi lavorati, usura superficiale del cuscinetto e cedimento prematuro. La precisione del portautensile su geometrie coniche con specifiche ISO di ± 5 secondi d'arco di angolo di conicità consente il corretto posizionamento dell'utensile, necessario per ottenere un'eccentricità radiale sulla punta dell'utensile di 5 micron, fondamentale per una lavorazione con una tolleranza di 0.02 millimetri e una finitura superficiale di 1.6 Ra. La finitura superficiale controllata dei perni dei cuscinetti, inferiore a 4 micropollici Ra, riduce l'attrito e la temperatura del cuscinetto durante il funzionamento aumenta di 10-20 gradi Celsius, aumentando la durata della lubrificazione. La perfetta concentricità dei cuscinetti a strisciamento, pari a 0.0001 pollici, consente il mantenimento dell'asse di rotazione, eliminando così i carichi laterali sui cuscinetti. Questi carichi laterali sono responsabili di una riduzione del 50% della durata dei cuscinetti. La superficie conica presenta una deviazione ortogonale di 0.0002 pollici, che garantisce che il portautensile sia squadrato e si estenda senza problemi di eccentricità o contatto con la superficie.
Selezionare correttamente dimensioni e materiali per ottenere la rigidità necessaria a limitare la flessione a meno di 5 micron sotto le forze di lavorazione, al fine di garantire la precisione dimensionale dei componenti. Profili e raggi di spallamento appropriati eliminano la concentrazione di sollecitazioni, prevenendo l'innesco di cricche da fatica alle estremità dell'albero, dove la sollecitazione di flessione è massima. L'equilibratura dinamica a G2.5 o superiore consente il funzionamento fino a 40,000 giri/min con livelli di vibrazione di 0.5 millimetri al secondo e oltre, il che è sicuro per l'esposizione prolungata ad alte velocità. La durezza del cono compresa tra 58 e 62 HRC consente di mantenere contatti conici precisi durante migliaia di cambi utensile grazie alla resistenza all'usura. I passaggi di raffreddamento assiali e radiali di diametro e disposizione ottimali mantengono temperature stabili del mandrino e quindi posizioni dell'utensile entro 5 gradi Celsius, per garantire una dilatazione termica stabile e prevenire la crescita termica che influisce sulla posizione dell'utensile. Un sistema di scarico delle sollecitazioni di alta qualità e posizionato strategicamente consente di mantenere conicità, precarico dei cuscinetti e dimensioni del mandrino precisi per lunghi periodi di funzionamento. Il sistema di scarico delle sollecitazioni mantiene il precarico dei cuscinetti, la precisione della conicità e le dimensioni del mandrino per un funzionamento prolungato. Le superfici di montaggio precise tra mandrino e robot mantengono la precisione del punto centrale dell'utensile (TCP).
La pulizia in fase di produzione non solo fa risparmiare tempo, ma riduce e previene anche il verificarsi di guasti, mentre i sistemi di lavorazione robotizzata automatizzata funzionano con componenti di mandrino di precisione che presentano un'eccentricità dell'utensile inferiore a 5 micron, consentendo tolleranze di lavorazione di ±0.02 millimetri. Ra. con una qualità di finitura superficiale inferiore a 1.6 su parti in alluminio e acciaio e lavorazione con una velocità di rimozione da 50 a 500 centimetri cubi al minuto, a seconda del materiale con velocità del mandrino di 10,000 giri/min per sbavatura pesante e fino a 60,000 giri/min per la finitura dell'alluminio e forze di taglio da 100 a 500 Newton a seconda delle dimensioni del mandrino e della configurazione dei cuscinetti, stabilità termica che mantiene la capacità di processo attraverso cicli di servizio continui e durata di servizio di oltre 10,000 ore con automazione di processo continua, pianificata, prevedibile e affidabile per componenti aerospaziali, lavorazione con qualità superficiale e tolleranza rigorosamente rispettate, sbavatura di fusioni automobilistiche per la lavorazione di 200 parti o più per turno e nel settore delle apparecchiature elettroniche per ottenere una qualità superficiale estetica oltre a dispositivi medici con processi convalidati, finitura di stampaggio e matrice in cui la qualità del mandrino determina la qualità della matrice utilizzata nello stampaggio e nello stampaggio di forme del cliente.