Un produttore di componenti elettrici si occupa della produzione di stampi
Trova un software CAD/CAM flessibile e potente per produrre utensili, stampi e modelli per una linea di componenti di trasformatori elettrici.
Fatti rapidi
- Prodotti utilizzati: Mulino, Productivity+, Dynamic Motion
- Settore: Trasporti
Dettagli del progetto
- La sfida: Trovare un software CAD/CAM flessibile e potente per produrre utensili, stampi e modelli per una linea di componenti per trasformatori elettrici.
- La soluzione: Mastercam, il software CNC più utilizzato per le operazioni CAD/CAM.
- Vantaggi:
- Mastercam e utensili speciali aiutano H-J a produrre stampi più complessi in tempi più brevi senza un aumento significativo della manodopera.
- Il percorso utensile OptiRough rimuove rapidamente grandi quantità di materiale grazie al movimento di fresatura dinamico per ottenere un pezzo completamente sgrossato in modo sicuro e veloce.
- La tecnologia Dynamic Motion aumenta la precisione e l’efficienza della lavorazione, consentendo a H-J di utilizzare le frese per ottenere i risultati desiderati.
Fondata nel 1969, The H-J Family of Companies è un fornitore globale nel settore dei trasformatori, dei quadri e degli interruttori. L’azienda di High Ridge, nel Missouri, è il principale produttore di componenti per trasformatori elettrici nelle Americhe, con impianti di produzione negli Stati Uniti, in Cina e in Messico.
“H-J è un produttore e un fornitore di fasci per i produttori di trasformatori e di quadri elettrici”, ha dichiarato Doug Goforth, Manufacturing Support and Improvement Manager di The H-J Family of Companies. “I nostri prodotti sono presenti in strada ovunque un cavo si colleghi a un trasformatore della rete elettrica”.
Per creare un’ampia linea di prodotti che comprende boccole, isolatori e prodotti ingegnerizzati su misura, H-J opera come officina meccanica, fonderia, stampaggio di resina epossidica e altro ancora. Per produrre utensili, stampi e modelli per i loro prodotti, i dipendenti di H-J si affidano alle frese e al software CAD/CAM Master cam. I modelli supportano le operazioni di fonderia e di fusione del metallo, mentre gli stampi sono utilizzati per la fusione di resina epossidica. Le quattro postazioni di Mastercam di H-J supportano il suo crescente personale di lavorazione, composto da 20 persone.
La maggior parte dei pezzi di H-J sono prodotti su centri di lavoro verticali, mentre gli stampi e i modelli sono prevalentemente fresati. Un tempo l’azienda produceva quattro stampi all’anno, stampi che richiedevano un’intensa attività di lucidatura e finitura a mano. Oggi, grazie al software CAM e agli utensili speciali, l’azienda produce in media uno stampo al mese senza un aumento significativo della manodopera.
“Mastercam ci aiuta sicuramente a ottimizzare le nostre macchine e a utilizzarle nel modo in cui sono state progettate”, afferma Bobby Schaper, programmatore CNC di The H-J Family of Companies. “Non dobbiamo lavorare su stampi per profili specifici dei pezzi, cosa che non potevamo fare in passato”.
Nel novembre 2018, CNC Software Inc. ha stretto una partnership con Harvey Performance Company e i suoi marchi Harvey Tool e Helical Tool di frese e utensili da taglio in metallo duro speciali. I percorsi utensile di Mastercam possono ora integrare la selezione di utensili di Harvey Tool. Harvey è nota per la profilatura speciale e gli utensili in miniatura, mentre Helical offre frese specifiche per i materiali e ad alte prestazioni. Avvicinando la potenza del software CAM alla tecnologia degli utensili da taglio, si aumenta la produttività delle macchine esistenti di H-J.
“Abbiamo frese da 200.000 dollari che producono costantemente pezzi di qualità che normalmente si vedono su macchine da 500.000 dollari”, ha detto Goforth.
Una di queste parti è un isolante per un trasformatore. La sezione di shed, che assomiglia a una pila di piccoli anelli, viene utilizzata per prevenire i guasti elettrici di un isolatore in caso di contaminazione da aria e acqua. Una delle sfide principali nella produzione dei capannoni è trovare l’utensile giusto, di piccolo diametro e a lunga gittata, che non si defletta e non fa rumore durante la lavorazione. Dato che i capannoni sono molto sottili, per produrli H-J utilizza utensili speciali Harvey chiamati “tapered reach” (frese a raggio d’azione). La maggior parte delle frese Harvey selezionate per l’applicazione ha una conicità speciale per il supporto e punte piccole, alcune con un diametro di 0,015″.
Oltre agli utensili speciali, H-J utilizza i percorsi utensile Dynamic Motion di Mastercam per aumentare la precisione e l’efficienza della lavorazione. Prima di utilizzare i percorsi utensile, i programmatori usavano piccoli step-down e grandi step-over con utensili indicizzabili. La tecnologia Dynamic Motion consente a H-J di adottare un approccio diverso e di utilizzare le frese per ottenere gli stessi risultati, a volte più velocemente.
“I percorsi utensile dinamici sono i miei preferiti”, ha detto Schaper. “Li uso su quasi tutti i pezzi, e non necessariamente per la finitura”.
Per i capannoni di sgrossatura, il percorso utensile scelto dai programmatori H-J è OptiRough. Questa strategia di taglio bidirezionale rimuove rapidamente grandi quantità di materiale grazie al movimento di fresatura dinamica. Tagli grandi e aggressivi sono seguiti da tagli veloci e più piccoli per ottenere un pezzo completamente sgrossato in modo sicuro e veloce. Per la finitura vengono utilizzati dei tachimetri per aumentare la velocità della macchina fino a 50.000 giri al minuto.
“Credo che i percorsi utensile e le velocità del mandrino aiutino gli utensili Harvey in miniatura a raggiungere gli obiettivi per cui sono stati progettati”, ha dichiarato Schaper. “Preferiamo mettere un utensile in una situazione in cui possa avere successo, piuttosto che spingerlo di più per ottenere un rendimento in termini di tempo di ciclo”.
La maggior parte dei pezzi prodotti da H-J varia da 0,5 a 100 libbre. Per far fronte a questa varietà di pezzi, l’attività di produzione di stampi di H-J richiede due turni per servire l’intera fabbrica di presse per lo stampaggio che opera su tre turni. Ogni stampo ha in genere almeno due cavità, e in alcuni casi fino a sei. Le tolleranze di montaggio sono di ±0,002″.
Di recente, H-J ha realizzato uno stampo a scopo di ricerca e sviluppo per un pezzo a centro cavo di 14,5 pollici di diametro e 5 piedi di altezza. Ogni metà dello stampo in alluminio pesava 1.400 libbre. A causa delle dimensioni, lo stampo era diviso in quattro pezzi per sezione e aveva due linee di separazione. La configurazione consentiva una rotazione di 45 gradi del blocco per ridurre al minimo la portata degli utensili sul fondo del capannone. Poiché all’epoca non era disponibile una macchina a 5 assi, i macchinisti di H-J hanno eseguito una lavorazione a 3 assi, raggiungendo una profondità di cinque pollici con frese da 0,25 pollici, per completare il lavoro.
L’aspetto più scoraggiante di questa lavorazione a 3 assi è stato il posizionamento di ogni blocco nella macchina, perché una volta inclinato il pezzo non esisteva una superficie piana. I percorsi utensile utilizzati per completare il processo sono stati Dynamic Mill, OptiRest, OptiRough e Flowline per la finitura. Con l’aiuto dei percorsi utensile Dynamic, degli utensili specializzati e del supporto del fornitore, lo stampo è stato prodotto in tre settimane. Il pezzo finale pesava 230 libbre.
“Abbiamo avuto sei settimane per progettare il pezzo, progettare il prodotto, costruire lo stampo e produrre il pezzo per poterlo presentare a una fiera”, ha detto Goforth. “Ora produciamo stampi in 8-12 settimane, il che ci distingue da molte officine di stampi e produttori di prodotti. Ora possiamo prendere e produrre prodotti personalizzati, completi di utensili, in poche settimane, invece che in un anno”.
Per la famiglia di aziende H-J, i vantaggi del software CAM, degli utensili di precisione e dell’assistenza clienti non possono essere sopravvalutati.
PREVENTIVO DEL CLIENTE
“Realizziamo stampi in 8-12 settimane, il che ci distingue da molte officine di stampi e produttori di prodotti. Ora siamo in grado di prendere e produrre prodotti personalizzati, completi di utensili, in poche settimane invece che in un anno”.
Doug Goforth, Manufacturing Support and Improvement Manager, The H-J Family of Companies, High Ridge, Missouri
