Historia sukcesu rodziny firm H-J

Producent komponentów elektrycznych przejmuje produkcję form

Znajdź elastyczne, wydajne oprogramowanie CAD/CAM do produkcji narzędzi, form i wzorów dla linii komponentów transformatorów mocy.

Szybkie fakty

• Używane produkty: Mill, Productivity+, Dynamic Motion
• Branża: Transport

Szczegóły projektu

• Wyzwanie: Znalezienie elastycznego, wydajnego oprogramowania CAD/CAM do produkcji narzędzi, form i wzorów dla linii komponentów transformatorów mocy.
• Rozwiązanie: Mastercam, najczęściej używane oprogramowanie CNC do operacji CAD/CAM.
• Korzyści:
  • Mastercam i specjalistyczne oprzyrządowanie pomagają H-J produkować bardziej złożone formy w krótszym czasie bez znaczącego wzrostu nakładu pracy.
  • Ścieżka narzędzia OptiRough szybko usuwa duże ilości materiału dzięki dynamicznemu ruchowi frezowania, zapewniając bezpieczne i szybkie uzyskanie w pełni chropowatej części.
  • Technologia Dynamic Motion zwiększa dokładność i wydajność obróbki, umożliwiając H-J wykorzystanie frezów palcowych do osiągnięcia pożądanych rezultatów.

Założona w 1969 roku rodzina firm H-J jest globalnym dostawcą w branży transformatorów, rozdzielnic i wyłączników. Firma z siedzibą w High Ridge w stanie Missouri jest wiodącym producentem komponentów transformatorów mocy w obu Amerykach, posiadającym zakłady produkcyjne w USA, Chinach i Meksyku.

“H-J jest producentem i dostawcą wiązek dla producentów transformatorów i rozdzielnic” – powiedział Doug Goforth, kierownik ds. wsparcia i doskonalenia produkcji w The H-J Family of Companies. “Nasze produkty pojawiają się na ulicach wszędzie tam, gdzie przewód łączy się z transformatorem w sieci energetycznej”.

Aby stworzyć szeroką linię produktów, która obejmuje tuleje, izolatory i niestandardowe produkty inżynieryjne, H-J działa jako warsztat maszynowy, odlewnia, formiernia żywic epoksydowych i nie tylko. Aby produkować narzędzia, formy i wzory dla swoich produktów, pracownicy H-J polegają na frezach walcowo-czołowych i oprogramowaniu CAD/CAM firmy Mastercam. Wzory wspierają operacje odlewnicze i odlewanie metali, a formy są używane do odlewania żywic epoksydowych. Cztery stanowiska Mastercam w H-J wspierają rosnącą liczbę 20 pracowników obróbki skrawaniem.

Większość części H-J jest produkowana na pionowych centrach obróbczych, podczas gdy formy i wzory są głównie frezowane. Kiedyś firma produkowała cztery formy rocznie, które wymagały intensywnego ręcznego polerowania i wykańczania. Obecnie – dzięki oprogramowaniu CAM i specjalistycznym narzędziom – firma produkuje średnio jedną formę miesięcznie bez znaczącego wzrostu nakładu pracy.

“Mastercam zdecydowanie pomaga nam zoptymalizować nasze maszyny i używać ich w sposób, w jaki zostały zaprojektowane” – powiedział Bobby Schaper, programista CNC w The H-J Family of Companies. “Nie musimy wykonywać form dla określonych profili części, czego nie mogliśmy robić w przeszłości”.

W listopadzie 2018 r. firma CNC Software Inc. nawiązała współpracę z Harvey Performance Company i jej markami specjalistycznych frezów z węglików spiekanych i narzędzi skrawających Harvey Tool i Helical Tool. Ścieżki narzędzia w Mastercam mogą teraz integrować wybór narzędzi Harvey Tool. Harvey jest znany ze specjalistycznego profilowania i miniaturowych narzędzi, a Helical oferuje specyficzne dla materiału, wysokowydajne frezy trzpieniowe. Przybliżenie możliwości oprogramowania CAM do technologii narzędzi skrawających zwiększa produktywność istniejących maszyn H-J.

“Mamy frezarki za 200 000 USD, które konsekwentnie produkują części o jakości zwykle spotykanej na maszynach za 500 000 USD” – powiedział Goforth.

Jedną z tych części jest izolator transformatora. Sekcja osłony, która przypomina stos małych pierścieni, służy do zapobiegania awariom elektrycznym izolatora w przypadku zanieczyszczenia powietrzem lub wodą. Głównym wyzwaniem w produkcji osłon jest znalezienie odpowiedniego narzędzia o małej średnicy i długim zasięgu, które nie odchyla się ani nie drga podczas obróbki. Ponieważ wiaty są bardzo cienkie, H-J wykorzystuje do ich produkcji specjalistyczne narzędzia Harvey zwane frezami stożkowymi. Większość frezów Harvey wybranych do tego zastosowania ma specjalne stożki do podparcia i małe końcówki, niektóre o średnicy zaledwie 0,015″.

Oprócz specjalistycznego oprzyrządowania, H-J wykorzystuje ścieżki narzędzia Dynamic Motion firmy Mastercam, aby zwiększyć dokładność i wydajność obróbki. Przed użyciem ścieżek narzędzia programiści używali małych kroków w dół i dużych kroków w górę z narzędziami wymiennymi. Technologia Dynamic Motion pozwala H-J przyjąć inne podejście i używać frezów walcowo-czołowych, aby osiągnąć te same wyniki, czasem szybciej.

“Dynamiczne ścieżki narzędzia są moimi ulubionymi” – powiedział Schaper. “Używam ich na prawie każdej części, niekoniecznie do wykańczania”.

W przypadku obróbki zgrubnej ścieżką narzędzia wybieraną przez programistów H-J jest OptiRough. Ta dwukierunkowa strategia skrawania szybko usuwa duże ilości materiału dzięki dynamicznemu ruchowi frezowania. Po dużych, agresywnych cięciach następują szybkie, mniejsze cięcia w górę, aby bezpiecznie i szybko uzyskać w pełni zgrubną część. Do obróbki wykańczającej stosowane są przyspieszacze wrzeciona, które zwiększają prędkość maszyny do 50 000 obr.

“Wierzę, że ścieżki narzędzia i prędkości wrzeciona pomagają miniaturowym narzędziom Harvey osiągnąć to, do czego zostały zaprojektowane” – powiedział Schaper. “Wolimy raczej postawić narzędzie w sytuacji, w której może odnieść sukces, niż forsować je bardziej ze względu na wydajność czasu cyklu”.

Większość części produkowanych przez H-J ma wagę od 0,5 do 100 funtów. Aby sprostać tej różnorodności części, produkcja form w H-J wymaga dwóch zmian, aby obsłużyć całą fabrykę pras formierskich, która działa na trzy zmiany. Każda forma ma zazwyczaj co najmniej dwie wnęki, a w niektórych przypadkach nawet sześć. Tolerancje dopasowania wynoszą ±0,002″.

Niedawno firma H-J wykonała formę do celów badawczo-rozwojowych dla wydrążonej części o średnicy 14,5 cala i wysokości 5 stóp. Każda aluminiowa połowa formy ważyła 1400 funtów. Ze względu na swój rozmiar, forma została podzielona na cztery części w każdej sekcji i miała dwie linie podziału. Konfiguracja ta pozwalała na obrót bloku o 45 stopni w celu zminimalizowania zasięgu narzędzia do dna szopy. Ponieważ w tamtym czasie nie było dostępnej maszyny 5-osiowej, mechanicy H-J wykonali obróbkę 3-osiową, docierając na głębokość pięciu cali za pomocą frezów o średnicy 0,25 cala, aby ukończyć zadanie.

Najbardziej zniechęcającym aspektem tej 3-osiowej operacji obróbki było zlokalizowanie każdego bloku w maszynie, ponieważ płaska powierzchnia nie istniała po przechyleniu części. Do ukończenia procesu wykorzystano ścieżki narzędzi Dynamic Mill, OptiRest, OptiRough, a następnie Flowline do obróbki wykańczającej. Z pomocą ścieżek narzędzi Dynamic, specjalistycznego oprzyrządowania i wsparcia dostawcy, forma została wyprodukowana w ciągu trzech tygodni. Końcowa część ważyła 230 funtów.

“Mieliśmy sześć tygodni na wykonanie projektu części, projektu produktu, produkcji formy i produkcji części, aby dostarczyć część na targi” – powiedział Goforth. “Tworzymy formy w ciągu 8 do 12 tygodni, co odróżnia nas od wielu warsztatów formierskich i producentów produktów. Możemy teraz przyjmować i produkować niestandardowe produkty, wraz z oprzyrządowaniem, w ciągu kilku tygodni, w przeciwieństwie do lepszej części roku”.

Dla rodziny firm H-J korzyści płynące z oprogramowania CAM, precyzyjnych narzędzi i wsparcia klienta są nie do przecenienia.

OFERTA DLA KLIENTA

“Tworzymy formy w ciągu 8 do 12 tygodni, co odróżnia nas od wielu warsztatów formierskich i producentów produktów. Możemy teraz przyjmować i wytwarzać niestandardowe produkty, wraz z oprzyrządowaniem, w ciągu kilku tygodni, w przeciwieństwie do lepszej części roku”.

Doug Goforth, kierownik ds. wsparcia i doskonalenia produkcji, The H-J Family of Companies, High Ridge, Missouri