Économies significatives en usinage du titane avec les fraises Helical

Lorsque l'équipe de fabrication de Geospace Technologies cherchait une meilleure durée de vie d'outil et une performance améliorée sur un travail de fraisage CNC de titane, ils se sont tournés vers Harvey Performance Company et l'ingénieur d'application local Mike Kanigowski pour régler quelques fraises Helical Solutions. Avec l'aide de Mike, Geospace Technologies, dirigée par le programmeur principal Tranquilino Sosa, a atteint un succès massif et d'importantes économies de coûts d'usinage du titane, ce qui les a amenés à changer complètement leur gamme d'outillage pour les fraises à haute performance de Helical dans leur atelier.

Lutte avec la durée de vie de l'outil

Avant de passer à Helical, Geospace Technologies rencontrait des problèmes de durée de vie d'outil sur un travail nécessitant à la fois des parcours de dégrossissage et de finition sur une pièce en Titane (Ti-6AL-4V). Pour leur passe de dégrossissage, Geospace utilisait une fraise à 4 goujures, 3/8" de diamètre, angle d'hélice 30° et revêtement TiALN d'un concurrent. Dans les parcours de dégrossissage traditionnels, cet outil tournait à 1 750 RPM avec une avance de 10 IPM. L'outil faisait quatre passes de profondeur, trois avec une profondeur axiale de .200", et une passe finale à .100" pour une profondeur totale de .700".

Pour la finition, l'équipe utilisait une version 1/2" du même outil concurrent, tournant à 900 RPM avec une avance de 8 IPM. Cela prenait deux passes, une à .400" de profondeur et la dernière jusqu'au fond de la pièce à .700".

Avec cette stratégie et cet outillage, l'équipe créait des pièces de haute qualité à un temps de cycle de 15 minutes 22 secondes par pièce, mais ne voyait l'outil de dégrossissage durer que 60 pièces en moyenne, et l'outil de finition environ 120 pièces. Cela causait des coûts d'outillage plus élevés que souhaité, et coûtait à l'équipe un temps précieux avec des changements d'outils fréquents.

Sosa avait vu le succès que d'autres ateliers avaient avec le fraisage de titane en utilisant les fraises Helical Solutions, et a donc contacté Kanigowski pour voir comment Helical pourrait les aider à réduire leur coût par pièce tout en obtenant une finition encore meilleure.

Ajustement de la sélection d'outil

Quand Mike a contacté l'équipe de Geospace, il a su qu'il y avait des avantages immédiats à changer les parcours d'outils utilisés dans ce travail. En utilisant leur logiciel ESPRIT, l'équipe a pu régler un nouveau programme en utilisant des parcours d'outils de fraisage à haute efficacité (HEM) via la technologie « Profit Milling » d'ESPRIT.

Avec les parcours d'outils HEM en place, Geospace allait avoir besoin de nouveaux outils haute performance pour tirer pleinement parti des ajustements de programmation. Après de nombreux tests et l'évaluation de plusieurs options de la vaste gamme de fraises pour titane de Helical, Geospace a opté pour deux outils solides.

Helical offre de nombreuses options différentes pour le fraisage de titane en parcours HEM. Lors des tests, l'équipe de Geospace a choisi la Helical EDP 59424, une fraise à 3/8" de diamètre, 7 goujures, rayon de coin. Cet outil présente une géométrie à pas variable et des ébrécheurs de copeaux décalés pour une évacuation optimale des copeaux, une réduction des harmoniques et une minimisation de la pression d'outil, ainsi que le revêtement Aplus de Helical pour la résistance aux hautes températures, la réduction de l'usure et l'amélioration de la durée de vie de l'outil.

Pour le parcours de finition, Geospace a choisi la Helical EDP 82566, une fraise 3/8", 6 goujures, bout carré de la célèbre ligne de produits HEV-6 de Helical. Cet outil présentait un design à pas variable pour aider à atténuer le chatter et laisser une finition supérieure. Bien que Helical offre également plusieurs outils pour les parcours de finition en titane, lors des tests, cet outil a fourni à Geospace la meilleure finition pour leur géométrie de pièce spécifique.

Vivre la « différence Helical »

Avec les nouveaux outils en place, l'équipe de Sosa a contacté Helical pour aider à régler les vitesses et avances. L'équipe technique Helical a pu les configurer sur Machining Advisor Pro, un calculateur avancé de vitesses et avances développé par les experts derrière l'outillage Helical Solutions. Avec cette application « miracle » dans leur arsenal, l'équipe a pu facilement régler leurs nouveaux outils pour leur grade de matériau spécifique, profondeur de coupe et configuration de machine.

L'équipe a vu des résultats positifs immédiats et des économies de coûts sur ce travail. Ils ont pu augmenter leurs parcours de dégrossissage à 4 500 RPM et 157 IPM. Le parcours de finition est resté largement le même, mais a abouti à une pièce finale grandement améliorée. Au total, le temps de cycle est passé de 15 minutes 22 secondes par pièce à 12 minutes 17 secondes par pièce, ce qui était génial, mais l'amélioration de la durée de vie de l'outil était là où Sosa était le plus impressionné.

Avec la nouvelle fraise Helical en atelier, Geospace a pu faire tourner les deux outils pour 580 pièces avec une usure très minime sur l'outil. C'était une amélioration de près de 1000 % de la durée de vie de l'outil pour leurs passes de dégrossissage et une amélioration de 483 % pour l'opération de finition. Au total, un outil de dégrossissage a pu durer plus de 42 heures dans la coupe avant d'avoir besoin d'être remplacé.

Éliminer le besoin d'un changement d'outil toutes les 60 pièces était également un gain de temps significatif. Les changements d'outils constants causaient un temps d'arrêt sérieux de la machine, qui a été éliminé avec la durée de vie plus longue vécue avec les fraises Helical. Ce qui semble être un inconvénient mineur s'additionnera vraiment à des dizaines d'heures de temps économisé sur quelques mois pour l'équipe de Sosa.

Geospace était ravi des résultats qu'ils ont vus sur ce travail de titane, car ils n'avaient jamais connu une longue durée de vie d'outil en titane avec aucune autre marque concurrente. Sosa et son équipe sont excités de continuer à utiliser les produits Helical Solutions sur tous leurs autres travaux à l'avenir et de continuer à travailler avec Kanigowski et l'équipe technique Helical sur le réglage de la sélection d'outils et des vitesses et avances sur les projets futurs.

Veuillez voir ci-dessous une analyse tête-à-tête de la performance des fraises Helical en termes de coûts totaux et de productivité gagnée versus celle du concurrent. Ces chiffres sont mesurés par 1 000 pièces, en tenant compte des coûts d'outillage, du temps de changement d'outil, des coûts de main-d'œuvre, des paramètres de fonctionnement et des temps de cycle.

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