汽车模具和模具镶件通常是复杂的一次性零件,几乎没有出错的余地。Integrity Tool 在模块化工件夹持工具和 3D
光学扫描方面的投资使该公司能够为其 CNC 加工零件创造利基能力。

3d 扫描模具插件

在 Integrity Tool 加工的汽车模具嵌件的结构光扫描。在其他测量中,扫描可以校准已加工到零件中的特征,以与模块化 Schunk
工件夹持工具连接。

Integrity Tool面临的挑战始于其供应商从未真正方形的锯切坯料。其中许多工件注定要成为一家大型汽车公司的模具镶件——为客户提供的高度复杂、高价值、一次性的零件,代表了车间的重要收入来源。第一个打击是 Integrity Tool 实质上是为这些有缺陷的毛坯的平方支付了两次费用:向供应商支付初始付款,该供应商对“平方”毛坯收取额外费用,然后是在内部将六面毛坯正确平方的额外费用或在第二家商店。

下一个挑战紧随第一个挑战之后。

方形工件的首选工件夹持方法是该公司的一些人所说的“瑞士奶酪板”。这些是厚约一英寸半的热轧 A36 低合金钢板,Integrity Tool 用作临时的一次性工作夹具。其方法是在板上钻孔、攻丝和铰孔以匹配工件特征,将零件用螺栓固定在板上,然后加工 op 2。

将印版移动到另一台机床上进行二次操作往往会产生问题。一旦零件被移除,机械师必须用指示器扫过板以找到正确的孔 - 或者只是钻新孔 - 然后将板调平并开始下一个操作。

CNC机械师和机床

Integrity Tool 的机械师使用 Schunk WDM 模块将模具插件固定到墓碑上。

这不仅增加了流程的大量设置时间,而且还磨损了工具并将公差叠加引入生产周期。在牺牲板上钻新孔也增加了编程时间,并且装饰板可能会去除太多材料并使板太薄,这种情况会使其在加工过程中弯曲和弯曲。

“这是一场噩梦,”位于肯塔基州 Cox's Creek 的精密加工和定制自动化解决方案提供商 Integrity Tool 的创始人兼总裁 Jeff Lewis 说。“你把那个盘子装满,用它做瑞士奶酪,然后把它扔掉。”

不必要的费用。设置问题。更长的交货时间。通过多次操作增加了保持公差的难度。一连串的问题从新材料进入车间的那一刻就开始了。

所有这些问题的解决方案并不便宜,但刘易斯说它已经多次支付了红利。

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Integrity Tool 坐落在一个 380 英亩的养牛场上——这两个农场都由 Jeff Lewis 在他的家人和员工的帮助下经营。

养牛场的 CNC

要找到 Integrity Tool,您需要从路易斯维尔向东南方向行驶 45 分钟,深入广阔的田野和农舍。我被指示在我的 GPS 中搜索公司名称而不是地址本身,以避免一些导致其他访客误入歧途的数字怪癖。“你会在前面看到奶牛,”有人告诉我。“只要继续上山越过他们,你就会找到我们。”

Integrity Tool 是我参观过的唯一一家位于养牛场中间的机械车间——杰夫·刘易斯一生中大部分时间都在经营的农场,也是他养家糊口的地方。55 岁的刘易斯仍然在早上 5 点醒来,在农场的 380 英亩土地上工作。早上 7 点左右,他将注意力转移到商店,他通常在那里工作到下午 6 点或 6 点 30 分,吃完晚饭,然后再回到农场工作两三个小时。

Jeff Lewis,Integrity Tool 的所有者

Jeff Lewis 于 2000 年创立了 Integrity
Tool,当时他使用手动轧机和焊接设备来加工和维修农用设备。该公司现已发展到包括高精度 CNC 加工和定制自动化解决方案。

刘易斯在 2000 年开设了 Integrity Tool,作为一个为自己和邻居焊接和加工损坏的农场设备的地方。他的第一台机床是手动铣床。当生意开始好转时,他购买了一台数控车床,并学会了自己使用。快进到今天,该公司拥有 20 名员工,包括 CNC 程序员、机械师、设计和电气工程师,负责运营业务的自动化解决方案方面。该公司的数控机床设备现在包括一台 DMG MORI NLX 2500 车铣床、一台 DMU 65 五轴、一台 NVX 5100 VMC 以及三台 Hurco 立式数控铣床。

Lewis 带来的员工之一是 Integrity Tool 的运营副总裁 Tony Elder,也是与 Lewis 一起长大的堂兄。Lewis 说服 Elder 辞去汽车 OEM 设计工程师的工作并加入 Integrity Tool。反过来,Elder 说服 Lewis 大力投资于设备和技术,包括 Atos 结构光扫描仪和 DMG MORI NHX 5000 HMC,主要是为了扩大业务的工具和模具部分。

Integrity Tool 还对Schunk的模块化夹具工具进行了大量投资,这些工具几乎解决了与锯切坯料和牺牲板相关的所有问题。

夹持钢制工件的 Schunk 虎钳

带有旋转板钳口的 Schunk KSC-F 160 虎钳可夹持 3 mm 的材料,并允许在一个设置中加工该模块的五个侧面。

shopnow 没有将锯切的毛坯外包出去,而是使用带有旋转板钳口的 KSC-F 160 单动虎钳来夹住毛坯并在内部将它们摆正。旋转钳口仅夹持 3 mm 的材料,并允许在一个设置中加工模块的五个侧面。仅对锯切坯料进行方形切割的能力就节省了可观的成本并缩短了交货时间,但它还允许 Integrity 在同一操作期间将特征加工到模具钢中——这些特征将接收工件夹持供应商的 Vero-S 销以供以后的操作使用。

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Schunk WDM 模块固定在 DMG MORI 五轴机床内的网格板上。通过使用 Vero-S
系统将零件固定到网格板上,Integrity 的机械师可以通过建立 A 基准、X 或 Y 方向的 B 基准以及浮动 C 基准来保持精度。

Vero-S 引脚通过 Schunk WDM 夹紧模块将零件与安装在墓碑上的网格板配合,见此处。现在,机械师需要做的就是将零件从虎钳翻转到加工好的网格板上,以便与 Vero-S 销配合以进行下一次操作——快速转换允许零件使用相同的设置在多台机器上移动。

通过使用 Vero-S 系统将零件固定到网格板上,机械师现在可以通过建立 A 基准、X 或 Y 方向的 B 基准以及浮动 C 基准来保持精度,具体取决于网格的大小和形状。部分。Z 高度变化和调整可以通过使用不同尺寸的 WDM 模块进行。这些设置在多个操作中的准确性和一致性使 Integrity Tool 的成品零件保持在 +/-0.0004 到 0.0008 英寸范围内的公差,同时减少设置时间并提高产量。这让 Integrity 的机械师腾出时间专注于工作的其他方面,例如提高金属去除率和实施编程效率。

要有光

就其本身而言,高端工件夹具的投资不足以确保为一家大型汽车公司加工复杂的一次性模具镶件所需的精度。为了验证公差,Integrity Tool 使用结构化光扫描技术将每个模具嵌件的扫描覆盖在原始件之上——非接触式光学设备将激光图案投射到模具上,然后使用高精度相机读取和传输此信息数据到软件以生成零件的精确 3D 地图。

Integrity Tool 的 Tony Elder

Tony Elder 将他作为一家大型汽车公司的设计工程师的经验带到了 Integrity Tool,在那里他率先推出了新技术集成,例如这款
Atos 光学 3D 扫描仪。

当 OEM 在执行原始扫描后对模具进行微调时,就会出现问题。即使是像焊接修补这样的小调整也可能导致来自模具制造商的原始扫描数据变得过时。正因为如此,而且托尼·埃尔德在上一份工作中对这个过程很熟悉,他说服他的老朋友杰夫·刘易斯投资了六位数的资金购买了一台 Atos 高速 3D 扫描系统。现在,Lewis 和 Elder 将访问北美的客户设施作为他们日常工作的一部分,以便在开始加工模具镶件之前获取最新的模具扫描数据。

“当他们将我们的零件从货架上拿下来时,他们希望它们能正常工作,”Elder 说。“这些扫描数据对他们来说真的只是一份大保单。因为如果他们将工具撞到完全硬化的模具上,这可能是一场灾难性的失败,然后就爆炸了。当它爆炸时,他们没有备用模具,因为它是一个价值百万美元的工具。但他们打电话给我们要备用插件,所以他们有备份。”

现在,Integrity Tool 可以将新模具插件的扫描覆盖在 OEM 执行的原始模具插件扫描上,并生成关键特征公差的彩色编码图。他们还可以扫描加工中的零件,以确保在继续加工操作之前对齐工件夹具。

“我想吹嘘一下托尼,”刘易斯在我们访问结束时说。“我是这家店的老板,但正是因为我雇用的人,它才成功。托尼和我一起长大,一起踢足球等等,但要在自动化和高精度加工方面取得成功,需要每个人的贡献。我们的成功完全归功于像他这样的人以及我们的其他员工。”

完整性工具-ky.com |502-252-5800 | jlewis@integritytool-ky.com

Brent Donaldson,现代机械车间记者

你勇敢的记者,看着他在肯塔基州考克斯克里克的 Integrity Tool 外的奶牛牧场迈出一步。

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