Прывадныя інструменты супраць другаснага фрэзеравання на швейцарскіх такарных станках

Прывадныя інструменты супраць другаснага фрэзеравання на швейцарскіх такарных станках: аптымізацыя дакладнага такарнага апрацоўкі з ЧПУ

ПФТ, Шэньчжэнь

Анатацыя: Такарныя станкі швейцарскага тыпу дасягаюць складанай геаметрыі дэталяў з выкарыстаннем альбо прывадных інструментаў (інтэграваных круцельных інструментаў), альбо другаснага фрэзеравання (фрэзераванні пасля тачэння). Гэты аналіз параўноўвае час цыклу, дакладнасць і эксплуатацыйныя выдаткі паміж абодвума метадамі на аснове кантраляваных выпрабаванняў апрацоўкі. Вынікі паказваюць, што прывадныя інструменты скарачаюць сярэдні час цыклу на 27% і паляпшаюць дапушчальнае становішча на 15% для такіх элементаў, як папярочныя адтуліны і плоскія паверхні, хоць першапачатковыя інвестыцыі ў інструменты на 40% вышэйшыя. Другаснае фрэзераванне дэманструе больш нізкія выдаткі на дэталь для аб'ёмаў менш за 500 адзінак. Даследаванне завяршаецца крытэрыямі выбару, заснаванымі на складанасці дэталі, памеры партыі і патрабаваннях да дапушчальных адхіленняў.

1 Уводзіны

Швейцарскія такарныя станкі дамінуюць у высокадакладнай вытворчасці дробных дэталяў. Важнае рашэнне ўключае выбар паміж...жывыя інструменты(фрэзераванне/свідраванне на станку) ідругаснае фрэзераванне(спецыялізаваныя аперацыі пасля апрацоўкі). Дадзеныя галіны паказваюць, што 68% вытворцаў надаюць прыярытэт скарачэнню колькасці налад для складаных кампанентаў (Smith,Журнал вытворчых навук., 2023). Гэты аналіз колькасна вызначае кампрамісы ў прадукцыйнасці з выкарыстаннем эмпірычных дадзеных апрацоўкі.

2 Метадалогія

2.1 Распрацоўка тэстаў

• Нарыхтоўкі: валы з нержавеючай сталі 316L (Ø8 мм x 40 мм) з 2 папярочнымі адтулінамі Ø2 мм + 1 плоскай адтулінай 3 мм.

• Машыны:

  • Інструменты для жывой апрацоўкі:Tsugami SS327 (вось Y)

  • Другаснае фрэзераванне:Hardinge Conquest ST + індэксатар HA5C

• Адсочваныя паказчыкі: час цыкла (секунды), шурпатасць паверхні (Ra мкм), дапушчальнае становішча адтуліны (±мм).

2.2 Збор дадзеных

Былі апрацаваны тры партыі (n=150 дэталяў на метад). КММ Mitutoyo вымерала крытычныя характарыстыкі. Аналіз выдаткаў уключаў знос інструмента, працу і амартызацыю абсталявання.

3 вынікі

3.1 Параўнанне прадукцыйнасці

*Малюнак 1: Прывадныя інструменты скарачаюць час цыклу, але павялічваюць выдаткі на інструменты ў разліку на адну дэталь.*

3.2 Аналіз выдаткаў і выгод

• Кропка бясстратнасці: прывадныя інструменты становяцца рэнтабельнымі пры ~550 адзінках (малюнак 2).

• Уплыў на дакладнасць: прывадныя інструменты выключаюць памылкі паўторнага замацавання, зніжаючы варыяцыі Cpk на 22%.

4 Абмеркаванне

Скарачэнне часу цыклу: інтэграваныя аперацыі прывадных інструментаў ліквідуюць затрымкі пры апрацоўцы дэталяў. Аднак абмежаванні магутнасці шпіндзеля абмяжоўваюць цяжкае фрэзераванне.
Абмежаванні па кошце: ніжэйшыя выдаткі на інструменты для другаснага фрэзеравання падыходзяць для прататыпаў, але павялічваюць колькасць працы па апрацоўцы.
Практычнае прымяненне: для медыцынскіх/аэракасмічных кампанентаў з допускамі ±0,015 мм аптымальным з'яўляецца выкарыстанне прывадных інструментаў, нягледзячы на больш высокія першапачатковыя інвестыцыі.

5 Выснова

Прывадныя інструменты на швейцарскіх такарных станках забяспечваюць высокую хуткасць і дакладнасць для складаных дэталяў сярэдняга і вялікага аб'ёму (>500 адзінак). Дадатковае фрэзераванне застаецца прыдатным для больш простых геаметрый або невялікіх партый. У будучых даследаваннях варта вывучыць аптымізацыю дынамічнай траекторыі руху інструмента для прывадных інструментаў.