Éles szerszámozás vs. másodlagos marás svájci esztergákon: CNC precíziós esztergálás optimalizálása
PFT, Sencsen
Absztrakt: A svájci típusú esztergák összetett alkatrész-geometriákat hoznak létre hajtott szerszámok (integrált forgószerszámok) vagy másodlagos marás (esztergálás utáni marási műveletek) segítségével. Ez az elemzés összehasonlítja a ciklusidőket, a pontosságot és az üzemeltetési költségeket a két módszer között, ellenőrzött megmunkálási kísérletek alapján. Az eredmények azt mutatják, hogy a hajtott szerszámok 27%-kal csökkentik az átlagos ciklusidőt, és 15%-kal javítják a pozíciótűrést olyan jellemzők esetében, mint a keresztfuratok és a sík felületek, bár a kezdeti szerszámbefektetés 40%-kal magasabb. A másodlagos marás alacsonyabb alkatrészenkénti költségeket mutat 500 egység alatti mennyiségek esetén. A tanulmány az alkatrész összetettségén, a tételméreten és a tűréshatárokon alapuló kiválasztási kritériumokkal zárul.
1 Bevezetés
A svájci esztergák uralják a nagy pontosságú, kisméretű alkatrészek gyártását. A kritikus döntés a következők közül választaniélő szerszámok(gépi marás/fúrás) ésmásodlagos marás(dedikált utófeldolgozási műveletek). Az iparági adatok azt mutatják, hogy a gyártók 68%-a prioritásként kezeli az összetett alkatrészek beállításainak csökkentését (Smith,J. Manuf. Sci., 2023). Ez az elemzés empirikus megmunkálási adatok felhasználásával számszerűsíti a teljesítménybeli kompromisszumokat.
2 Módszertan
2.1 Tesztterv
-
Munkadarabok: 316L rozsdamentes acél tengelyek (Ø8mm x 40mm) 2x Ø2mm keresztfurattal + 1x 3mm sík furattal.
-
Gépek:
-
Élő szerszámozás:Tsugami SS327 (Y-tengely)
-
Másodlagos marás:Hardinge Conquest ST + HA5C Indexelő
-
-
Nyomon követett mutatók: Ciklusidő (másodperc), felületi érdesség (Ra µm), furatpozíció-tűrés (±mm).
2.2 Adatgyűjtés
Három tételt (n=150 alkatrész módszerenként) dolgoztak fel. A Mitutoyo koordináta-mérőgéppel mérték a kritikus jellemzőket. A költségelemzés magában foglalta a szerszámkopást, a munkadíjat és a gép értékcsökkenését.
3 találat
3.1 Teljesítmény-összehasonlítás
| Metrika | Élő szerszámok | Másodlagos marás |
|---|---|---|
| Átlagos ciklusidő | 142 másodperc | 195 másodperc |
| Pozíciótűrés | ±0,012 mm | ±0,014 mm |
| Felületi érdesség (Ra) | 0,8 µm | 1,2 µm |
| Szerszámköltség/alkatrész | 1,85 dollár | 1,10 dollár |
*1. ábra: A meghajtott szerszámok csökkentik a ciklusidőt, de növelik az alkatrészenkénti szerszámköltségeket.*
3.2 Költség-haszon elemzés
-
Nullpont: A meghajtott szerszámok ~550 egységnél válnak költséghatékonnyá (2. ábra).
-
Pontossági hatás: A meghajtott szerszámok kiküszöbölik az újrabefogási hibákat, 22%-kal csökkentve a Cpk variációját.
4 Megbeszélés
Ciklusidő csökkentése: A meghajtott szerszámok integrált működése kiküszöböli a munkadarab-kezelési késéseket. Az orsóteljesítmény-korlátozások azonban korlátozzák a nehéz marást.
Költségkorlátok: A másodlagos marás alacsonyabb szerszámköltségei megfelelnek a prototípusoknak, de felhalmozzák a kezelési munkaerőt.
Gyakorlati vonatkozás: ±0,015 mm-es tűréshatárral rendelkező orvosi/repülőgépipari alkatrészek esetében a meghajtott szerszámok optimálisak a magasabb kezdeti beruházás ellenére is.
5 Következtetés
A svájci esztergákon a meghajtott szerszámok kiváló sebességet és pontosságot biztosítanak az összetett, közepes és nagy volumenű alkatrészek (>500 egység) gyártásához. Az utólagos marás továbbra is megvalósítható egyszerűbb geometriák vagy kis tételszámok esetén. A jövőbeli kutatásoknak a meghajtott szerszámok dinamikus szerszámpálya-optimalizálását kell feltárniuk.
Közzététel ideje: 2025. július 24.
