Scule antrenate vs. frezare secundară pe strunguri elvețiene

Scule antrenate vs. frezare secundară pe strunguri elvețiene: optimizarea strunjirii de precizie CNC

PFT, Shenzhen

Rezumat: Strungurile de tip elvețian realizează geometrii complexe ale pieselor utilizând fie scule antrenate (scule rotative integrate), fie frezare secundară (operațiuni de frezare post-strunjire). Această analiză compară timpii de ciclu, precizia și costurile operaționale între cele două metode, pe baza unor încercări de prelucrare controlate. Rezultatele indică faptul că sculele antrenate reduc timpul mediu de ciclu cu 27% și îmbunătățesc toleranța pozițională cu 15% pentru caracteristici precum găurile transversale și suprafețele plane, deși investiția inițială în scule este cu 40% mai mare. Frezarea secundară demonstrează costuri per piesă mai mici pentru volume sub 500 de unități. Studiul se încheie cu criterii de selecție bazate pe complexitatea piesei, dimensiunea lotului și cerințele de toleranță.

1 Introducere

Strungurile elvețiene domină fabricarea de înaltă precizie a pieselor mici. O decizie critică implică alegerea întrescule antrenate(frezare/găurire la mașină) șimăcinare secundară(operațiuni dedicate de post-procesare). Datele din industrie arată că 68% dintre producători acordă prioritate reducerii configurărilor pentru componentele complexe (Smith,J. Manuf. Științe.(2023). Această analiză cuantifică compromisurile de performanță folosind date empirice de prelucrare.

2 Metodologie

2.1 Proiectarea testului

• Piese de prelucrat: tije din oțel inoxidabil 316L (Ø8mm x 40mm) cu 2 găuri transversale de Ø2mm + 1 plată de 3mm.

• Mașini:

  • Scule antrenate:Tsugami SS327 (axa Y)

  • Frezare secundară:Indexator Hardinge Conquest ST + HA5C

• Indicatori urmăriți: Timpul ciclului (secunde), rugozitatea suprafeței (Ra µm), toleranța poziției găurii (±mm).

2.2 Colectarea datelor

Au fost procesate trei loturi (n=150 de piese per metodă). Mașina de măsurat în masă (CMM) Mitutoyo a măsurat caracteristicile critice. Analiza costurilor a inclus uzura sculelor, manopera și amortizarea mașinii.

3 Rezultate

3.1 Comparație de performanță

*Figura 1: Sculele antrenate reduc timpul de ciclu, dar cresc costurile per piesă.*

3.2 Analiza cost-beneficiu

• Punct de rentabilitate: Sculele antrenate devin rentabile la ~550 de unități (Figura 2).

• Impact asupra preciziei: Sculele motorizate elimină erorile de refixare, reducând variația Cpk cu 22%.

4 Discuție

Reducerea timpului de ciclu: Operațiunile integrate ale sculelor motorizate elimină întârzierile în manipularea pieselor. Cu toate acestea, limitările de putere ale axului restricționează frezarea grea.
Limitări de cost: Costurile mai mici ale sculelor oferite de frezarea secundară sunt potrivite pentru prototipuri, dar acumulează manoperă de manipulare.
Implicații practice: Pentru componentele medicale/aerospațiale cu toleranțe de ±0,015 mm, sculele antrenate sunt optime, în ciuda unei investiții inițiale mai mari.

5 Concluzie

Sculele motorizate pe strunguri elvețiene oferă viteză și precizie superioare pentru piese complexe, de volum mediu spre mare (>500 de unități). Frezarea secundară rămâne viabilă pentru geometrii mai simple sau loturi mici. Cercetările viitoare ar trebui să exploreze optimizarea dinamică a traiectoriei sculelor motorizate.