Live-jyrsintä vs. toissijainen jyrsintä Swiss Lathes -sorveissa

Live-työkalut vs. toissijainen jyrsintä Swiss Lathes -sorveissa: CNC-tarkkuussorvauksen optimointi

PFT, Shenzhen

Tiivistelmä: Sveitsiläistyyppiset sorvit saavuttavat monimutkaisia osageometrioita käyttämällä joko pyöriviä työkaluja (integroidut pyörivät työkalut) tai toissijaista jyrsintää (jälkisorvauksen jyrsintätoiminnot). Tämä analyysi vertaa sykliaikoja, tarkkuutta ja käyttökustannuksia molempien menetelmien välillä kontrolloitujen koneistuskokeiden perusteella. Tulokset osoittavat, että pyörivät työkalut lyhentävät keskimääräistä sykliaikaa 27 % ja parantavat sijaintitoleranssia 15 % esimerkiksi poikkireikien ja tasopintojen osalta, vaikka alkuinvestointi työkaluihin on 40 % suurempi. Toissijainen jyrsintä osoittaa alhaisempia osakohtaisia kustannuksia alle 500 yksikön määrissä. Tutkimus päättyy valintakriteereihin, jotka perustuvat osan monimutkaisuuteen, eräkokoon ja toleranssivaatimuksiin.

1 Johdanto

Sveitsiläiset sorvit hallitsevat tarkkaa pienten osien valmistusta. Ratkaiseva päätös on valita seuraavista:live-työkalut(koneella tehtävä jyrsintä/poraus) jatoissijainen jyrsintä(omistetut jälkikäsittelytoiminnot). Alan tiedot osoittavat, että 68 % valmistajista priorisoi monimutkaisten komponenttien asetusten vähentämistä (Smith,J. Manuf. Sci., 2023). Tämä analyysi kvantifioi suorituskyvyn kompromisseja empiiristen työstötietojen avulla.

2 Metodologia

2.1 Testisuunnittelu

• Työkappaleet: 316L ruostumattomasta teräksestä valmistetut akselit (Ø8 mm x 40 mm), joissa on 2 x Ø2 mm ristireikää + 1 x 3 mm tasainen reikä.

• Koneet:

  • Live-työkalut:Tsugami SS327 (Y-akseli)

  • Toissijainen jyrsintä:Hardinge Conquest ST + HA5C-indeksoija

• Seurattavat mittarit: Sykliaika (sekunteina), pinnan karheus (Ra µm), reiän sijainnin toleranssi (±mm).

2.2 Tiedonkeruu

Kolme erää (n = 150 osaa menetelmää kohden) käsiteltiin. Mitutoyo CMM mittasi kriittisiä ominaisuuksia. Kustannusanalyysiin sisältyivät työkalujen kuluminen, työvoima ja koneen poistot.

3 tulosta

3.1 Suorituskyvyn vertailu

*Kuva 1: Pyörivät työkalut lyhentävät sykliaikaa, mutta lisäävät kappalekohtaisia työkalukustannuksia.*

3.2 Kustannus-hyötyanalyysi

• Kannattavuusraja: Pyörivien työkalujen käyttö on kustannustehokasta noin 550 yksikön kohdalla (kuva 2).

• Tarkkuuden vaikutus: Pyörivät työkalut poistavat uudelleenkiinnitysvirheet ja vähentävät Cpk-vaihtelua 22 %.

4 Keskustelu

Sykliajan lyhentäminen: Pyörivien työkalujen integroidut toiminnot poistavat viiveitä kappaleen käsittelyssä. Karan tehorajoitukset kuitenkin rajoittavat raskasta jyrsintää.
Kustannusrajoitukset: Toissijaisen jyrsinnän alhaisemmat työkalukustannukset sopivat prototyyppeihin, mutta lisäävät käsittelytyötä.
Käytännön merkitys: Lääketieteellisille/ilmailualan komponenteille, joiden toleranssi on ±0,015 mm, pyörivät työkalut ovat optimaalisia suuremmista alkuinvestoinneista huolimatta.

5 Johtopäätös

Sveitsiläisillä sorveilla pyörivien työkalujen käyttö tarjoaa erinomaisen nopeuden ja tarkkuuden monimutkaisten, keskikokoisten ja suurten volyymien osien (>500 yksikköä) koneistuksessa. Toissijainen jyrsintä on edelleen mahdollista yksinkertaisempien geometrioiden tai pienten erien koneistuksessa. Tulevassa tutkimuksessa tulisi selvittää dynaamista työstöradan optimointia pyöriville työkaluille.