Обрада алата погоном наспрам секундарног глодања на швајцарским струговима

Обрада алата са покретним алатима наспрам секундарног глодања на швајцарским струговима: Оптимизација прецизног CNC стругања

ПФТ, Шенжен

Апстракт: Стругови швајцарског типа постижу сложене геометрије делова коришћењем покретних алата (интегрисани ротирајући алати) или секундарног глодања (операције глодања након стругања). Ова анализа упоређује време циклуса, тачност и оперативне трошкове између обе методе на основу контролисаних испитивања обраде. Резултати показују да покретни алати смањују просечно време циклуса за 27% и побољшавају толеранцију положаја за 15% за карактеристике попут попречних отвора и равних површина, иако је почетна инвестиција у алате 40% већа. Секундарно глодање показује ниже трошкове по делу за количине мање од 500 јединица. Студија се завршава критеријумима за избор на основу сложености дела, величине серије и захтева за толеранцијом.

1 Увод

Швајцарски стругови доминирају у високопрецизној производњи малих делова. Кључна одлука укључује избор измеђуалати под напоном(глодање/бушење на машини) исекундарно млевење(наменске постпроцесне операције). Подаци из индустрије показују да 68% произвођача даје приоритет смањењу подешавања за сложене компоненте (Смит,Ј. Мануф. Сци., 2023). Ова анализа квантификује компромисе у перформансама користећи емпиријске податке обраде.

2 Методологија

2.1 Дизајн теста

• Обрадци: осовине од нерђајућег челика 316L (Ø8 мм x 40 мм) са 2x попречна отвора Ø2 мм + 1x равна рупа 3 мм.

• Машине:

  • Алатирање уживо:Цугами СС327 (Y-оса)

  • Секундарно глодање:Хардинг Конквест СТ + HA5C индексер

• Праћене метрике: Време циклуса (секунде), храпавост површине (Ra µm), толеранција положаја отвора (±mm).

2.2 Прикупљање података

Обрађене су три серије (n=150 делова по методи). Митутојова ЦММ је мерила критичне карактеристике. Анализа трошкова обухватала је хабање алата, рад и амортизацију машине.

3 резултата

3.1 Поређење перформанси

*Слика 1: Покретни алати скраћују време циклуса, али повећавају трошкове алата по делу.*

3.2 Анализа трошкова и користи

• Тачка рентабилности: Покретни алати постају исплативи на ~550 јединица (слика 2).

• Утицај на тачност: Покретни алати елиминишу грешке поновног причвршћивања, смањујући варијације Cpk за 22%.

4 Дискусија

Смањење времена циклуса: Интегрисане операције погонског алата елиминишу кашњења у руковању деловима. Међутим, ограничења снаге вретена ограничавају тешко глодање.
Ограничења трошкова: Нижи трошкови алата за секундарно глодање одговарају прототиповима, али акумулирају радну снагу потребну за руковање.
Практична импликација: За медицинске/ваздухопловне компоненте са толеранцијама од ±0,015 мм, покретни алати су оптимални упркос већим почетним улагањима.

5 Закључак

Покретни алати на швајцарским струговима пружају супериорну брзину и тачност за сложене делове средње до велике количине (>500 јединица). Секундарно глодање остаје одрживо за једноставније геометрије или мале серије. Будућа истраживања требало би да истраже динамичку оптимизацију путање алата за покретне алате.