Lifandi verkfæri vs. aukafræsun á svissneskum rennibekkjum

Bein verkfæravinnsla samanborið við aukafræsingu á svissneskum rennibekkjum: Hámarksnýting á nákvæmni CNC

PFT, Shenzhen

Ágrip: Svissneskar rennibekkir ná fram flóknum hlutum með því að nota annað hvort lifandi verkfæri (samþætt snúningsverkfæri) eða aukafræsingu (eftirfræsingaraðgerðir). Þessi greining ber saman hringrásartíma, nákvæmni og rekstrarkostnað milli beggja aðferða byggða á stýrðum vélrænum tilraunum. Niðurstöður benda til þess að lifandi verkfæri stytti meðalhringrásartíma um 27% og bæti staðsetningarvikmörk um 15% fyrir eiginleika eins og krossgöt og flatar skurði, þó að upphafleg fjárfesting í verkfæragerð sé 40% hærri. Aukafræsing sýnir lægri kostnað á hlut fyrir magn undir 500 einingum. Rannsóknin lýkur með valviðmiðum byggð á flækjustigi hluta, lotustærð og vikmörkum.

1 Inngangur

Svissneskir rennibekkir eru allsráðandi í framleiðslu á smáhlutum með mikilli nákvæmni. Mikilvæg ákvörðun felst í því að velja á milli...lifandi verkfæri(fræsing/borun á vél) ogaukafræsun(sérstök eftirvinnsluaðgerð). Gögn um iðnaðinn sýna að 68% framleiðenda forgangsraða því að draga úr uppsetningum fyrir flókna íhluti (Smith,J. Manuf. Sci.Þessi greining magngreinir málamiðlanir á milli afkasta með því að nota empirískar vinnslugögn.

2 Aðferðafræði

2.1 Prófunarhönnun

• Vinnuhlutir: Skaftar úr 316L ryðfríu stáli (Ø8mm x 40mm) með 2x Ø2mm þvergötum + 1x 3mm flötum holum.

• Vélar:

  • Lifandi verkfæri:Tsugami SS327 (Y-ás)

  • Aukafræsun:Hardinge Conquest ST + HA5C vísitölumælir

• Mælingar sem fylgst er með: Hringrásartími (sekúndur), yfirborðsgrófleiki (Ra µm), vikmörk holustöðu (±mm).

2.2 Gagnasöfnun

Þrjár framleiðslulotur (n=150 hlutar fyrir hverja aðferð) voru unnar. Mitutoyo CMM mældi mikilvæga eiginleika. Kostnaðargreiningin innihélt slit á verkfærum, vinnuafl og afskriftir vélarinnar.

3 niðurstöður

3.1 Samanburður á afköstum

*Mynd 1: Verkfæri með lifandi búnaði styttir framleiðslutíma en eykur verkfærakostnað á hvern hluta.*

3.2 Kostnaðar-ávinningsgreining

• Jafnvægispunktur: Verkfæri sem byggja á lifandi verkfærum verða hagkvæm við ~550 einingar (mynd 2).

• Áhrif á nákvæmni: Rafræn verkfæri útrýma villum við endurfestingu og draga úr Cpk breytingum um 22%.

4 Umræður

Minnkun á hringrásartíma: Samþættar aðgerðir lifandi verkfæra útrýma töfum á meðhöndlun hluta. Hins vegar takmarkar afl snældunnar þunga fræsingar.
Kostnaðartakmarkanir: Lægri verkfærakostnaður við fræsingu hentar fyrir frumgerðir en safnar upp vinnuafli við meðhöndlun.
Hagnýt þýðing: Fyrir lækninga-/geimhluta með ±0,015 mm vikmörk er lifandi verkfærauppsetning ákjósanleg þrátt fyrir hærri upphafsfjárfestingu.

5 Niðurstaða

Bein fræsing á svissneskum rennibekkjum skilar framúrskarandi hraða og nákvæmni fyrir flóknar hlutar í meðal- til stórum stíl (>500 einingar). Aukafræsun er enn möguleg fyrir einfaldari rúmfræði eða litlar framleiðslulotur. Framtíðarrannsóknir ættu að kanna breytilega bestun verkfæraslóða fyrir beina fræsing.