Live Tooling vs Secondary Milling sa Swiss Lathes

Live Tooling vs Secondary Milling sa Swiss Lathes: Pag-optimize ng CNC Precision Turning

PFT, Shenzhen

Abstract: Ang Swiss-type na mga lathe ay nakakamit ng mga kumplikadong bahagi ng geometries gamit ang alinman sa live na tooling (pinagsama-samang mga tool sa pag-ikot) o pangalawang paggiling (post-turning milling operations). Inihahambing ng pagsusuring ito ang mga tagal ng pag-ikot, katumpakan, at mga gastos sa pagpapatakbo sa pagitan ng parehong mga pamamaraan batay sa mga pagsubok sa kinokontrol na machining. Isinasaad ng mga resulta na binabawasan ng live tooling ang average na cycle time ng 27% at pinapahusay ang positional tolerance ng 15% para sa mga feature tulad ng cross-hole at flats, kahit na 40% na mas mataas ang pamumuhunan sa paunang tooling. Ang pangalawang paggiling ay nagpapakita ng mas mababang mga gastos sa bawat bahagi para sa mga volume na wala pang 500 unit. Ang pag-aaral ay nagtatapos sa mga pamantayan sa pagpili batay sa pagiging kumplikado ng bahagi, laki ng batch, at mga kinakailangan sa pagpapaubaya.

1 Panimula

Ang mga Swiss lathe ay nangingibabaw sa mataas na katumpakan, maliit na bahagi na pagmamanupaktura. Ang isang kritikal na desisyon ay nagsasangkot ng pagpili sa pagitanlive na kasangkapan(on-machine milling/drill) atpangalawang paggiling(nakalaang mga operasyon pagkatapos ng proseso). Ipinapakita ng data ng industriya na 68% ng mga tagagawa ang inuuna ang pagbabawas ng mga setup para sa mga kumplikadong bahagi (Smith,J. Manuf. Sci., 2023). Sinusukat ng pagsusuring ito ang mga trade-off ng pagganap gamit ang data ng empirical machining.

2 Pamamaraan

2.1 Disenyo ng Pagsubok

• Mga workpiece: 316L stainless steel shaft (Ø8mm x 40mm) na may 2x Ø2mm cross-hole + 1x 3mm flat.

• Mga makina:

  • Live Tooling:Tsugami SS327 (Y-axis)

  • Pangalawang Paggiling:Hardinge Conquest ST + HA5C Indexer

• Mga Sukatan: Oras ng pag-ikot (segundo), pagkamagaspang sa ibabaw (Ra µm), pagpapahintulot sa posisyon ng butas (±mm).

2.2 Pangongolekta ng Datos

Tatlong batch (n=150 bahagi bawat pamamaraan) ang naproseso. Sinukat ng Mitutoyo CMM ang mga kritikal na tampok. Kasama sa pagsusuri sa gastos ang pagsusuot ng kasangkapan, paggawa, at pagbaba ng halaga ng makina.

3 Resulta

3.1 Paghahambing ng Pagganap

*Figure 1: Binabawasan ng live na tool ang cycle ng oras ngunit pinapataas ang bawat bahagi ng mga gastos sa tooling.*

3.2 Pagsusuri sa Cost-Benefit

• Break-Even Point: Ang live tooling ay nagiging cost-effective sa ~550 units (Figure 2).

• Epekto ng Katumpakan: Ang live na tooling ay nag-aalis ng mga error sa muling pag-aayos, na binabawasan ang pagkakaiba-iba ng Cpk ng 22%.

4 Pagtalakay

Cycle Time Reduction: Ang mga pinagsama-samang operasyon ng live tooling ay nag-aalis ng mga pagkaantala sa paghawak ng bahagi. Gayunpaman, ang mga limitasyon ng kapangyarihan ng spindle ay naghihigpit sa mabigat na paggiling.
Mga Limitasyon sa Gastos: Ang mas mababang gastos sa tooling ng pangalawang paggiling ay nababagay sa mga prototype ngunit nag-iipon ng paggawa sa pangangasiwa.
Praktikal na Implikasyon: Para sa mga bahaging medikal/aerospace na may ±0.015mm na tolerance, pinakamainam ang live na tool sa kabila ng mas mataas na paunang pamumuhunan.

5 Konklusyon

Ang live na tooling sa Swiss lathes ay naghahatid ng napakahusay na bilis at katumpakan para sa kumplikado, kalagitnaan hanggang sa mataas na dami ng mga bahagi (>500 unit). Ang pangalawang paggiling ay nananatiling mabubuhay para sa mas simpleng geometries o mababang batch. Dapat tuklasin ng pananaliksik sa hinaharap ang dynamic na toolpath optimization para sa live na tooling.