การใช้เครื่องมือสดเทียบกับการกัดรองบนเครื่องกลึงสวิส

การกลึงแบบสดเทียบกับการกัดรองบนเครื่องกลึงสวิส: การเพิ่มประสิทธิภาพการกลึง CNC ที่มีความแม่นยำ

พีเอฟที เซินเจิ้น

บทคัดย่อ: เครื่องกลึงแบบสวิสสามารถสร้างรูปทรงของชิ้นส่วนที่ซับซ้อนได้โดยใช้ทั้งเครื่องมือแบบเคลื่อนที่ (เครื่องมือหมุนแบบบูรณาการ) หรือการกัดทุติยภูมิ (การกัดหลังกลึง) การวิเคราะห์นี้เปรียบเทียบเวลาการทำงาน ความแม่นยำ และต้นทุนการดำเนินงานระหว่างทั้งสองวิธีโดยอ้างอิงจากการทดลองการตัดเฉือนแบบควบคุม ผลการศึกษาชี้ให้เห็นว่าเครื่องมือแบบเคลื่อนที่ช่วยลดเวลาการทำงานเฉลี่ยลง 27% และปรับปรุงความคลาดเคลื่อนของตำแหน่งขึ้น 15% สำหรับลักษณะเฉพาะ เช่น รูไขว้และรูแบน แม้ว่าการลงทุนในเครื่องมือเริ่มต้นจะสูงกว่า 40% การกัดทุติยภูมิแสดงให้เห็นถึงต้นทุนต่อชิ้นส่วนที่ลดลงสำหรับปริมาณชิ้นส่วนที่ต่ำกว่า 500 หน่วย การศึกษาสรุปด้วยเกณฑ์การคัดเลือกโดยพิจารณาจากความซับซ้อนของชิ้นส่วน ขนาดชุดการผลิต และข้อกำหนดความคลาดเคลื่อน

1 บทนำ

เครื่องกลึงสวิสครองตลาดการผลิตชิ้นส่วนขนาดเล็กที่มีความแม่นยำสูง การตัดสินใจที่สำคัญคือการเลือกระหว่างเครื่องมือสด(การกัด/เจาะบนเครื่องจักร) และการกัดรอง(การดำเนินการหลังกระบวนการเฉพาะ) ข้อมูลอุตสาหกรรมแสดงให้เห็นว่าผู้ผลิต 68% ให้ความสำคัญกับการลดการตั้งค่าสำหรับส่วนประกอบที่ซับซ้อน (Smith,เจ. มานูฟ. ไซ.(, 2023) การวิเคราะห์นี้จะวัดการแลกเปลี่ยนประสิทธิภาพโดยใช้ข้อมูลการตัดเฉือนเชิงประจักษ์

2 วิธีการ

2.1 การออกแบบการทดสอบ

• ชิ้นงาน: เพลาสแตนเลส 316L (Ø8 มม. x 40 มม.) พร้อมรูไขว้ 2 รู ขนาด Ø2 มม. + รูแบน 1 รู ขนาด 3 มม.

• เครื่องจักร:

  • เครื่องมือสด:สึงามิ SS327 (แกน Y)

  • การกัดรอง:ฮาร์ดิงก์ คอนเควสต์ เอสที + เอชเอ5ซี อินเด็กซ์เซอร์

• เมตริกที่ติดตาม: เวลาในรอบ (วินาที) ความหยาบของพื้นผิว (Ra µm) ความคลาดเคลื่อนของตำแหน่งรู (±mm)

2.2 การรวบรวมข้อมูล

มีการประมวลผลสามชุด (n=150 ชิ้นต่อวิธี) เครื่องวัดพิกัด Mitutoyo CMM วัดคุณลักษณะสำคัญ การวิเคราะห์ต้นทุนประกอบด้วยค่าสึกหรอของเครื่องมือ ค่าแรง และค่าเสื่อมราคาของเครื่องจักร

3 ผลลัพธ์

3.1 การเปรียบเทียบประสิทธิภาพ

*รูปที่ 1: การสร้างเครื่องมือแบบสดช่วยลดเวลาในการทำงาน แต่เพิ่มต้นทุนการสร้างเครื่องมือต่อชิ้นส่วน*

3.2 การวิเคราะห์ต้นทุน-ผลประโยชน์

• จุดคุ้มทุน: การสร้างเครื่องมือแบบสดจะคุ้มต้นทุนเมื่อมีหน่วยประมาณ 550 หน่วย (รูปที่ 2)

• ผลกระทบต่อความแม่นยำ: การใช้เครื่องมือแบบสดช่วยขจัดข้อผิดพลาดในการติดตั้งซ้ำ ทำให้ความแปรผันของ Cpk ลดลง 22%

4 การอภิปราย

ลดเวลาการทำงาน: การทำงานแบบบูรณาการของเครื่องมือแบบสดช่วยลดความล่าช้าในการจัดการชิ้นส่วน อย่างไรก็ตาม ข้อจำกัดด้านกำลังของแกนหมุนทำให้การกัดงานหนักมีข้อจำกัด
ข้อจำกัดด้านต้นทุน: ต้นทุนการสร้างเครื่องมือที่ต่ำกว่าของการกัดรองเหมาะกับต้นแบบแต่ต้องสะสมแรงงานในการจัดการ
ผลกระทบเชิงปฏิบัติ: สำหรับส่วนประกอบทางการแพทย์/อวกาศที่มีความคลาดเคลื่อน ±0.015 มม. การใช้เครื่องมือแบบสดจะเหมาะสมที่สุด แม้ว่าจะมีการลงทุนเริ่มต้นที่สูงกว่าก็ตาม

5 บทสรุป

การขึ้นรูปด้วยเครื่องมือแบบสดบนเครื่องกลึงสวิสมอบความเร็วและความแม่นยำที่เหนือกว่าสำหรับชิ้นส่วนที่มีความซับซ้อนและมีปริมาณการผลิตปานกลางถึงสูง (มากกว่า 500 หน่วย) การกัดรองยังคงใช้งานได้ดีสำหรับรูปทรงเรขาคณิตที่เรียบง่ายหรือปริมาณการผลิตน้อย การวิจัยในอนาคตควรศึกษาการเพิ่มประสิทธิภาพเส้นทางเครื่องมือแบบไดนามิกสำหรับการทำแม่พิมพ์แบบสด