Tresna bizidunak vs. bigarren mailako fresaketa tornu suitzarretan: CNC doitasun-tornua optimizatzea
PFT, Shenzhen
Laburpena: Suitzar motako tornuek pieza-geometria konplexuak lortzen dituzte, bai tresneria biziduna (erreminta birakari integratuak) bai bigarren mailako fresaketa (torneaketa osteko fresaketa eragiketak) erabiliz. Analisia honek ziklo-denborak, zehaztasuna eta eragiketa-kostuak alderatzen ditu bi metodoen artean, mekanizazio-proba kontrolatuetan oinarrituta. Emaitzek adierazten dute tresneria bizidunak batez besteko ziklo-denbora % 27 murrizten duela eta % 15 hobetzen duela posizio-tolerantzia, hala nola zulo gurutzatuak eta lauak, nahiz eta hasierako tresneria-inbertsioa % 40 handiagoa izan. Bigarren mailako fresaketak pieza bakoitzeko kostu txikiagoak erakusten ditu 500 unitate baino gutxiagoko bolumenetarako. Ikerketak piezaren konplexutasunean, lote-tamainan eta tolerantzia-eskakizunetan oinarritutako hautaketa-irizpideekin amaitzen da.
1 Sarrera
Suitzako tornuak dira nagusi zehaztasun handiko pieza txikien fabrikazioan. Erabaki kritiko bat honako hauen artean aukeratzea da:tresneria biziduna(makinako fresaketa/zulaketa) etabigarren mailako fresaketa(osteko prozesu dedikatuak). Industriako datuek erakusten dute fabrikatzaileen % 68k osagai konplexuen konfigurazioak murriztea lehenesten dutela (Smith,J. Manuf. Zientzia.(2023). Analisia honek errendimenduaren arteko oreka kuantifikatzen du mekanizazio-datu enpirikoak erabiliz.
2 Metodologia
2.1 Probaren diseinua
-
Laneko piezak: 316L altzairu herdoilgaitzezko ardatzak (Ø8mm x 40mm), 2x Ø2mm-ko zulo gurutzatu + 1x 3mm-ko zulo lauekin.
-
Makinak:
-
Tresna biziak:Tsugami SS327 (Y ardatza)
-
Bigarren mailako fresaketa:Hardinge Conquest ST + HA5C indexatzailea
-
-
Jarraitutako metrikak: Ziklo-denbora (segundoak), gainazalaren zimurtasuna (Ra µm), zuloaren posizioaren tolerantzia (±mm).
2.2 Datuen bilketa
Hiru lote (n=150 pieza metodo bakoitzeko) prozesatu ziren. Mitutoyo CMM-k ezaugarri kritikoak neurtu zituen. Kostuen analisiak erremintaren higadura, lana eta makinaren amortizazioa barne hartu zituen.
3 Emaitza
3.1 Errendimenduaren alderaketa
| Metrika | Tresna bizidunak | Bigarren mailako fresaketa |
|---|---|---|
| Batez besteko ziklo-denbora | 142 segundo | 195 segundo |
| Posizio-tolerantzia | ±0,012 mm | ±0,014 mm |
| Gainazalaren zimurtasuna (Ra) | 0,8 µm | 1,2 µm |
| Tresneriaren kostua/pieza | 1,85 $ | 1,10 $ |
*1. irudia: Tresna biziek ziklo-denbora murrizten dute, baina pieza bakoitzeko tresneriaren kostuak handitzen dituzte.*
3.2 Kostu-onura azterketa
-
Berdintasun-puntua: Tresna bizidunak kostu-eraginkorrak bihurtzen dira ~550 unitatetan (2. irudia).
-
Zehaztasunaren eragina: Tresna biziek berriro finkatzeko akatsak ezabatzen dituzte, Cpk aldakuntza % 22 murriztuz.
4 Eztabaida
Ziklo Denboraren Murrizketa: Tresna bizidunen eragiketa integratuek piezen manipulazio atzerapenak ezabatzen dituzte. Hala ere, ardatzaren potentzia mugak fresaketa astuna mugatzen du.
Kostu mugak: Bigarren mailako fresatzearen tresneria-kostu baxuagoak prototipoetarako egokiak dira, baina manipulazio-lana metatzen du.
Ondorio praktikoa: ±0,015 mm-ko tolerantzia duten osagai mediko/aeroespazialetan, tresneria biziduna da optimoa hasierako inbertsioa handiagoa izan arren.
5 Ondorioa
Suitzako tornuetan tresneria bizidunek abiadura eta zehaztasun handiagoa eskaintzen dute pieza konplexu eta bolumen ertain-handikoetarako (> 500 unitate). Bigarren mailako fresaketa bideragarria da geometria sinpleagoetarako edo lote txikietarako. Etorkizuneko ikerketek tresneria bizidunetarako tresna-ibilbideen optimizazio dinamikoa aztertu beharko lukete.
Argitaratze data: 2025eko uztailak 24
