Токарно-фрезерний верстат проти окремого токарного верстата з ЧПУ та фрезерного верстата

Токарно-фрезерний верстат вартий додаткової інвестиції, коли ваші деталі поєднують точений діаметр із фрезерними деталями — хрестоподібними отворами, плоскими пазами чи пазами — і допуск або позиційне співвідношення між цими деталями буде під загрозою через переміщення деталі між двома окремими верстатами. Окремі токарно-фрезерні верстати з ЧПУ залишаються більш економічним вибором, коли деталі є суто ротаційними без фрезерування або суто призматичними без необхідності токарної обробки, оскільки додаткові можливості токарно-фрезерного верстата не використовуються на деталях, що виконують одну операцію. Рішення зводиться до трьох факторів: яка частина вашої суміші справді потребує обох операцій, наскільки жорсткий допуск між токарними та фрезерними деталями та чи знаходяться ваші розміри партії в діапазоні від низького до середнього, де економія часу на налаштування досягається найшвидше.

Ключові висновки

• Токарно-фрезерна обробка заробляє на гібридних деталях — тілах обертання з фрезерними елементами — а не на чисто токарній або чисто фрезерованій геометрії.

• Заявлене скорочення часу налагодження в результаті консолідації робочого процесу «токарно-фрезерний верстат» на одній токарно-фрезерній установці зазвичай коливається приблизно від 30–80% залежно від складності деталей, із заявленим періодом окупності в діапазоні 12–24 місяців для цехів із значною часткою деталей із гібридними функціями.

• Токарно-фрезерні верстати коштують значно дорожче (зазвичай називають у 1,5–2 рази порівнянну окрему комбінацію токарно-фрезерного верстата) і вимагають більш розширеного програмування та кваліфікованих операторів — це реальний компроміс, а не просто технічний нюанс.

• Для виробництва великих обсягів простих деталей, що обертаються, стандартний токарний верстат із механізмом подачі прутків зазвичай перевершує токарно-фрезерний верстат за вартістю деталі.

• Єдиним найчіткішим сигналом, який схиляє рішення в бік токарного фрезерування, є позиційний або концентричний допуск між точеним елементом і фрезерованим елементом, який процес із двома верстатами та двома установками важко надійно утримати.

Коли токарний станок приносить найбільшу цінність

Токарно-фрезерний компаундний верстат забезпечує найбільшу цінність за чотирьох умов: ваші деталі потребують як точених діаметрів, так і фрезерованих елементів (хрестовини, плоскі отвори, шпонкові канавки, шліци); вторинне кріплення на окремому верстаті вносить зміну розмірів або збільшує кількість браку; розміри партій від середніх до високих, а час циклу на деталь є конкурентоспроможним фактором; або площа приміщення та кількість операторів достатньо обмежені, щоб об’єднання двох машин в одну суттєво зменшило накладні витрати. Стандартний токарний верстат з ЧПК залишається економічно ефективнішим вибором для деталей, які виточуються без фрезерування.

Ці чотири умови описують, коли застосовується токарний станок — у розділах нижче кількісно визначено, якої вигоди очікувати в кожному випадку та скільки коштує її отримати.

Скільки часу налаштування та часу циклу насправді економить консолідація?

Очікуйте суттєвого, але змінного скорочення загального часу виробництва при консолідації послідовності токарно-фрезерних верстатів на одній токарно-фрезерній установці — показники, які повідомляються в галузі, зазвичай потрапляють у діапазон 30-50% для складних сімейств деталей, причому деякі джерела посилаються на скорочення до 65-82% для деталей з особливо важким навантаженням вторинної установки.

Механізм, що лежить в основі цього, простий: традиційний робочий процес із двома верстатами вимагає повороту деталі, видалення, повторної фіксації на фрезі та повторного встановлення контрольної точки для операції фрезерування — і кожен із цих кроків вимагає часу, незалежно від того, чи відображається він у звіті про використання машини. Токарно-фрезерний верстат тримає деталь в одному затиску для обох операцій, що повністю виключає етап перенесення, повторного закріплення та повторного прив’язування.

Окрім необробленого часу, кілька вторинних ефектів також враховують загальну вартість:

• Лом і повторна обробка : механічна обробка з одноразовою установкою усуває етап повторного кріплення, на якому найчастіше виникає помилка вирівнювання, що часто згадується як зменшення браку складних деталей, пов’язаного з допуском укладання.

• Інвентаризація незавершеного виробництва : деталі більше не стоять у черзі, очікуючи на переміщення від однієї машини до іншої, що зменшує WIP і готівку, пов’язану з ними.

• Ефективність оператора : один оператор, який керує токарно-фрезерним верстатом, замінює витрати на координацію керування деталлю двох окремих верстатів, а в цехах із обмеженим персоналом звільняє другого оператора для іншої роботи.

Скільки насправді коштує токарний стан — і які компроміси

Токарно-фрезерний верстат зазвичай коштує дорожче, ніж порівнянна окрема комбінація токарного верстата та фрези — зазвичай вказується в діапазоні від 1,5 до 2 разів вартості окремого обладнання — і ця додаткова вартість виходить за рамки самої ціни машини.

• Складність програмування : програмування токарних верстатів вимагає координації операцій токарної та фрезерної обробки, часто включаючи інтерполяцію осей C та осей Y, що вимагає більш вдосконаленого програмного забезпечення CAM та більше часу на програмування, особливо для першого виробничого циклу деталі.

• Вимоги до навичок оператора : для ефективної роботи токарно-фрезерного верстата потрібні оператори, навчені багатоосьовому програмуванню та плануванню процесів, а не лише точіння або фрезерування в одному процесі.

• Складність технічного обслуговування : складніша механічна конструкція та система керування токарно-фрезерного верстата можуть означати вищі витрати на технічне обслуговування та більш складне усунення несправностей, ніж простіше однопроцесорне верстата.

• Площа : токарно-фрезерний верстат більший, ніж однофункціональний токарний верстат або фреза окремо, тому, хоча він може замінити два верстати, він не усуває вимогу щодо площі повністю.

Жодне з цього не означає, що токарний станок є поганою інвестицією для правильних деталей — це означає, що інвестиції слід оцінювати відповідно до конкретної суміші та обсягу деталей, а не припускати, що вони універсально ефективніші.

Коли окремі машини все ще є правильним вибором

Окремі токарний і фрезерний верстати з ЧПК залишаються більш економічним вибором у кількох поширених сценаріях, і їхнє визнання наперед дозволяє уникнути надмірних інвестицій у можливості, які ви не використовуватимете.

• Деталі великого об’єму, що обертаються (прості вали, диски, втулки без фрезерних елементів), як правило, є найбільш рентабельними на спеціальному токарному верстаті з механізмом подачі прутків — загалом токарна обробка однієї деталі є швидшою та дешевшою, ніж проходження тієї самої простої геометрії через складніший цикл токарно-фрезерного верстата.

• Суто призматичні деталі, які не потребують токарної обробки, взагалі не отримують жодних переваг від токарно-фрезерної роботи, оскільки в першу чергу немає операції точіння для консолідації.

• Дуже великі, стабільні обсяги з мінімальною різноманітністю деталей : коли цех запускає ту саму просту деталь для розширених виробничих циклів, перевага часу циклу виділених, простіших верстатів, як правило, переважує економію часу на налаштування, яку запропонував би токарно-фрезерний верстат, оскільки налаштування відбувається лише один раз на дуже тривалий період.

• Обмежений бюджет або обмежений доступ до кваліфікованих багатоосьових програмістів : переваги токарно-фрезерного станка залежать від здатності програмувати та ефективно керувати ним — без цієї можливості всередині компанії або через постачальника теоретична економія часу може не відбутися на практиці.

Практична система прийняття рішень

Опрацюйте ці чотири запитання, щоб вибрати між токарно-фрезерним верстатом і окремим обладнанням для певного сімейства деталей:

1. Чи справді деталь потребує точіння та фрезерування? Якщо це суто ротаційна або суто призматична машина, зупиніться на цьому — одна спеціальна машина, швидше за все, буде правильним і більш економічним вибором.

2. Наскільки жорстким є допуск між точеними та фрезерованими деталями? Слабкі зв’язки часто можна надійно підтримувати на двох машинах за допомогою ретельної фіксації. Тісні зв’язки (зазвичай згадуються близько ±0,03 мм або більше) – це те, де ризик повторного закріплення стає справжньою проблемою щодо якості, на користь токарних верстатів.

3. Який розмір вашої партії та скільки часу на налаштування становить частка від загального часу виробництва? Виробництво з низькими та середніми обсягами, з високим вмістом суміші, є місцем, де час налагодження токарного млина скорочується найшвидше на деталь. Дуже високі стабільні обсяги виробництва простих деталей зазвичай надають перевагу спеціальним машинам.

4. Чи маєте ви (або можете отримати) навички програмування та інструменти CAM, необхідні для токарно-фрезерної обробки? Якщо ні, врахуйте час і вартість навчання або вартість використання постачальника, який уже має таку можливість, перш ніж вважати, що лише машина забезпечить очікувану економію.

Застосовуючи це до діапазону токарно-фрезерних компаундів SZGH

SZGH Токарно-млинна складна лінія — SZGH-36Y (ємність стрижня 35 мм, оптимальний діапазон 20–35 мм) і SZGH-46Y (ємність стрижня 45 мм, оптимальний діапазон 30–45 мм) — розроблено спеціально для деталей із гібридними функціями, описаних вище. Обидві моделі використовують конфігурацію живого інструменту 4+4 (4 торцеві та 4 бічні інструментальні станції) з одночасною інтерполяцією по осі C і осі Y, націлюючи такі деталі, як прецизійні вали, корпуси з’єднувачів і компоненти медичних імплантатів (SZGH-36Y) або золотники клапанів, патрубки гідравлічного колектора та автомобільні вали з перехресними елементами. (SZGH-46Y). Якщо ваша суміш частин складається переважно з простих, суто ротаційних компонентів, стандарт SZGH Асортимент токарних верстатів з ЧПУ , швидше за все, є більш рентабельною відправною точкою.

Часті запитання

Чи токарно-фрезерний верстат економічний для малих партій або прототипів?

Часто так, для деталей із справжніми гібридними функціями — оскільки економія часу на налаштування застосовується для партії, незалежно від розміру партії, токарно-фрезерний верстат може бути економічним навіть при невеликих обсягах, коли інакше деталь потребувала б кількох налаштувань на двох машинах. Для простих, суто ротаційних або суто призматичних деталей спеціальна машина, як правило, є більш економною за будь-якого обсягу.

Які основні недоліки токарно-фрезерного верстата?

Найбільш часто згадуваними недоліками є вища початкова вартість обладнання (часто в 1,5–2 рази порівняно з окремими токарним верстатом і фрезою), більш складне програмування, яке потребує кваліфікованих багатоосьових операторів, більш складне технічне обслуговування через механічну складність і складність керування верстатом, а також знижена економічна ефективність простих, суто обертових частин, де додаткові можливості не потрібні.

Чи можу я додати живий інструмент до стандартного токарного верстата замість того, щоб купувати токарно-фрезерний верстат?

Для деталей, які потребують лише випадкових простих вторинних функцій (базове поперечне свердління або прорізування пазів), токарний верстат із рухомим інструментом може бути дешевшою альтернативою повному токарно-фрезерному верстату. Для деталей, які потребують більшого фрезерування, переміщення осі Y або вузьких допусків між точеними та фрезерними деталями, спеціальний токарно-фрезерний верстат зазвичай забезпечує більш надійну роботу.

Скільки часу зазвичай потрібно, щоб побачити віддачу від інвестицій у токарно-фрезерний верстат?

Повідомлені періоди окупності зазвичай коливаються в межах 12–24 місяців для цехів із значною часткою деталей із гібридними функціями в асортименті деталей, хоча вони суттєво різняться залежно від складності деталей, розмірів партії та того, скільки роботи цеху фактично приносить користь від обробки з єдиною установкою.

Що робити, якщо лише деякі з моїх частин потребують фрезерування, а інші ні?

Це поширене явище і не вимагає рішення «все або нічого» — багато магазинів використовують токарно-фрезерний верстат для своїх складних деталей із гібридними функціями, зберігаючи окремі токарні верстати та фрези для простішої великооб’ємної роботи, підбираючи кожне сімейство деталей до верстату, який йому найкраще підходить.

Висновок

Вибір між токарно-фрезерним верстатом і окремим токарним верстатом із ЧПУ та фрезерним обладнанням полягає не в тому, що загалом краще, а у відповідності можливостей машини відповідно до фактичної суміші деталей. Деталі зі справжніми гібридними функціями токарно-фрезерної обробки, особливо з вузькими допусками на перехресні елементи, є тим, де токарно-фрезерна обробка надійно окупає себе; чисто обертові або чисто призматичні частини зазвичай краще обслуговуються спеціальним, простішим обладнанням. Повідомлення конкретної суміші деталей і розмірів партій – це найшвидший спосіб отримати рекомендацію, засновану на ваших фактичних вимогах до виробництва, а не на загальному правилі.

Запит на рекомендацію машини — поділіться своїми кресленнями деталей, розмірами партій і вимогами допуску Команда інженерів SZGH з’ясує, чи токарно-фрезерний верстат чи окремий токарно-фрезовий верстат найкраще підходить для вашого виробництва. Електронна пошта: export02@szghtech.com · WhatsApp: +86- 18925223781