Выбор идеального станка для каждой задачи

Одним из первых признаков того, что Precision Plus отличается от других цехов, был легкий щелкающий звук. Звук исходит от более чем дюжины механически приводных швейцарских токарных станков в центре цеха. Выстроенные в аккуратные ряды и обслуживаемые очевидно более новыми прутоподачами, эти станки режут без прикрытий, без шумогасящих обмуровок, характерных для CNC-станков цеха. Ближе взгляд раскрывает полдюжины или около того инструментов, одновременно впивающихся в заготовку и выходящих из нее, пока вращаются камы.

Здесь Майк Ридер стоит рядом с двухшпиндельным CNC-токарным станком Miyano BNX. Майк отвечает за программу обучения цеха, которая готовит новых сотрудников к работе на швейцарских автоматах. Фото: Precision Plus

Некоторые из этих станков уже годами производили детали к моменту переезда компании в текущее местоположение в Элхорне, штат Висконсин, в 2000 году. Под руководством президента компании Майка Дж. Ридера, компания с тех пор добавила различное более новое CNC-оборудование, включая двухшпиндельные токарные станки Miyano ABX и BNX, а также множество швейцарских CNC-токарных станков Star и Tsugami. И все же Precision Plus все еще сильно полагается на оборудование, работающее примерно так же, как когда отец Ридера, Фил, впервые приобрел компанию в 1988 году — то есть используя физические камы вместо CNC для распределения времени и глубины резов. Почему?

Это был мой первый вопрос Майклу П. Ридеру, вице-президенту по инженерии (и сыну Майка Ридера). Его ответ был прост: «Камерно-приводные станки, когда их можно использовать, дешевле в эксплуатации», — говорит он.

Выбор камов вместо CAM

Мелкие точные детали, такие как этот винт для обоев и фаготов, идеальны для камерно-приводных станков. Канавка вырезана пилой, прикрепленной к подборному приспособлению. Фото: Precision Plus

«Для мелких цилиндрических деталей с более высокими годовыми объемами швейцарские камерные станки очень экономичны», — говорит Ридер. Флот механически приводных швейцарских токарных станков от Tornos имеют более низкие затраты на электроэнергию и критически важно могут часто резать детали значительно быстрее.

Этот последний фактор может удивить некоторых, поскольку кажуется, что компьютерно-управляемый станок не должен иметь проблем с конкуренцией со станком, у которого абсолютно никакой вычислительной мощности. Однако камерно-приводные станки могут использовать несколько режущих инструментов одновременно с очень малым перемещением. «Все инструменты находятся в покое менее чем в двух дюймах от детали», — говорит Ридер, жестикулируя к полукругу режущих инструментов, бешено режущих опорный штифт из тонкого прутка. «Это делает его намного быстрее, чем CNC».

Пять режущих инструментов окружают заготовку на этом камерно-приводном швейцарском автомате. По мере вращения камерного вала разные режущие инструменты выполняют свои операции и вырезают готовую деталь за один оборот вала. Близкое позиционирование режущих инструментов относительно заготовки делает его отличным вариантом для быстрого производства деталей с небольшим количеством элементов. Фото: Precision Plus

Насколько быстрее это может быть? «У нас есть одна деталь, которая занимала бы восемь секунд на штуку на швейцарском CNC», — говорит Ридер. «На камерном станке это занимает три секунды». Более чем удвоение скорости производства — крупная разница, особенно при больших объемах. «Если бы мы использовали CNC на этой детали», — говорит он, «мы бы даже не вышли в ноль».

Но когда CNC-станки предпочтительнее?

Точность и допуски на CNC

Еще одно преимущество от камерно-приводных станков Tornos? Визуальность. «Швейцарские камерные станки легко доступны, так что вы можете видеть, что происходит», — говорит Ридер. Это делает их идеальными для программы обучения цеха, которой Ридер приписывает доставку рабочей силы. Фото: Precision Plus

«Это действительно зависит от потребностей детали», — говорит Ридер. «Некоторые детали требуют повышенной точности, которую обеспечивает швейцарский CNC». Возьмем пример стоматологического компонента, который производит предприятие. На одном конце диаметр составляет всего 0,01 дюйма, и его отношение длины к диаметру довольно высоко, поэтому требуется дополнительная поддержка для устранения вибраций и предотвращения отлома компонента в станке. Эти особенности детали делают CNC необходимым, так как он способен на более высокую точность и большую жесткость. Кроме того, шероховатость поверхности должна быть почти безупречной, так как незначительная несовершенность может быть катастрофической. «Мы должны убедиться, что попадаем в допуск точно», — говорит Ридер. «Если бы у этого стоматологического компонента были какие-либо поверхностные дефекты, это могло бы привести к распространению трещин и отказу в эксплуатации».

Думаю, каждый, кто сидел в стоматологическом кресле, благодарен за повышенную точность CNC-станка.

Этот стоматологический компонент должен соответствовать строгим допускам и имеет большое отношение длины к диаметру, делая необходимым использование швейцарского CNC-токарного станка вместо камерно-приводного. Фото: Precision Plus

Факторы, отличные от допуска, могут играть роль в выборе CNC-станков. Во-первых, они могут обрабатывать более крупные детали — 12, 20 или 32 миллиметра в зависимости от станка. Кроме того, детали вроде стоматологического компонента требуют высоконапорного СОЖ, что невозможно в камерно-приводных швейцарских токарных станках. СОЖ также может быть главным фактором для материалов, образующих липкие или струнчатые стружки, а также клапанных компонентов с канавками прокладочных колец, требующих высокого давления для удаления стружки.

Наконец, зажимные токарные станки находят работу с более крупными и сложными деталями до 2,5 дюймов в диаметре. «Обычно, когда у нас много удаления материала или более высокая степень сложности, мы будем использовать нашу платформу Miyano», — говорит Ридер. Miyano ABX используется для агрессивной и точной обработки — частично благодаря гидравлически приводным патронам и надежному дизайну платформы. Одна деталь, используемая в производстве полупроводников, предполагает большое удаление материала по внутреннему диаметру, эксцентричное сверление, нарезку резьбы и наружную токарную обработку на высокопрочной, высокодоступной нержавейке. На двухшпиндельном токарном станке с тремя револьверами компонент может быть полностью обработан в одной операции по высококонкурентной ставке.

Используемая в производстве полупроводников, эта деталь лучше подходит для традиционного токарного станка. Она включает множественные эксцентричные операции сверления, интенсивное удаление материала по ВД и несколько наружных особенностей — все в труднобрабатываемом сплаве нержавейки. Фото: Precision Plus

Другой токарный станок — Miyano BNX — там в основном за свою эффективность. «BNX предлагает более быстрые производственные темпы, чем ABX, позволяя также смещения пятой десятичной», — говорит Ридер. Precision Plus обрабатывает компоненты ±1 десятитысячную дюйма по наружному диаметру и всего 3 десятитысячных по внутренним отверстиям. Когда не нужно быть совсем таким точным, он способен обрабатывать одновременно на главном и контрспинделе с одним револьвером, что увеличивает пропускную способность на многих деталях. Обе платформы оснащены быстрозаменными зажимными системами Hainbuch для улучшения времени наладки и концентричности от шпинделя к шпиндлю.

Как и во многих вещах в обработке, все действительно сводится к детали. «В общем, чем крупнее и сложнее деталь, тем более вероятно, что она пойдет на зажимные токарные станки», — говорит Ридер. «Мелкие цилиндрические детали с экстремально туговыми допусками или требующие высоконапорного СОЖ идут на швейцарские CNC-станки. Но если мы можем сделать это на швейцарских камерных станках, это, вероятно, будет быстрее и так же точно произведено там».