Какво представлява швейцарската обработка?: Вид, приложение и предимства

Какво представлява швейцарската обработка?

Швейцарските металообработващи машини, наричани още швейцарски машини или швейцарски автоматични стругове, са уникални с това, че позволяват едновременното извършване на обработващи операции. Това дава възможност за едновременна работа на повече от един инструмент по дадена задача, като по този начин се увеличава производителността без необходимост от сложни настройки. Такава ефективност е характерна за швейцарските стругове и тя превъзхожда конвенционалните стругове, при които материалът не се движи.

Швейцарският струг се отличава с използването на механизъм за подаване по ос Z, който премества прътовия материал през автоматичен патронник. За разлика от тях струговите центрове с ЦПУ имат патронници, които само се въртят, като по този начин ограничават производствените движения. Те повишават прецизността на обработката, като същевременно правят възможни трудните многозонови операции.

От Швейцария, където в края на 19-ти век се е появила за изработване на прецизни часовници, машинната обработка е стигнала наистина много далеч. Първоначално техниката е разработена, за да отговори на високите изисквания при производството на компоненти за часовници с акцент върху прецизността и рентабилността; с течение на времето обаче тя е адаптирана и усъвършенствана, за да отговори на различните приложения в различните индустрии с висока прецизност.

Съвременните швейцарски машини с цифрово-програмно управление (CNC) са на върха на този прогрес, като съчетават традиционната прецизност с цифрови системи за управление. Избирайки „швейцарска CNC обработка“, операторите се възползват от подобрените възможности за сложност и ненадмината точност при производството на такива части, което е добра демонстрация колко много интеграцията на тези две технологии е повлияла на швейцарската обработка.

Как работят швейцарските машини?

В една швейцарска машина се използва подаващо устройство, което подава материала систематично и осигурява гладко протичане на операциите. По този начин се намалява до минимум ангажираността на човека, като в същото време се повишава ефективността на производството, като по този начин всичко се систематизира и рационализира.

Главината в тази машина е ключова, тъй като тя закрепва и завърта детайла. Задвижвана от задвижването на главния си шпиндел, тя може да контролира точно движението на въртене, което е от решаващо значение за отличните резултати от обработката. Държачите за инструменти по цялото протежение на детайла добавят многопосочно движение, за да подобрят комплексната способност за рязане на тази машина.

Швейцарските стругови машини са изключително прецизни. Това се дължи най-вече на направляващата втулка, която държи детайла плътно близо до режещите инструменти. Чрез намаляване на отклоненията и трептенията стават възможни прецизни процеси на струговане, фрезоване или пробиване.

И накрая, повечето съвременни швейцарски машини са с CNC управление, което позволява детайлно програмиране на движението и скоростта, както никога досега. Такива машини са прецизни при извършване на разделянето, поради което всяка обработена част ще бъде перфектна според спецификациите си.

Специфични за индустрията приложения на швейцарската обработка

Медицинска индустрия

Например швейцарската механична обработка в медицинската индустрия е много важна поради способността ѝ да произвежда изключително точни и малки части, необходими за различни медицински инструменти. Материалите, от които се обработват титаниевите винтове за кости, имат ниска топлопроводимост, поради което имат високо съотношение на страните. Те се изработват с помощта на швейцарски машини, които могат да преодолеят тези пречки и да произвеждат винтове с много тесни допуски, за да гарантират доброто състояние и комфорта на пациентите. По същия начин се използва и при производството на хирургически инструменти, ортопедични импланти, стоматологични вложки и катетри.

Аерокосмическа индустрия

Необходимостта от прецизност и надеждност на частите налага швейцарската обработка в космическата индустрия. Някои примери за компоненти, произведени с швейцарски машини, включват самолетни скрепителни елементи, хидравлични фитинги и корпуси на сензори. Прилагането на тази технология осигурява стриктно спазване на производствените стандарти поради възможността за работа с леки материали при строги граници на допустимите отклонения. Освен това този метод може да се използва при изработването на сложни системи като тези, които се намират в двигателите на космическите кораби, контролните уреди в пилотската кабина и др.

Електронна промишленост

Търсенето на по-малки, но много точни електронни компоненти продължава да нараства в сектора на електрониката. Различни електронни компоненти, като например съединителни щифтове, контакти, сонди и други, се произвеждат с помощта на швейцарската технология за обработка. Тя гарантира, че тези елементи отговарят на стандартите за прецизност и качество, изисквани за потребителската електроника или полупроводниковите устройства, още преди да влязат в производствените линии. Прецизността е жизненоважна за поддържане на функционалността и дълготрайността на електронните продукти.

Автомобилна индустрия

В автомобилната индустрия швейцарската обработка се използва много често, особено когато трябва да се постигне точност и дълготрайност. Такива части като втулки, валове, компоненти за впръскване на гориво и спирачни системи се произвеждат с помощта на швейцарски машини. Производителите на автомобили разчитат на сложни многоетапни процеси, като швейцарската механична обработка, за да изработват превъзходни части за автомобили, способни да подобрят цялостното представяне, както и стандартите за безопасност.

Отбранителна индустрия

Определено няма съмнение, че сложните геометрии и много ниските допуски се нуждаят от някаква форма на швейцарска обработваемост в отбранителната промишленост. Частите за хеликоптери, ракети, кораби и танкове трябва да имат много високи нива на прецизност и последователност, които швейцарската машина може да осигури. Тя гарантира, че щифтовете за стрелба, болтовете и спусъците се произвеждат в съответствие със спецификациите, повишаващи производителността и безопасността на военната техника.

Музикални инструменти

Швейцарската механична обработка е изключително полезна за създаването на деликатни и прецизни компоненти, използвани в музикалните инструменти. Например, такива неща като малки сложни части за дървени или медни инструменти или китари, наречени тунери/остриета, и барабани, известни като пръти/натегачи, се изработват чрез швейцарски машини. Това гарантира еднаквост в конструкцията и качеството на звука всеки път, когато се използва някой от тези инструменти, както е предвидено в швейцарските техники за обработка.

Важни съображения за използване на швейцарска CNC обработка

Имате проблеми с високите цени и удълженото време за обработка? Неподходящите чертежи и острите ъгли представляват често срещани грешки, които могат да бъдат пречка за швейцарската CNC обработка. Следвайте тези основни принципи, за да подобрите ефективността и качеството на продуктите.

Подробни инженерни чертежи

Инженерните чертежи трябва да включват всички необходими размери, допустими отклонения, материал и покритие, за да насочват операторите как да произвеждат перфектни части. Следователно ясните спецификации помагат за производството на необходимите компоненти на първо място.

Използване на стандартен размер на отвора

Използването на универсални стандартни размери на отворите е по-лесно и по-евтино за обработка в сравнение с други размери. Използването на широко разпространения диаметър от 5 mm не изисква допълнителни инструменти, като по този начин се повишава ефективността и се намаляват разходите.

Проектиране със заоблени ъгли

Използването на минимум 3 mm филе във вътрешните радиуси на детайлите може да подобри обработката, като сведе до минимум износването на инструментите и елиминира проблеми, като например трептене, и по този начин увеличи живота на обработващите инструменти.

Оптимална спецификация на допустимите отклонения

Препоръчва се да се използват строги допуски само когато са необходими, за да се контролират производствените разходи. Въпреки че това се изисква в приложения като космическите, по-строгите допуски в приложения, които не изискват такива строги нива на точност, само увеличават производствените разходи.

Стратегия за дебелината на стената

Като се изключат стените, които са прекалено тънки, а именно тези, които са по-малки от 0.При металите тя е около 5 mm и е от жизненоважно значение, за да се избегнат ситуации като начупване и деформация по време на процеса на обработка. При пластмасите дебелината на стената трябва да е правилна, за да може конструкцията да издържи на натиска, упражняван върху нея по време на производството, като същевременно позволява да се създаде гладка повърхност на пластмасата.

Съображения за геометрията на инструмента

Ограниченията, произтичащи от геометрията на използваните инструменти за обработка, трябва да бъдат взети предвид при проектирането, особено когато в проекта са включени фини и сложни форми, като дълбоки вдлъбнатини и профили, и те трябва да могат да бъдат постигнати, без да се налага да се прибягва до много ръчни довършителни работи.

Ефективна настройка на машината

Той също така показва как могат да се планират ориентациите и траекториите на инструментите, за да се подобри производителността на обработката, като се намали времето за настройка с до 20 %, като по този начин се намалят разходите за труд и се увеличи производителността на производството.

Интелигентен избор на материали

Изборът на материали за механична обработка е много важен в зависимост от функцията на детайла и средата, в която ще се използва. Например изборът за използване на титан поради неговата здравина и ниска плътност е от съществено значение, когато става въпрос за приложение в космическата индустрия за подобряване на производителността.

Дизайн за подобрена функционалност

Възможно е частите да се проектират по такъв начин, че да са функционални и лесни за обработка, т.е. да отпадне необходимостта от специални инструменти, което ще помогне за намаляване на времето, необходимо за производствените процеси.

Съображения за времето за обработка

При опростяване на геометрията на детайлите може значително да се намали времето за механична обработка на детайлите. Намаляването на сложността на конструкцията води до намаляване на времето на цикъла с до 30% и съответно на производствените разходи.

Предимства на швейцарските машини

Имате проблеми с неефективността и несъответствията в процеса на рязане? Не можете да продължите напред поради лоши финиши, по-дълги срокове за изпълнение и много настройки. Направете производствената си линия лидер в тази индустрия, като разполагате със швейцарски машини с прецизност, по-високи скорости и гъвкава работа с материали.

• Многобройни настройки и операции: Швейцарските металорежещи машини са проектирани да обработват сложни детайли, които имат едновременно функции за фрезоване и струговане в една настройка. В резултат на това няма нужда от множество настройки на машината, следователно се спестява време, както и се свеждат до минимум грешките.
• По-добро качество на финишните покрития на повърхностите: Прецизността на швейцарските машини позволява изключително гладки финишни покрития на повърхностите. Това е от особено значение, когато се изискват фини детайли или естетика при проектирането на детайли.
• FПо-големи скорости на обработка и по-кратки срокове за изпълнение: Благодарение на високата си скорост швейцарските машини могат да изпълняват няколко задачи едновременно. По този начин те съкращават времето за производство, което води до по-кратък период на изчакване, поради което спазването на кратките срокове става по-лесно от всякога.
• Малко трептене и отклонение: По време на операциите по обработка детайлът се поддържа в непосредствена близост до режещия инструмент, което прави трептенето и отклонението по-малко разпространени при швейцарските машини. Тези качества са важни при обработката на тънки дълги компоненти, които са склонни да вибрират.
• Малки отклонения: Швейцарските машини могат да произвеждат много тесни толеранси, което гарантира спазването на точни спецификации за всеки компонент. Това високо ниво на точност е особено важно за индустрии като аерокосмическата и медицинската, където дори малки отклонения могат да бъдат неприемливи.
• Различни видове материали: Швейцарските машини имат възможност да обработват широк спектър от материали, като метали, пластмаси, композитни материали и др. Поради тази гъвкавост те са подходящи за множество приложения в различни отрасли.
• Висока прецизност и повторяемост: Цени се, тъй като дава възможност за повторяеми резултати, чрез които се получават ясни разрези без много дефекти. Нещо, което се получава, когато поддържането на качеството на големи количества продукти в производствените линии може да се постигне само чрез такива процеси.
• Ефикасност с множество оси и автоматизация: Те притежават множество оси, така че швейцарските машини могат да извършват много процеси едновременно. Освен това високите нива на автоматизация позволяват минимално ръчно участие в производствения процес, като по този начин го правят по-ефективен и продуктивен.

Ограничения на швейцарската обработка

• Диаметърът на прътовия материал, който се използва в швейцарските машини, обикновено е ограничен между 2 и 38 мм, което налага необходимостта от постоянен диаметър.
• Скъпоструваща инструментална екипировка: Инструменталната екипировка за швейцарските машини е специализирана по своята същност, поради което е скъпа и има ограничения по отношение на размера и геометричните параметри.
• По-малко разсейване на топлината: По време на продължителна работа маслото, използвано като смазочен материал, разсейва топлината по-неефективно в сравнение с водата, което създава проблеми.
• Увеличено време за настройка: Времето за настройка е по-дълго поради множеството инструменти и изискванията за програмиране при швейцарските машини.
• Ограничения на размера: Диаметърът и дължината на по-големите части не се побират в швейцарските машини
• Високи разходи за CAPEX: По принцип швейцарската(ите) машина(и) е(са) по-скъпа(и) от основното машинно оборудване.
• Работа в зависимост от уменията: За управлението и програмирането на швейцарските машини се изискват по-високи нива на умения.

Сравнение между швейцарската и CNC обработката

Прецизност и производителност

Швейцарска обработка

Тази техника за обработка се счита за много сложна и ефективна, тъй като може да изпълнява редица задачи в един момент благодарение на плъзгащата се работна глава с направляваща втулка, което води до висока точност и производителност.

Традиционна механична обработка

При него се произвеждат части, които не са толкова прецизни, колкото при другите техники, тъй като операторите трябва да извършват операциите последователно, което води до по-дълго време на цикъла.

Качество на продуктите

Швейцарска обработка

При тази техника има минимални следи от инструменти или ръбове и се използват охлаждащи течности на маслена основа, за да се намали триенето и натрупването на топлина, като по този начин се елиминират ненужните вторични довършителни процеси.

Традиционна механична обработка

Точността на този тип често зависи от постпродукционната работа, което означава, че частите трябва да бъдат подложени на повече процедури, преди да се считат за готови продукти.

Сравнение на разходите

Швейцарска обработка

Въпреки че разходите за единица продукция могат да бъдат по-високи от тези при традиционната обработка за малки количества, швейцарското струговане е скъпо в началото, но става много икономично за големи обеми поради намаленото време на цикъла при едновременни настройки на няколко операции.

Традиционна механична обработка

Например, макар че традиционната обработка може да изглежда евтина за кратки серии поради ниските разходи за подготовка, тя е относително неикономична за големи серии, тъй като е свързана с дълги цикли.

Приложения на методите за механична обработка

Швейцарска обработка

Тези индустрии изискват производствени методи, които могат да произвеждат микроустройства, като например микролазери, което прави швейцарската технология за обработка идеална.

Традиционна механична обработка

Сред тях са производителите на автомобили, които изработват различни части на каросерията, като например двигателни блокове, както и строителите на жилища, които изграждат стени или покриви, използвайки съответно стоманени плочи или дървен материал.

Оперативни разлики

Швейцарска обработка

Освен това използването на плъзгаща се втулка позволява използването на няколко фрези вътре в машината и автоматично подаване на щанги – всичко това допринася за намаляване на деформацията по време на производството, което води до производството на високоточни сложни компоненти с минимална деформация, възможна при швейцарския процес на струговане.

Традиционна CNC обработка

От друга страна, нейните режещи инструменти са неподвижни, докато обработваният детайл се движи от самата машина, което води до увеличаване на времето за цикъл за частите, което може да доведе до деформация, но може да бъде намалено чрез внимателно програмиране и ръчно подаване на материалите.

Подчертани специфични разлики

Аспект	Швейцарска обработка	Традиционна CNC обработка
Движение на хедстока	Подвижна главина за по-добър контрол.	Фиксираната главина ограничава прецизността.
Процес на механична обработка	Сегментната обработка подобрява прецизността.	Последователните операции увеличават времето на цикъла.
Тип охлаждаща течност	Използва масло за по-добра смазка.	Използва охлаждащи течности на водна основа.
Пост-обработка	Необходими са минимални допълнителни довършителни работи.	Често се изисква допълнителна довършителна обработка.
Разходи	Икономичен за големи производствени серии.	По-малко икономични за големи серии.