Что такое швейцарская обработка? Тип, применение и преимущества

Что такое швейцарская обработка?

Швейцарские станки, также называемые швейцарскими станками или швейцарскими токарными автоматами, уникальны тем, что позволяют выполнять операции обработки одновременно. Это позволяет одновременно работать нескольким инструментам на одном рабочем месте, повышая производительность без необходимости сложной настройки. Такая эффективность характерна для швейцарских токарных станков и превосходит традиционные токарные станки, в которых материал не движется.

Швейцарский токарный станок отличается использованием механизма подачи по оси Z, который перемещает пруток через автоматизированный патрон. Токарные центры с ЧПУ, напротив, имеют патроны, которые просто вращаются, что ограничивает производственные перемещения. Они повышают точность обработки, позволяя выполнять сложные многозонные операции.

Зародившись в Швейцарии в конце XIX века для изготовления точных часов, механическая обработка шагнула очень далеко. Изначально этот метод был разработан для удовлетворения высоких требований при производстве компонентов часов с акцентом на точность и экономичность; однако со временем он был адаптирован и усовершенствован для решения различных задач в различных отраслях высокоточной промышленности.

Современные швейцарские станки с ЧПУ являются вершиной этого прогресса, сочетая традиционную точность с цифровыми системами управления. Выбирая «Швейцарскую обработку с ЧПУ», операторы получают преимущества улучшенных возможностей в сложности и непревзойденной точности при производстве таких деталей, что является хорошей демонстрацией того, насколько сильно интеграция этих двух технологий повлияла на швейцарскую обработку.

Как работают швейцарские машины?

В швейцарском станке применяется устройство подачи прутков, которое систематически подает материал и обеспечивает бесперебойную работу. Это сводит участие человека к минимуму и в то же время повышает эффективность производства, делая его систематическим и более упорядоченным.

Бабка в этом станке играет ключевую роль, поскольку она фиксирует и вращает заготовку. Приводимая в движение приводом главного шпинделя, она может точно управлять вращательным движением, что очень важно для достижения превосходных результатов обработки. Держатели инструмента по всему периметру заготовки обеспечивают разнонаправленное движение, что повышает способность станка к комплексному резанию.

Швейцарские токарные станки отличаются высокой точностью. В основном благодаря направляющей втулке, которая надежно удерживает заготовку вблизи режущего инструмента. Благодаря уменьшению отклонения и болтанки становится возможным прецизионное точение, фрезерование или сверление.

Наконец, большинство современных швейцарских станков управляются ЧПУ, что позволяет детально программировать движение и скорость, как никогда раньше. Такие станки обладают высокой точностью при выполнении разделки, поэтому каждая обработанная деталь будет идеальной в соответствии с ее техническими характеристиками.

Отраслевые области применения швейцарской обработки

Медицинская промышленность

Например, швейцарская обработка в медицинской промышленности очень важна благодаря ее способности производить высокоточные и небольшие детали, необходимые для различных медицинских инструментов. Материалы, из которых изготавливаются титановые винты для костей, обладают низкой теплопроводностью, поэтому имеют высокое соотношение сторон. Они изготавливаются на швейцарских станках, которые позволяют преодолеть эти препятствия и производить винты с очень жесткими допусками, гарантирующими благополучие и комфорт пациентов. Кроме того, этот материал используется в производстве хирургических инструментов, ортопедических имплантатов, стоматологических вставок и катетеров.

Аэрокосмическая промышленность

Необходимость обеспечения точности и надежности деталей обусловливает необходимость применения швейцарской обработки в аэрокосмической промышленности. Примерами деталей, изготовленных на швейцарских станках, являются крепежные элементы самолетов, гидравлические фитинги и корпуса датчиков. Применение этой технологии обеспечивает строгое соблюдение производственных стандартов благодаря возможности работы с легкими материалами в сочетании с жесткими пределами допусков. Кроме того, этот метод может применяться при изготовлении сложных систем, таких как двигатели космических кораблей, элементы управления кабиной пилота и т. д.

Электронная промышленность

Спрос на более компактные, но высокоточные электронные компоненты продолжает расти в секторе электроники. Различные электронные компоненты, такие как штырьки разъемов, контактные щупы и т. д., производятся с помощью технологии швейцарской механообработки. Она обеспечивает соответствие этих элементов стандартам точности и качества, предъявляемым к бытовой электронике или полупроводниковым устройствам, еще до того, как они попадают на производственные линии. Точность жизненно важна для поддержания функциональности и долговечности электронных изделий.

Автомобильная промышленность

В автомобильной промышленности широко используется швейцарская обработка, особенно там, где необходимо обеспечить точность и долговечность. На швейцарских станках изготавливаются такие детали, как втулки, валы, компоненты топливного впрыска, узлы тормозной системы. Производители автомобилей полагаются на сложные многоступенчатые процессы, такие как швейцарская обработка, чтобы изготовить превосходные детали автомобиля, способные повысить общую производительность и стандарты безопасности.

Оборонная промышленность

Нет сомнений в том, что сложные геометрические формы и очень низкие допуски требуют применения швейцарских станков в оборонной промышленности. Вертолеты, ракеты, корабли и детали танков должны иметь очень высокие уровни точности и согласованности, которые может обеспечить швейцарский станок. Она обеспечивает изготовление штифтов, болтов и спусковых крючков в соответствии со спецификациями, что повышает производительность и безопасность военной техники.

Музыкальные инструменты

Швейцарская обработка чрезвычайно полезна для создания тонких и точных компонентов, используемых в музыкальных инструментах. Например, такие мелкие детали деревянных или медных духовых инструментов или гитар, называемые тюнерами/хвостовиками, и барабанов, называемые стержнями/натяжителями, изготавливаются на швейцарских станках. Благодаря швейцарским технологиям обработки обеспечивается однородность конструкции и качество звука при использовании любого из этих инструментов.

Важные соображения при использовании швейцарской обработки с ЧПУ

Вы столкнулись с проблемой высоких цен и длительного времени обработки? Неправильные чертежи и острые углы — вот распространенные ошибки, которые могут стать препятствием для швейцарской обработки с ЧПУ. Следуйте этим ключевым принципам, чтобы повысить эффективность и качество продукции.

Подробные инженерные чертежи

Инженерные чертежи должны включать все необходимые размеры, допуски, материал и отделку, чтобы подсказать операторам, как изготовить идеальные детали. Следовательно, четкие спецификации помогают в производстве необходимых компонентов в первую очередь.

Использование стандартных размеров отверстий

Использование универсальных стандартных размеров отверстий проще и дешевле в обработке по сравнению с другими размерами. Использование широко распространенного диаметра 5 мм не требует дополнительных инструментов, что повышает эффективность и снижает затраты.

Дизайн с закругленными углами

Использование галтели не менее 3 мм по внутреннему радиусу деталей может улучшить процесс обработки за счет минимизации износа инструмента и устранения таких проблем, как болтанка, а значит, и увеличения срока службы обрабатывающего инструмента.

Оптимальная спецификация допусков

Рекомендуется использовать строгие допуски только там, где они необходимы, чтобы контролировать производственные расходы. Хотя это необходимо в таких областях, как аэрокосмическая промышленность, жесткие допуски в тех областях, где не требуется столь строгий уровень точности, только увеличивают производственные затраты.

Толщина стенки Стратегия

Исключение составляют чрезмерно тонкие стенки, а именно те, толщина которых меньше 0. В металлах она составляет около 5 мм и необходима для того, чтобы избежать таких ситуаций, как дребезг и деформация в процессе обработки. В пластике толщина стенки должна быть правильной, чтобы конструкция могла выдержать давление, оказываемое на нее в процессе производства, и в то же время позволяла создать гладкую поверхность на пластике.

Учет геометрии инструмента

Ограничения, возникающие из-за геометрии используемых инструментов, должны быть учтены при проектировании, особенно если в конструкцию включены тонкие и сложные формы, такие как глубокие выемки и профили, и они должны быть достижимы без необходимости использования большого количества ручной обработки.

Эффективная настройка оборудования

В нем также показано, как можно планировать ориентацию и траекторию движения инструмента, чтобы повысить производительность обработки, сократив время наладки на 20 %, тем самым снизив затраты на оплату труда и увеличив пропускную способность производства.

Интеллектуальный выбор материала

Выбор материалов для обработки очень важен в зависимости от назначения детали и условий, в которых она будет использоваться. Например, выбор в пользу титана благодаря его прочности и низкой плотности является жизненно важным, когда речь идет о применении в аэрокосмической промышленности для повышения производительности.

Дизайн для расширенной функциональности

Можно спроектировать детали таким образом, чтобы они были функциональными и легко поддавались обработке, то есть отпала необходимость в специальных инструментах, что поможет сократить время, затрачиваемое на производственные процессы.

Учет времени обработки

Время обработки деталей можно значительно сократить, если упростить их геометрию. Уменьшение сложности конструкции приводит к сокращению времени цикла на 30 % и, как следствие, к снижению себестоимости продукции.

Преимущества швейцарских машин

У вас проблемы с неэффективностью и несоответствиями в процессе резки? Вы не можете двигаться вперед из-за некачественной отделки, длительного времени выполнения заказа и многочисленных переналадок. Сделайте свою производственную линию лидером в этой отрасли, оснастив ее швейцарскими станками с высокой точностью, скоростью и универсальной системой обработки материалов.

• Небольшое количество настроек и операций: Швейцарские станки предназначены для обработки сложных деталей, которые имеют как фрезерные, так и токарные функции в одной установке. В результате отпадает необходимость в многократной настройке станка, что экономит время и сводит к минимуму количество ошибок.
• Более высокое качество обработки поверхностей: Точность швейцарских станков позволяет получать очень гладкие поверхности. Это особенно важно, когда в конструкции деталей требуются мелкие детали или эстетика.
• FБольшая скорость обработки и сокращение сроков выполнения заказов: Благодаря высокой скорости работы швейцарские станки могут выполнять несколько задач одновременно. Таким образом, они сокращают время производства, что приводит к сокращению периода ожидания, а значит, соблюдение жестких сроков становится проще, чем когда-либо прежде.
• Меньше болтанки и отклонения: Заготовка поддерживается рядом с режущим инструментом во время обработки, поэтому болтанка и отклонения на швейцарских станках менее распространены. Такие характеристики важны при обработке тонких длинных деталей, склонных к вибрациям.
• Низкие допуски: Швейцарские станки могут производить очень точные допуски, гарантирующие соблюдение точных спецификаций для каждого компонента. Такой высокий уровень точности особенно важен для таких отраслей, как аэрокосмическая и медицинская, где даже незначительные отклонения могут быть неприемлемы.
• Различные типы материалов: Швейцарские станки способны обрабатывать широкий спектр материалов, таких как металлы, пластмассы, композиты и т. д. Поэтому благодаря такой гибкости они подходят для применения в различных отраслях промышленности.
• Высокая точность и повторяемость: Ценится, так как делает возможной повторяемость результатов, благодаря которой получаются четкие срезы без большого количества дефектов. Этого можно достичь, если поддерживать качество большого количества продукции на производственных линиях.
• Эффективность благодаря нескольким осям и автоматизации: Швейцарские станки оснащены несколькими осями, что позволяет выполнять множество процессов одновременно. Кроме того, высокий уровень автоматизации позволяет минимизировать ручное участие в производственном процессе, что делает его более эффективным и продуктивным.

Ограничения швейцарской обработки

• Диаметр прутка, используемого в швейцарских станках, обычно ограничен от 2 мм до 38 мм, что делает необходимым постоянство диаметра.
• Дорогостоящая оснастка: Инструментарий для швейцарских станков является специализированным, поэтому он дорогой и имеет ограничения по размерам и геометрии.
• Меньшая теплоотдача: При длительной работе масло, используемое в качестве смазки, отводит тепло менее эффективно по сравнению с водой, что создает проблемы.
• Увеличение времени на наладку: Время наладки увеличивается из-за множества инструментов и требований к программированию швейцарских станков.
• Ограничения по размерам: Диаметр и длина крупных деталей не подходят для швейцарских станков
• Высокие капитальные затраты: Как правило, швейцарские станки стоят дороже, чем базовое обрабатывающее оборудование.
• Работа в зависимости от навыков: Для управления и программирования швейцарских станков требуется более высокий уровень квалификации.

Сравнение между швейцарской обработкой и обработкой с ЧПУ

Точность и производительность

Швейцарская обработка

Этот метод обработки считается очень сложным и эффективным, поскольку он может выполнять несколько задач за один прием благодаря подвижной бабке с направляющей втулкой, что обеспечивает высокую точность и производительность.

Традиционная обработка

Он позволяет получать детали не такой точности, как при использовании других технологий, поскольку операторы должны выполнять операции последовательно, что приводит к увеличению времени цикла.

Качество продукции

Швейцарская обработка

Эта технология не оставляет следов от инструмента или заусенцев на кромках, а также использует масляные охлаждающие жидкости для уменьшения трения и нагрева, что позволяет отказаться от ненужных вторичных процессов обработки.

Традиционная обработка

Точность такого типа часто зависит от послепроизводственных работ; это означает, что детали должны пройти больше процедур, прежде чем их можно будет считать готовой продукцией.

Сравнение стоимости

Швейцарская обработка

Однако, несмотря на то, что стоимость единицы продукции может быть выше, чем при традиционной обработке небольших партий, токарная обработка в Швейцарии требует больших затрат на начальном этапе, но становится очень экономичной при больших объемах благодаря сокращению времени цикла за счет одновременного выполнения нескольких операций.

Традиционная обработка

Например, хотя традиционная механическая обработка может показаться дешевой для коротких партий из-за низких затрат на установку, она относительно неэкономична для больших партий, поскольку требует длительного времени цикла.

Применение методов механической обработки

Швейцарская обработка

В этих отраслях требуются методы производства, позволяющие изготавливать микроустройства, такие как микролазеры, что делает швейцарскую технологию обработки идеальной.

Традиционная обработка

К ним относятся производители автомобилей, изготавливающие различные детали кузова, например, блоки двигателя, а также строители жилья, возводящие стены или крыши из стальных листов или древесины соответственно.

Операционные различия

Швейцарская обработка

Кроме того, использование скользящей втулочной опоры позволяет использовать несколько резцов внутри станка, а автоматическая подача прутка способствует уменьшению отклонения в процессе производства, что позволяет изготавливать высокоточные сложные детали с минимальным отклонением, возможным при использовании швейцарского токарного процесса.

Традиционная обработка с ЧПУ

С другой стороны, его режущие инструменты неподвижны, в то время как заготовка перемещается самим станком, что приводит к увеличению времени цикла обработки деталей, которое может вызвать отклонение, но может быть уменьшено за счет тщательного программирования и ручной подачи материалов.

Выделены специфические различия

Аспект	Швейцарская обработка	Традиционная обработка с ЧПУ
Движение бабки	Подвижная бабка для лучшего управления.	Фиксированная бабка ограничивает точность.
Процесс обработки	Сегментированная обработка повышает точность.	Последовательные операции увеличивают время цикла.
Тип охлаждающей жидкости	Используется масло для лучшей смазки.	Использует охлаждающие жидкости на водной основе.
Постобработка	Требуется минимальная вторичная отделка.	Часто требует дополнительной отделки.
Стоимость	Экономичен при больших объемах производства.	Менее экономичен при больших тиражах.