Perkakas Langsung vs. Penggilingan Sekunder pada Mesin Bubut Swiss: Mengoptimalkan Pembubutan Presisi CNC
PFT, Shenzhen
Abstrak: Mesin bubut tipe Swiss mencapai geometri komponen yang kompleks menggunakan perkakas hidup (pahat putar terintegrasi) atau penggilingan sekunder (operasi penggilingan pasca-pembubutan). Analisis ini membandingkan waktu siklus, akurasi, dan biaya operasional antara kedua metode berdasarkan uji coba pemesinan terkontrol. Hasil menunjukkan bahwa perkakas hidup mengurangi waktu siklus rata-rata sebesar 27% dan meningkatkan toleransi posisi sebesar 15% untuk fitur seperti lubang silang dan permukaan datar, meskipun investasi perkakas awal 40% lebih tinggi. Penggilingan sekunder menunjukkan biaya per komponen yang lebih rendah untuk volume di bawah 500 unit. Studi ini diakhiri dengan kriteria pemilihan berdasarkan kompleksitas komponen, ukuran batch, dan persyaratan toleransi.
1 Pendahuluan
Mesin bubut Swiss mendominasi manufaktur presisi tinggi dengan komponen kecil. Keputusan penting melibatkan pilihan antaraperkakas hidup(penggilingan/pengeboran pada mesin) danpenggilingan sekunder(operasi pasca-proses khusus). Data industri menunjukkan 68% produsen memprioritaskan pengurangan pengaturan untuk komponen yang kompleks (Smith,Jurnal Manufaktur Sains., 2023). Analisis ini mengukur trade-off kinerja menggunakan data permesinan empiris.
2 Metodologi
2.1 Desain Pengujian
-
Benda kerja: poros baja tahan karat 316L (Ø8mm x 40mm) dengan 2 lubang silang Ø2mm + 1 lubang datar 3mm.
-
Mesin:
-
Perkakas Langsung:Tsugami SS327 (sumbu Y)
-
Penggilingan Sekunder:Hardinge Conquest ST + HA5C Pengindeks
-
-
Metrik yang Dilacak: Waktu siklus (detik), kekasaran permukaan (Ra µm), toleransi posisi lubang (±mm).
2.2 Pengumpulan Data
Tiga batch (n=150 bagian per metode) diproses. Mitutoyo CMM mengukur fitur-fitur kritis. Analisis biaya meliputi keausan alat, tenaga kerja, dan penyusutan mesin.
3 Hasil
3.1 Perbandingan Kinerja
| Metrik | Peralatan Langsung | Penggilingan Sekunder |
|---|---|---|
| Rata-rata Waktu Siklus | 142 detik | 195 detik |
| Toleransi Posisi | ±0,012 mm | ±0,014 mm |
| Kekasaran Permukaan (Ra) | 0,8 µm | 1,2 µm |
| Biaya Perkakas/Suku Cadang | $1,85 | $1,10 |
*Gambar 1: Perkakas langsung mengurangi waktu siklus tetapi meningkatkan biaya perkakas per bagian.*
3.2 Analisis Biaya-Manfaat
-
Titik Impas: Perkakas langsung menjadi hemat biaya pada ~550 unit (Gambar 2).
-
Dampak Akurasi: Perkakas langsung menghilangkan kesalahan pemasangan ulang, mengurangi variasi Cpk hingga 22%.
4 Diskusi
Pengurangan Waktu Siklus: Operasi terintegrasi perkakas langsung menghilangkan penundaan penanganan komponen. Namun, keterbatasan daya spindel membatasi penggilingan berat.
Keterbatasan Biaya: Biaya perkakas penggilingan sekunder yang lebih rendah sesuai dengan prototipe tetapi memerlukan banyak tenaga kerja penanganan.
Implikasi Praktis: Untuk komponen medis/kedirgantaraan dengan toleransi ±0,015 mm, perkakas langsung adalah yang optimal meskipun investasi awal lebih tinggi.
5 Kesimpulan
Perkakas hidup pada mesin bubut Swiss menghasilkan kecepatan dan akurasi superior untuk komponen kompleks dengan volume sedang hingga tinggi (>500 unit). Penggilingan sekunder tetap layak untuk geometri yang lebih sederhana atau batch rendah. Penelitian selanjutnya sebaiknya mengeksplorasi optimasi lintasan pahat dinamis untuk perkakas hidup.
Waktu posting: 24-Jul-2025
