Vo svete CNC obrábania je voľba medzi sústružením a frézovaním už dlho zásadným rozhodnutím. Ale vzostup kompozitných strojov na rotačné frézovanie, ktoré kombinujú obe operácie v jednom nastavení, núti výrobcov prehodnotiť, čo nákladovo efektívne skutočne znamená. Kedy sa vlastne vyplatí investícia do multitaskingového stroja v porovnaní s používaním samostatných sústruhov a frézovacích centier?
Pochopenie nákladovej rovnice začína zložitosťou dielov. Čisté sústruženie, ako je jednoduchý valcový hriadeľ bez plošiek, otvorov alebo klinových drážok, je na štandardnom CNC sústruhu takmer vždy lacnejšie. Sústruh má nižšie investičné náklady, rýchlejšie časy cyklov a jednoduchšie nástroje. Pridanie schopnosti frézovania by len zvýšilo hodinové sadzby stroja bez pridanej hodnoty. Podobne čisto frézovanie, ako je plochá hliníková konzola, je najlepšie ponechať na vertikálne obrábacie centrum.
Výhoda sústružníckeho frézovania sa objaví, keď súčiastka vyžaduje sústružené prvky aj frézované prvky na viacerých plochách. Zvážte hydraulickú armatúru s telom so závitom, vyfrézovaným šesťhranom, krížovým vyvŕtaným otvorom a plochým montážnym povrchom. Na samostatných počítačoch môže táto časť vyžadovať tri alebo štyri nastavenia. Každé nastavenie pridáva čas spracovania, chyby prefixovania a čas nečinnosti stroja. Sústružnícky frézovací stroj dokončí všetko jedným upnutím. Aj keď je hodinová sadzba stroja dvojnásobná oproti sústruhu, celkové náklady na diel často klesnú o tridsať až štyridsať percent, pretože celkový čas cyklu sa skráti na polovicu a práca bez obrábania takmer zmizne.
Veľkosť šarže silne ovplyvňuje bod zvratu. Pri objednávkach s malým objemom piatich až päťdesiat kusov dominuje čas nastavenia. Programovanie a upevnenie troch samostatných strojov môže trvať štyri hodiny, zatiaľ čo skutočné rezanie trvá dve. Sústružnícky frézovací stroj konsoliduje nastavenie do jednej hodiny a obrábanie do jednej a pol hodiny. Čas na časť vrátane amortizácie nastavenia sa napriek vyššej sadzbe oveľa skráti. Pre prototypy a krátke série je jednoznačným víťazom sústružnícke frézovanie.
Mieru nakláňajú aj požiadavky na toleranciu. Keď musí byť krížový otvor umiestnený v rozmedzí 0,0005 palca vzhľadom na sústružený priemer, dosiahnutie tohto na dvoch strojoch je ťažké a môže vyžadovať rozsiahle snímanie. V jedinom nastavení všetky funkcie odkazujú na rovnakú udalosť upnutia, takže geometrická presnosť je prirodzená. V prípade drahých materiálov, ako je titán alebo Inconel, rýchle vyhnutie sa odpadu a prepracovaniu odôvodňuje vyššiu investíciu do stroja.
Sústružnícke frézovanie však nie je univerzálnym riešením. Extrémne veľký objem výroby jednoduchých dielov uprednostňuje špecializovanú automatizáciu. Sústruh s podávačom tyčí s päťdesiattisíc kolesovými maticami porazí sústružnícky mlyn v cene za kus. Podobne časti s pomerom dĺžky k priemeru nad šesť ku jednej sa môžu počas frézovania chvieť, ak sú podopreté iba v skľučovadle. Ťažké frézovanie tvrdých materiálov môže tiež ohroziť tuhosť multitaskingových strojov v porovnaní s robustným VMC.
Dôležité sú aj obmedzenia v obchode. Jednootáčkový frézovací stroj nahrádza dva alebo tri konvenčné stroje, čím šetrí podlahovú plochu v drahých zariadeniach. Pri nedostatku kvalifikovanej pracovnej sily je školenie strojníka na obsluhu jedného multitaskingového stroja často jednoduchšie, než samostatné zvládnutie pracovných postupov sústruženia a frézovania.
Moderný CAM softvér výrazne znížil zložitosť programovania. Skúsený programátor môže teraz generovať sústružnícke programy len o niečo dlhšie ako programovanie samostatných operácií. Celkové inžinierstvo na čiastočný úväzok sa zmenšuje, čo umožňuje kratšie dodacie lehoty a konkurencieschopnejšie cenové ponuky.
Kedy je teda sústružnícke frézovanie skutočne nákladovo efektívnejšie? Z údajov z dielne vyplynulo praktické pravidlo. Ak súčiastka vyžaduje viac ako dve nastavenia na samostatných strojoch alebo ak má frézované prvky na troch alebo viacerých plochách valcového polotovaru, sústružnícke frézovanie je pravdepodobne lacnejšie. Ak kombinovaný čas sústruženia a frézovania presahuje dvanásť minút na diel a veľkosť dávky je väčšia ako päťdesiat kusov, preskúmajte riešenie na otáčanie mlynom. Pre čisto rotačné diely bez sekundárnych operácií zostaňte pri sústružení. Pri čisto prizmatických dieloch bez valcových prvkov zostaňte pri frézovaní.
Ako ceny strojov postupne klesajú a softvér sa stáva intuitívnejším, bod zvratu sa posúva v prospech sústružníckeho frézovania. To, čo kedysi slúžilo len leteckému a kozmickému priemyslu a medicínskemu priemyslu, teraz dáva ekonomický zmysel pre dodávateľov automobilového priemyslu a všeobecné pracovné obchody. Rozhodovanie už nie je len o sadzbách strojov. Ide o celkové náklady na výrobu hotového dielu pripraveného na montáž. Keď je tento výpočet vykonaný čestne, moment, keď sa sústružnícke frézovanie stane nákladovo efektívnejším, prichádza skôr, ako mnohí majitelia obchodov očakávajú.
