Trong thế giới gia công CNC, việc lựa chọn giữa tiện và phay từ lâu đã là một quyết định cơ bản. Nhưng sự gia tăng của các máy composite máy nghiền tiện, kết hợp cả hai hoạt động trong một thiết lập duy nhất, đang buộc các nhà sản xuất phải suy nghĩ lại ý nghĩa thực sự của hiệu quả chi phí. Khi nào việc đầu tư vào một máy đa nhiệm thực sự mang lại hiệu quả so với việc sử dụng các máy tiện và trung tâm phay riêng biệt?
Hiểu phương trình chi phí bắt đầu với độ phức tạp của từng phần. Công việc tiện thuần túy như một trục hình trụ đơn giản không có mặt phẳng, lỗ hoặc rãnh then hầu như luôn rẻ hơn trên máy tiện CNC tiêu chuẩn. Máy tiện có chi phí vốn thấp hơn, thời gian chu kỳ nhanh hơn và dụng cụ đơn giản hơn. Việc bổ sung thêm khả năng phay sẽ chỉ tăng tốc độ làm việc theo giờ của máy mà không tăng thêm giá trị. Tương tự, công việc phay thuần túy như khung nhôm phẳng tốt nhất nên giao cho trung tâm gia công đứng.
Ưu điểm của phay tiện xuất hiện khi một chi tiết yêu cầu cả các chi tiết tiện và các chi tiết được phay trên nhiều mặt. Hãy xem xét một khớp nối thủy lực có thân ren, hình lục giác được mài, lỗ khoan chéo và bề mặt lắp phẳng. Trên các máy riêng biệt, phần này có thể cần ba hoặc bốn thiết lập. Mỗi thiết lập sẽ thêm thời gian xử lý, sửa lỗi và thời gian máy không hoạt động. Máy nghiền tiện hoàn thành mọi thứ chỉ trong một lần kẹp. Ngay cả khi tốc độ theo giờ của máy cao gấp đôi so với máy tiện, tổng chi phí cho mỗi bộ phận thường giảm từ 30 đến 40% vì tổng thời gian chu kỳ bị cắt giảm một nửa và lao động không cắt gần như biến mất.
Kích thước lô ảnh hưởng mạnh mẽ đến điểm hòa vốn. Đối với các đơn hàng số lượng thấp từ 5 đến 50 chiếc, thời gian thiết lập sẽ chiếm ưu thế. Lập trình và cố định ba máy riêng biệt có thể mất bốn giờ, trong khi việc cắt thực tế mất hai giờ. Máy phay tiện gộp thời gian thiết lập thành một giờ và gia công thành một giờ rưỡi. Thời gian cho mỗi bộ phận bao gồm cả khấu hao thiết lập trở nên thấp hơn nhiều mặc dù tỷ lệ cao hơn. Đối với nguyên mẫu và chạy ngắn, phay tiện thường là người chiến thắng rõ ràng.
Yêu cầu về dung sai cũng đưa ra quy mô. Khi một lỗ chéo phải được định vị trong phạm vi 0,0005 inch so với đường kính quay, thì việc đạt được điều này trên hai máy là khó khăn và có thể cần phải thăm dò rộng rãi. Trong một thiết lập duy nhất, tất cả các tính năng đều tham chiếu cùng một sự kiện kẹp, do đó độ chính xác hình học là điều vốn có. Đối với các vật liệu đắt tiền như titan hoặc Inconel, việc tránh phế liệu và làm lại sẽ nhanh chóng chứng minh được mức đầu tư máy móc cao hơn.
Tuy nhiên, phay tiện không phải là giải pháp phổ biến. Sản xuất khối lượng cực lớn các bộ phận đơn giản ủng hộ tự động hóa chuyên dụng. Một máy tiện với một máy cấp phôi chạy 50.000 đai ốc bánh xe sẽ đánh bại một máy phay tiện về chi phí trên mỗi chiếc. Tương tự, các bộ phận có tỷ lệ chiều dài và đường kính lớn hơn 6:1 có thể kêu lạch cạch trong quá trình phay nếu chỉ được đỡ ở mâm cặp. Các vết cắt phay nặng trên vật liệu cứng cũng có thể thách thức độ cứng của máy đa nhiệm so với VMC mạnh mẽ.
Những hạn chế về mặt bằng cửa hàng cũng quan trọng. Máy nghiền một vòng thay thế hai hoặc ba máy thông thường, tiết kiệm không gian sàn trong các cơ sở đắt tiền. Với tình trạng thiếu lao động có tay nghề cao, việc đào tạo một thợ máy để chạy một máy đa nhiệm thường dễ dàng hơn so với việc nắm vững cả quy trình tiện và phay riêng biệt.
Phần mềm CAM hiện đại đã giảm thiểu độ phức tạp của việc lập trình một cách đáng kể. Một lập trình viên lành nghề giờ đây có thể tạo ra các chương trình máy tiện chỉ mất nhiều thời gian hơn một chút so với việc lập trình các nguyên công riêng biệt. Tổng số kỹ thuật bán thời gian được thu hẹp lại, cho phép thời gian thực hiện ngắn hơn và báo giá cạnh tranh hơn.
Vậy khi nào thì phay tiện thực sự hiệu quả hơn về mặt chi phí? Một quy tắc thực tế đã xuất hiện từ dữ liệu sàn cửa hàng. Nếu một bộ phận yêu cầu nhiều hơn hai thiết lập trên các máy riêng biệt hoặc nếu nó có các tính năng phay trên ba mặt trở lên của phôi hình trụ thì phay tiện có thể sẽ rẻ hơn. Nếu thời gian tiện và phay kết hợp vượt quá 12 phút cho mỗi chi tiết và cỡ lô trên 50 chiếc, hãy nghiên cứu giải pháp tiện máy nghiền. Đối với các bộ phận quay hoàn toàn không có thao tác thứ cấp, hãy giữ nguyên thao tác xoay. Đối với các bộ phận hoàn toàn hình lăng trụ không có đặc điểm hình trụ, hãy tiếp tục phay.
Khi giá máy giảm dần và phần mềm trở nên trực quan hơn, điểm hòa vốn sẽ chuyển sang phay quay. Những gì từng chỉ phục vụ cho ngành hàng không vũ trụ và y tế giờ đây có ý nghĩa kinh tế đối với các nhà cung cấp ô tô và cửa hàng việc làm nói chung. Quyết định không còn chỉ là về giá máy. Đó là tổng chi phí để sản xuất một bộ phận hoàn thiện sẵn sàng để lắp ráp. Khi việc tính toán đó được thực hiện một cách trung thực, thời điểm phay tiện trở nên hiệu quả hơn về mặt chi phí sẽ đến sớm hơn nhiều chủ cửa hàng mong đợi.
