Una macchina di tonitura e fresatura a doppio mandrino prende tutto ciò che rende utile un tornio CNC standard e quindi raddoppia la produzione, aggiunge la piena capacità di fresatura e rifinisce completamente le parti in un'unica configurazione. Invece di spostare un pezzo da un centro di tornitura a un centro di lavoro e viceversa, accumulando errori di impostazione, tempo di gestione e ritardi di pianificazione ad ogni trasferimento, un centro di fresatura-tornitura a doppio mandrino gestisce l'intera sequenza di lavorazione, dalla barra grezza al pezzo finito senza che l'operatore lo tocchi tra un'operazione e l'altra. Questa guida spiega come sono costruite queste macchine, le diverse configurazioni disponibili, quali applicazioni giustificano l'investimento e cosa valutare quando si sceglie tra le opzioni.
Come funziona realmente una macchina di tornitura e fresatura a doppio mandrino
A tornio-fresatrice bimandrino - chiamato anche centro di fresatura-tornitura a doppio mandrino, tornio multitasking a doppio mandrino o centro di lavoro di tornitura-fresatura - integra due mandrini di bloccaggio pezzi indipendenti e capacità di fresatura con utensili motorizzati all'interno di un unico involucro della macchina. I due mandrini sono la caratteristica distintiva. Il mandrino principale trattiene e ruota il pezzo per le operazioni di tornitura iniziali, esattamente come farebbe un tornio CNC convenzionale. Il contromandrino (chiamato anche contromandrino o mandrino secondario) è posizionato coassialmente di fronte al mandrino principale: può avanzare lungo l'asse Z per afferrare la faccia anteriore lavorata del pezzo, accettare un trasferimento sincronizzato dal mandrino principale e quindi presentare la faccia opposta (posteriore) del pezzo agli utensili da taglio senza alcun bloccaggio o riposizionamento manuale.
Il sistema di utensili motorizzati è integrato nella torretta, il tamburo portautensili che si indicizza per presentare diversi utensili da taglio al pezzo. A differenza di una torretta di tornitura standard, che contiene solo utensili di tornitura statici, una torretta con utensili motorizzati monta utensili rotanti come frese, trapani, maschi e alesatori azionati da un motore indipendente integrato nella torretta. Questi utensili motorizzati sono attivi quando il mandrino principale o secondario è bloccato in una posizione angolare specifica tramite il controllo dell'asse C, consentendo alla macchina di fresare piani, praticare fori fuori centro, realizzare fori trasversali, tagliare fessure e maschiare filettature: operazioni che richiederebbero un centro di lavoro separato su qualsiasi centro di tornitura convenzionale.
Le macchine torni-fresa a doppio mandrino più potenti aggiungono un asse Y alla torretta: movimento lineare perpendicolare sia alla linea centrale del mandrino che alla direzione di avvicinamento dell'utensile. Questo è ciò che consente vere e proprie operazioni di fresatura con pareti diritte, tasche piatte e caratteristiche fuori centro che sono geometricamente impossibili da produrre con il solo movimento degli assi X e Z. La combinazione di due mandrini, utensili motorizzati, controllo dell'asse C e movimento dell'asse Y offre a una macchina di tornitura e fresatura a doppio mandrino la capacità di completare parti complesse in un unico mandrino, dalla materia prima alle dimensioni finite, su tutte e sei le facce.
Configurazioni macchina: dai torni contromandrino ai centri di tornitura-fresatura multiasse completi
Le macchine di tornitura e fresatura a doppio mandrino esistono in un ampio spettro di capacità. La configurazione appropriata dipende dalla complessità della parte, dal volume di produzione e dalle operazioni che devono essere completate in un'unica configurazione.
Centri di tornitura bimandrino con utensili motorizzati
Al livello base della categoria dei bimandrini ci sono i centri di tornitura bimandrino con utensili motorizzati ma senza asse Y. Queste macchine sono dotate di mandrini principali e secondari contrapposti, una torretta con utensili motorizzati e controllo dell'asse C su entrambi i mandrini. Gestiscono l'intera sequenza di tornitura e foratura dalla parte anteriore a quella posteriore su parti che richiedono fori e caratteristiche sulla linea centrale del mandrino, ma non possono produrre caratteristiche fresate decentrate o tasche con pareti diritte. Questa configurazione è comune nella produzione automobilistica e idraulica in cui le parti richiedono una tornitura completa di diametro esterno e interno oltre a foratura e maschiatura sulla linea centrale su entrambe le estremità, ma non una geometria di fresatura complessa.
Centri di fresatura-tornitura a doppio mandrino con asse Y
L'aggiunta di un asse Y alla torretta sblocca la piena capacità di fresatura della macchina. Con una corsa dell'asse Y tipicamente compresa tra ±40 e ±60 mm, la macchina può produrre elementi con qualsiasi offset rispetto alla linea centrale del mandrino: sedi per chiavetta, parti piatte, fori decentrati, tasche, fessure e superfici sagomate. L'asse Y consente inoltre una vera tornitura eccentrica utilizzando il movimento interpolato degli assi C e Y per profili di camme e caratteristiche non rotonde. Le macchine di questa categoria coprono la maggior parte dei componenti complessi del settore aerospaziale, medico e dell'ingegneria di precisione che in precedenza richiedevano il completamento sia di un centro di tornitura che di un centro di lavoro verticale o orizzontale. Haas DS-30Y, Hurco TMXMYS e YCM B8-SY sono esempi rappresentativi di questa classe.
Macchine bimandrino e doppia torretta con doppio asse Y
Le macchine di tornitura e fresatura a doppio mandrino ad alta capacità aggiungono una seconda torretta, generalmente posizionata sotto la linea centrale del mandrino, e forniscono un controllo indipendente dell'asse Y su entrambe le torrette superiore e inferiore. Ciò significa che due stazioni utensili separate possono tagliare simultaneamente su un singolo pezzo: la torretta superiore può sgrossare il diametro esterno mentre la torretta inferiore fora il diametro interno, riducendo all'incirca la metà del tempo ciclo totale per le parti con foratura pesante. Quando il contromandrino accetta il pezzo dopo il completamento della parte frontale, entrambe le torrette sono nuovamente disponibili: una per la lavorazione posteriore nel contromandrino, l'altra che taglia contemporaneamente un nuovo pezzo nel mandrino principale. Le serie PUMA TT2100SYY di Doosan e INTEGREX di Mazak rappresentano questa classe, che è standard nella produzione di dispositivi medici, aerospaziali e della difesa ad alta produzione, dove il tempo di ciclo e l'utilizzo della macchina sono entrambi critici.
Centri di tornitura-fresatura multiasse a doppio mandrino con asse B
La categoria più capace aggiunge una testa di fresatura orientabile con asse B – un mandrino in stile centro di lavoro che può inclinarsi in un intervallo tipicamente di ±90° – alla piattaforma a doppio mandrino. L'asse B consente l'interpolazione simultanea a 5 assi su elementi sagomati complessi come profili di pale di turbine, fori ad angolo composto ed elementi rastremati ad angoli arbitrari. Le macchine con una vera testa di fresatura con asse B, come quelle della serie Mazak INTEGREX e o DMG Mori NTX, sono essenzialmente centri di lavoro completi con capacità di tornitura aggiunta, anziché il contrario. Le capacità degli utensili raggiungono da 80 a 120 posizioni utensile nei cambiautensili automatici (ATC) e il numero di assi raggiunge 9 o più nelle configurazioni più complesse.
Assi chiave e ciò che ciascuno di essi consente
Comprendere la configurazione degli assi di un tornio e fresatrice a doppio mandrino è il punto di partenza per valutare se una macchina specifica può completare una parte specifica. La tabella seguente associa ciascun asse al suo movimento fisico e alla capacità di lavorazione che sblocca.
| Asse | Movimento | Capacità di lavorazione abilitata |
|---|---|---|
| Asse X | Movimento radiale (slitta trasversale) dell'utensile verso/allontanandosi dal mandrino | Controllo diametro di tornitura OD/ID; tagli affrontati |
| Asse Z | Movimento assiale dell'utensile o del mandrino lungo la linea centrale del mandrino | Controllo della lunghezza; tornitura conica; taglio del filo |
| Asse C (principale e secondario) | Posizionamento/interpolazione rotatorio del mandrino | Posizionamento angolare per foratura con utensile motorizzato; fresatura di contorni con Y; tornitura poligonale |
| Asse Y | Moto lineare perpendicolare a X e Z | Fresatura fuori centro; tasche con pareti diritte; sedi per chiavette; eccentrico noioso |
| Asse B | Orientamento rotante della testa di fresatura attorno all'asse Y | Lavorazione simultanea a 5 assi; fori ad angolo composto; caratteristiche della turbina/girante |
| Contromandrino Z (asse W) | Movimento assiale indipendente del contromandrino | Trasferimento di parti sincronizzato; lavorazione della faccia posteriore; troncatura del contromandrino |
Vantaggi produttivi rispetto agli approcci a mandrino singolo e a macchina separata
Il business case per una macchina di tornitura e fresatura a doppio mandrino si basa su numerosi vantaggi di produttività combinati che si accumulano in ogni ciclo del pezzo.
Eliminazione delle configurazioni e della gestione tra macchine
In un flusso di lavoro di lavorazione convenzionale, una parte rotazionalmente simmetrica che richiede operazioni di tornitura frontale, tornitura posteriore e fresatura richiede un minimo di tre configurazioni separate su due o tre macchine diverse. Ogni trasferimento tra macchine introduce errori di riposizionamento poiché la parte viene nuovamente bloccata in un nuovo dispositivo o mandrino. Questi errori accumulati sono il motivo per cui le parti con tolleranze strette con caratteristiche su più facce sono difficili da mantenere sui percorsi multi-macchina convenzionali: ogni riattacco aggiunge il proprio errore di concentricità e di posizionamento. Una macchina di tornitura e fresatura a doppio mandrino elimina ogni configurazione intermedia: il pezzo viene bloccato una volta nel mandrino principale, lavorato completamente sulla faccia anteriore, trasferito automaticamente al contromandrino con un ciclo di trasferimento sincronizzato programmato e lavorato completamente sulla faccia posteriore, tutto in un programma continuo. Il risultato è una ripetibilità da pezzo a pezzo che le tolleranze dei centri di lavoro corrispondenti non possono ottenere in modo coerente.
Taglio simultaneo su entrambi i mandrini
Le macchine bimandrino a doppia torretta consentono di eseguire simultaneamente due operazioni di taglio, una sul mandrino principale e una sul contromandrino, in quello che viene chiamato operazione di sovrapposizione or taglio dell’equilibrio . Mentre il contromandrino completa le operazioni della parte posteriore sulla parte N, il mandrino principale inizia le operazioni della parte anteriore sulla parte N 1, che è stata alimentata automaticamente dalla barra durante il ciclo del contromandrino. Questa sovrapposizione elimina i tempi morti tra i pezzi che sono inevitabili sulle macchine monomandrino. Su pezzi di produzione in grandi volumi (alloggiamenti di cuscinetti per automobili, corpi di valvole idrauliche, giranti di pompe), il funzionamento in sovrapposizione riduce abitualmente il tempo ciclo effettivo per pezzo dal 30 al 50% rispetto alla lavorazione sequenziale a mandrino singolo.
Lavorazione completa e riduzione del work-in-process
Quando i pezzi lasciano la macchina di tornitura e fresatura a doppio mandrino completata (tutte le operazioni di tornitura, fresatura, foratura, maschiatura e finitura vengono eseguite), le scorte work-in-process diminuiscono drasticamente. Le parti non vengono accodate tra le operazioni in attesa della disponibilità della macchina, dei tempi di installazione o dell'attenzione dell'operatore. Viene recuperato lo spazio occupato dalle scaffalature di allestimento in lavorazione, dai trasportatori tra macchine e dalle molteplici macchine da sostituire. I tempi di consegna dalla materia prima alla parte finita vanno da giorni (su più code macchina) a ore (un singolo ciclo macchina). Per le officine ad alto mix e con volumi ridotti, ciò significa che è possibile gestire in modo economico una gamma più ampia di codici articolo su un'unica piattaforma macchina con tempi di cambio formato brevi.
Guadagni in precisione e ripetibilità
La precisione CNC su una macchina di tornitura e fresatura a doppio mandrino è valida in tutte le operazioni perché la parte non lascia mai l'ambiente controllato del sistema di coordinate della macchina tra le operazioni. Le funzioni lavorate sulla faccia anteriore fanno riferimento allo stesso Riferimento delle funzioni lavorate sulla faccia posteriore: non vi è alcuno spostamento del Riferimento da impostazione a impostazione come avverrebbe su due macchine separate. Sugli alberi di precisione con caratteristiche coassiali anteriori e posteriori, ciò si traduce direttamente in tolleranze di eccentricità totale e concentricità più strette. Le moderne macchine tornio-fresa a doppio mandrino con feedback lineare su scala di vetro e compensazione termica raggiungono una ripetibilità di posizionamento di ±0,002 mm o migliore su tutti gli assi, consentendo di lavorare i pezzi con tolleranza al suolo equivalente senza un'operazione di rettifica secondaria su molte caratteristiche.
Settori e tipi di componenti che ne traggono maggiori vantaggi
Le macchine di tornitura e fresatura a doppio mandrino offrono la massima produttività e ritorno di qualità su famiglie di pezzi con caratteristiche specifiche: simmetria rotazionale, caratteristiche su entrambe le estremità, caratteristiche fuori centro fresate o forate e volumi di produzione medio-alti. Queste caratteristiche si concentrano in una manciata di settori.
- Componenti del gruppo propulsore automobilistico: Alberi a camme, perni di banco dell'albero motore, alberi di ingresso della trasmissione, flange dell'alloggiamento del differenziale, giranti del turbocompressore e anelli del sensore ABS combinano tutti caratteristiche di tornitura e fresatura su entrambe le facce. Il volume automobilistico e la pressione sui costi rendono direttamente bancabile la riduzione del tempo ciclo delle macchine a doppio mandrino. Le macchine della serie MW di Muratec sono specificatamente citate come la piattaforma su cui vengono prodotti più pezzi torniti per il settore automobilistico rispetto a qualsiasi altra piattaforma di tornio.
- Componenti strutturali e motori aerospaziali: I componenti in titanio e Inconel per cellule e motori richiedono spesso una tornitura con tolleranze strette combinata con tasche fresate complesse, fori ad angolo composto e modelli di foratura su più facce. I requisiti di costo dei materiali e di tracciabilità delle parti aerospaziali rendono attraente la lavorazione “tutto in uno”: ridurre al minimo la movimentazione riduce il rischio di danni, contaminazione e lacune di documentazione tra le operazioni.
- Dispositivi medici: Gli impianti ortopedici, i componenti degli strumenti chirurgici e l'hardware diagnostico richiedono sia la precisione della tornitura CNC sia la complessità geometrica della fresatura multifaccia, spesso in titanio, cromo-cobalto o acciaio inossidabile. Le dimensioni dei lotti medicali sono in genere piccole e la geometria delle parti è complessa: esattamente le condizioni in cui un centro di fresatura-tornitura a doppio mandrino che sostituisce quattro operazioni separate è più conveniente.
- Attrezzature per il downhole di petrolio e gas: I corpi valvola, i blocchi collettore, i componenti con collare di foratura e i raccordi dei connettori in acciaio inossidabile 4140, 17-4 PH e Inconel richiedono capacità di tornitura di grande diametro combinata con fori trasversali, superfici fresate e caratteristiche filettate. Le macchine di tornitura e fresatura a doppio mandrino con grande capacità di foro (foro passante da 100–200 mm) gestiscono questi componenti in un'unica configurazione mentre una fresatura convenzionale richiederebbe quattro o cinque operazioni.
- Componenti idraulici e pneumatici: Le bobine delle valvole, i corpi degli attuatori, i blocchi collettore e gli alberi delle pompe combinano tolleranze di precisione del foro, tornitura del diametro esterno e molteplici caratteristiche di foratura incrociata o fresata: un profilo della parte ideale per la lavorazione tornitura-fresatura a doppio mandrino.
- Componenti di alberi e mandrini di precisione: I pezzi con caratteristiche coassiali critiche anteriori e posteriori (alberi encoder, cartucce mandrino, alberi rettificati di precisione) traggono vantaggio in particolare dalla precisione di impostazione singola fornita dalle macchine a doppio mandrino eliminando il riserraggio tra le operazioni sulla parte anteriore e posteriore.
Specifiche critiche da valutare nella scelta di una macchina
Le macchine di tornitura e fresatura a doppio mandrino vanno dai torni di produzione di fascia media a partire da circa $ 150.000 ai centri di fresatura-tornitura multiasse completi che superano $ 1.000.000 per le configurazioni più capaci. Per selezionare la macchina giusta è necessario che le specifiche corrispondano ai requisiti effettivi delle parti prodotte, senza acquistare capacità che non verranno mai utilizzate e non sotto-specificare una macchina che limiterà la produzione fin dal primo giorno.
Gamma di potenza e velocità del mandrino
La potenza del mandrino principale per torni e fresatrici a doppio mandrino varia generalmente da 15 HP (11 kW) su macchine compatte per la lavorazione di barre a 45 HP (33 kW) o più su macchine di produzione di grande diametro. La potenza del contromandrino è generalmente compresa tra il 50 e il 70% della potenza del mandrino principale. La gamma di velocità è importante sia per le operazioni di tornitura che per quelle con utensili motorizzati: le velocità del mandrino principale da 4.000 a 6.000 giri/min coprono la maggior parte dei materiali torniti; Le velocità del motore dell'utensile motorizzato da 3.000 a 6.000 giri/min si adattano a frese e trapani di tutta la gamma di dimensioni tipica per i pezzi torniti. Per il titanio e altre leghe difficili da lavorare, verificare che la macchina fornisca una coppia a bassa velocità adeguata per tagli di sgrossatura pesanti, e non solo un numero di giri elevato per la finitura.
Capacità della barra e dimensioni del mandrino
La capacità della barra, ovvero il diametro massimo della barra che passa attraverso il mandrino principale, limita direttamente le parti che possono essere alimentate dalla barra sulla macchina. Le capacità comuni delle barre vanno da 42 mm (1,65 pollici) per macchine di precisione compatte fino a 100 mm o più per macchine di produzione pesanti. Il diametro del foro passante del sottomandrino è in genere inferiore a quello del mandrino principale: verificare che possa accogliere le parti da trasferire se è necessaria un'alesatura passante sul sottomandrino. Le dimensioni del mandrino (6 pollici, 8 pollici, 10 pollici) determinano il diametro massimo di presa per le parti caricate dal mandrino che superano la capacità della barra.
Corsa dell'asse Y
La corsa dell'asse Y determina l'offset massimo dalla linea centrale al quale è possibile eseguire le operazioni di fresatura. Per la maggior parte delle caratteristiche di fresatura di pezzi torniti (fori trasversali, sedi per chiavetta, parti piatte) sono sufficienti da ±40 a ±50 mm. Per parti più grandi con caratteristiche più lontane dalla linea centrale o per tasche profonde, verificare che l'intervallo dell'asse Y copra le posizioni effettive delle caratteristiche sulle parti prese in considerazione. Alcune macchine offrono l'asse Y solo sulla torretta principale; verificare se le operazioni del contromandrino hanno accesso anche all'asse Y se è necessaria la fresatura della superficie posteriore con offset.
Numero di stazioni utensili e capacità degli utensili motorizzati
La capacità della torretta, ovvero il numero di posizioni utensile indicizzate disponibili, determina la complessità della lavorazione di un pezzo senza cambio utensile o intervento manuale. Le torrette standard a 12 stazioni gestiscono i tipici pezzi torniti e forati; Le torrette BMT a 24 stazioni o le macchine con torrette doppie ospitano parti complesse che richiedono molti strumenti distinti. Il conteggio totale degli utensili, comprese le posizioni degli utensili motorizzati, è importante per la produzione ad alto mix: una macchina con 38 posizioni totali degli utensili (inclusa una torretta secondaria) può contenere una famiglia completa di utensili per più codici contemporaneamente, consentendo un rapido passaggio da un lavoro all'altro senza un riattrezzamento completo.
Controllo sincronizzato del mandrino e precisione di trasferimento
La qualità del trasferimento sincronizzato del mandrino (il passaggio automatico del pezzo dal mandrino principale al mandrino secondario) influisce direttamente sulla precisione del rapporto tra le caratteristiche della faccia anteriore e della faccia posteriore. Il trasferimento sincronizzato richiede che entrambi i mandrini funzionino esattamente alla stessa velocità e fase simultaneamente, con il contromandrino che avanza per afferrare la parte mentre ruota. Un trasferimento ben implementato non aggiunge sostanzialmente alcun errore di posizionamento tra le facce; uno mal implementato introduce un offset assiale e angolare che degrada la qualità della parte. Richiedi dati dimostrati sull'accuratezza del trasferimento (eccentricità assiale e ripetibilità angolare dopo il trasferimento) quando valuti macchine specifiche per applicazioni con tolleranze strette.
Sistema di controllo CNC
Il controllo CNC gestisce l'interpolazione di tutti gli assi, la sincronizzazione del mandrino, la coordinazione degli utensili motorizzati e la gestione del programma pezzo. Fanuc, Siemens, Mitsubishi e Mazatrol sono le piattaforme di controllo dominanti nelle macchine di tornitura e fresatura a doppio mandrino. Oltre alla preferenza del marchio, valutare le caratteristiche di controllo specifiche: capacità di programmazione conversazionale per una rapida impostazione del lavoro, modifica in background in modo che i programmi possano essere modificati mentre la macchina è in funzione, architettura di controllo a doppio percorso (doppio canale) per il controllo simultaneo e indipendente delle operazioni del mandrino principale e del mandrino secondario e funzioni di mirroring del mandrino secondario che capovolgono e trasferiscono automaticamente i programmi dalla geometria del mandrino principale a quella del mandrino secondario. Il controllo conversazionale di Hurco e la programmazione Mazatrol di Mazak sono costantemente citati come elementi di differenziazione per le officine che necessitano di una rapida creazione di programmi per una produzione ad alto mix.
Confronto: Fresatura-Tornitura a doppio mandrino e centri di tornitura e fresatura separati
La decisione tra investire in una macchina di tornitura e fresatura a doppio mandrino o mantenere apparecchiature di tornitura e fresatura separate dipende dal mix di parti, dal volume, dai requisiti di precisione e dal costo totale di proprietà durante la vita della macchina.
| Fattore | Centro di fresatura-tornitura a doppio mandrino | Fresatrici per tornitura separate |
|---|---|---|
| Tempo di installazione per parte | Una configurazione per tutte le operazioni | Configurazioni multiple su più macchine |
| Precisione di posizionamento tra le facce | Eccellente: dato unico, nessun errore di riattacco | Variabile: ogni riattacco introduce un errore |
| Tempo ciclo per pezzi complessi | Più breve: sovrapposizione delle operazioni principali/secondarie | Più lungo: sequenziale, più tempo di coda e trasferimento |
| Spazio sul pavimento | Un solo ingombro della macchina | Da due a quattro macchine più aree di sosta |
| Costo del capitale | Anticipo più elevato (una macchina) | Inferiore per macchina; totale più alto per capacità equivalente |
| Manodopera dell'operatore per parte | Inferiore: meno configurazioni, meno gestione | Superiore: configurazioni multiple e trasferimenti macchina |
| Meglio per | Particolari complessi, volume medio-alto, tolleranze strette | Parti molto semplici, solo tornitura di grande diametro, lavoro a operazione singola con volumi elevatissimi |
| Flessibilità per nuove parti | Alto: una macchina gestisce un'ampia varietà | Inferiore: le nuove parti potrebbero richiedere regolazioni del percorso tra le macchine |
Per la maggior parte delle officine che producono pezzi con caratteristiche su più di una faccia o che richiedono sia tornitura che fresatura, il confronto del costo totale di proprietà in genere favorisce il centro di fresatura-tornitura a doppio mandrino per volumi di produzione medi e superiori, soprattutto quando la manodopera dell'operatore, l'ingombro e i costi di trasporto delle lavorazioni in corso sono inclusi nell'analisi insieme al prezzo di acquisto della macchina.
Considerazioni sulla programmazione e l'impostazione
Per ottenere il massimo da una macchina di tornitura e fresatura a doppio mandrino sono necessari approcci di programmazione più sofisticati rispetto alla tornitura CNC convenzionale e pratiche di impostazione che tengano conto della capacità multi-operazione della macchina.
- Programmazione a doppio canale (doppio percorso): Le operazioni del mandrino principale e del contromandrino sono scritte come due programmi CNC separati e sincronizzati che funzionano in parallelo, uno per ciascun percorso del mandrino. Il controllo esegue entrambi i percorsi contemporaneamente e utilizza i comandi di sincronizzazione (WAIT, SYNC) per coordinare i trasferimenti e le operazioni di sovrapposizione. Comprendere la struttura di programmazione a doppio percorso è essenziale per realizzare i vantaggi in termini di tempo di ciclo delle operazioni simultanee; una macchina che fa funzionare il mandrino principale e il contromandrino in sequenza anziché simultaneamente lascia metà della sua capacità produttiva inutilizzata.
- Selezione del software CAM: Non tutti i pacchetti CAM gestiscono allo stesso modo le macchine tornio-fresa a doppio mandrino. Verificare che il software CAM utilizzato generi il codice a doppio percorso sincronizzato corretto per il sistema di controllo specifico sulla macchina. Mastercam, Esprit e Fusion 360 hanno tutti funzionalità di tornitura-fresatura a doppio mandrino; la qualità e la completezza del supporto post-processore per specifiche combinazioni macchina/controllo varia e deve essere convalidata prima di impegnarsi in una piattaforma CAM.
- Strategia di attrezzaggio per entrambi i mandrini: Pianifica la disposizione degli utensili sulla torretta per servire sia le operazioni del mandrino principale che quelle del contromandrino senza richiedere la riconfigurazione della torretta tra un'operazione e l'altra. Gli utensili posizionati per l'accesso al mandrino principale possono spesso essere avvicinati dal lato del contromandrino invertendo l'orientamento della torretta, ma questo deve essere programmato correttamente e confermato per non creare interferenze. Considerare attentamente i portautensili statici per utensili di tornitura e i portautensili motorizzati per utensili motorizzati, bilanciando il numero di ciascun tipo con le operazioni richieste sulla famiglia di parti.
- Gestione degli offset pezzo e dei datum: Ogni mandrino richiede il proprio offset pezzo e il proprio sistema di coordinate. Dopo un trasferimento sincronizzato, il programma del contromandrino fa riferimento alla faccia posteriore del pezzo come suo dato Z-zero, generalmente confermato da un valore di offset Z programmato che corrisponde alla lunghezza del pezzo dopo la lavorazione della faccia anteriore. Misurare e confermare accuratamente questo offset durante l'impostazione è fondamentale per mantenere le tolleranze di lunghezza dalla parte anteriore a quella posteriore.
- Compensazione termica e cicli di riscaldamento: Le macchine tornio-fresa multiasse sperimentano modelli di crescita termica più complessi rispetto ai torni semplici perché sia il motore del mandrino che quello dell'utensile motorizzato contribuiscono al calore. Esegui un programma di riscaldamento standard all'inizio di ogni turno prima di tagliare le parti di produzione e verifica che le funzioni di compensazione termica della macchina siano attive e calibrate. Nelle applicazioni ad alta precisione, la misurazione in-process con aggiornamenti automatici dell'offset è la pratica migliore per mantenere tolleranze strette durante l'intero ciclo di produzione.
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