走心式車床(Swiss-type lathe)是一種高精度的自動車床,主要用於加工小型或複雜的精密零件,走心式車床加工技術在製造上有高效率與效能兼具的優勢,但同時也存在成本與維護上的缺點,不過依然在精密零件製造領域中備受青睞,以下將介紹走心式車床的優缺點、適用加工範圍,以及與走刀式車床的差別。
CNC走心式自動車床|NOMURA NN-20J2走心式車床的優點
高精度加工
走心式車床是採用滑動主軸箱設計,確保刀具和工件之間始終保持在最短距離範圍內,能有效減少工件運作時產生振動導致偏差,使得走心式車床能夠實現極高的零件加工精度,特別適合製作細小且複雜的零件,達到精密車床加工技術。
高效率生產
走心式車床通常配備多軸配置和自動換刀系統,多軸車床加工能同時進行多個零件加工操作,也因此能大幅度提升零件生產效率,最適合大批量零件生產的需求。
運作高穩定性
走心式車床的運作高穩定特性,是來自剛性結構和精密控制系統,使其能在長時間運作中保持最佳穩定表現,因此能夠持續一致性品質的零件,明顯降低廢品率。
哪種零件適合用走心式車床加工?
走心式車床幾乎是與「小零件加工」劃上等號,但這其實不完全正確,因為並不是所有類型的零件都適用走心式車床加工,不然其他零件加工的機台要怎麼存活,肯定各自有專精的領域。
以下是我們實際運用走心式車床加工零件的實務經驗,您的零件是否適合用走心式車床加工製造,通常會從以下幾個面向來評估:
- 零件直徑小或長徑高:例如細長軸類零件,走心式滑動主軸箱,能有效避免加工產生的震動。
- 零件結構複雜,需多面加工:包含側銑、斜孔、背面加工等需求,多軸的走心式車床可一次加工完成,不需要再透過另一個機台輔助。
- 尺寸公差要求較嚴格者:像醫療、電子、精密機構零件,都是要求高精密度零件加工工藝,因此會指定採用走心式加工。
- 需大量穩定生產:當零件產量規模較大時,同時也是展現走心式的高效率、良率的特質。
反之,如果是「結構簡單」、「數量少」、「頻繁更換」的零件,就建議選擇走刀式車床或其他零件加工方式,會比走心式來得有成本效益,這也是為什麼沒辦法單靠走心式打天下的原因,不是無法加工,而是有成本考量。
我們在為業主評估零件加工方式時,也不是無腦的推走心式,而是先了解客戶的需求,以及確認零件的類型或數量是否值得用走心式。
CNC走心式自動車床|NOMURA NN-32YB走心式車床的缺點
看似強大又高效的走心式車床,實際上還是存在缺點,越是精密的機器,除了在於購置的成本較高外,在維修、保養的成本上也相當可觀,但是如果與走心式車床能提供的價值相比,這些成本也只不過是小巫罷了。
設備與維護成本較高
走心式車床屬於高精密度儀器,因此機械結構設計也相對複雜,而造就其製造成本為何偏高,當然在維護成本上也相當可觀,對於中小企業或是只有小批量需求的企業來說,是較難以入手的精密車床。
操作難度較高
走心式車床當然不是全然靠機器本身自動化運作,操作人員本身也必須有一定的專業技術水平及編程能力,也要對於多軸同步運作模式及複雜的控制系統有一定程度的認知,這也間接代表著,企業需要耗費不少時間成本,來培養出適合的技術人員。
走心式車床系統如其構造般複雜,所以在設備發生故障時,光是偵錯階段就需要不少時間,且一旦停機就會讓整體生產效率降低甚至停擺。因此一般不會將整個生產線都集中於走心式車床,還是要做好風險分配。
適用範圍有限
走心式車床主要適用於生產加工小型精密零件,若較大或形狀較為簡單的零件樣式,就不會是最佳的設備選擇,這種時候就需要依賴傳統的走刀式車床,或是其他類型的車床刀具設備。
另一點就是雖然走心式車床在於大批量生產表現優異,但是在前置設定過程較為繁瑣,如果是運用在小量加工製造,或是樣式品種較多的生產需求,會因此導致生產效率下降。所以對於靈活性要求較高的生產需求,走心式車床的特性就無法有效發揮。
走心式車床加工常見3大誤解
走心式車床這樣介紹起,幾乎可以說是精密加工界「神丹」,但是在實務應用時,我們常遇到一些問題不是來自設備,而是判斷錯誤所導致的加工失敗。
誤解一:只要是精密小零件,就一定要用走心式加工
就像前面所說的,走心式有所謂「適用」的領域,如果零件的結構簡單、長徑較短、加工面少,用走心式車床可能會因為前置設定加上調整時間,而導致整體加工時間成本上升。
誤解二:走心式一定比走刀式效率好
在需要「大量、單一、穩定生產」的零件加工,走心式車床絕對是高效首選;反之「量少、種類多樣、頻繁換模型」,性質彈性的走刀式車床較為合適,效率也高於走心式車床。
誤解三:機台設備升級,問題就會消失
如果零件的加工設計,沒有針對走心式做加工優化,例如有刀具間干涉、加工順序不合理等問題,即變是換了走心式車床,問題也不會改變,因為這是程序優化問題,而非機台效能。
走心式車床用最貼切的一句話形容是:「放大優勢、也放大錯誤」,用對情境當然強得所向披靡,但是用錯就會懷疑機台是不是有問題。這其實就像人一樣個有所長,有些人擅長技術,有些人擅長業務,不就是因為互補配合才能所向無敵嗎?
走心式車床零件加工實務經驗
如果單看前面說的規格和理論,還是沒辦法領會到走心式車床價值的話,那我們直接用過去的實例分享給大家,這樣會更有臨場感:
我們曾經協助一位客戶加工細長軸型零件,這類型的零件所講求的就是「高精密製程」,加工需求量很大且低容錯。客戶說在找我們之前,有先請另一間零件加工廠處理,但他們是採用走刀式車床加工,尺寸及良率的穩定度很差,加上因為加工需求量大的緣故,所以需要長時間的連續加工,走刀式車床在面臨加工量大時,缺點也會跟著放大,尺寸在加工過程中不斷的產生微小偏移,講求精密度的零件只要稍有偏移,基本上就準備面臨淘汰,果不其然進入品檢環節時淘汰不少掉。
了解客戶的加工需求後,源坤吉直接採CNC 走心式車床加工作業,利用走心式滑動主軸箱設計,讓刀具能始終貼近支撐點進行加工,使製程達到最低誤差。與原先走刀式加工差距不單只是速度層面,而是加工尺寸一致性,讓良率飛躍式提高。
這類的案例通常都是在醫療器材零件、電子零件加工中最常見,我們在選擇加工零件用的機台時,不該是單方面看成本的高低,而是以長遠或需求作為主要評斷。這也是為什麼我們在評估加工方案時,會優先從零件結構、數量、執行時間、精密度、容錯率等面向需求思考,而不是一味的盲推機台。
CNC走心式自動車床|TSUGAMI-BO-205走心式車床與走刀式車床的差別
走心式車床與走刀式車床雖然只差一個字,但在於設備設計與應用上存在明顯的差異,但是兩者卻是相輔相成的關係,不會因為有一方的存在而必須淘汰。
結構設計差異
走心式車床的工件事透過主軸箱滑動進行加工作業,刀具是相對於工件的固定位置進行加工操作;而走刀式車床則式工件固定於主軸上,刀具再沿著橫向及縱向滑軌進行移動加工。
應用範圍
走心式車床就是前面介紹的,主要用於小型精密零件生產加工,而走刀式車床則適用於大型零件或是結構較簡單的零件加工,從應用範圍已經能看出,兩者是互不影響的互補關係,因此在較大型的零件生產加工廠,有機會能看到這兩種車床同時存在。
加工精密度
這無庸置疑是走心式車床較為優秀,主要影響在於走心式的滑動主軸箱設計,所以才能締造出高精度及高複雜度的零件加工製造需求。走刀式車床的優勢是在於製造大型或簡易零件,所以論加工精密度本來就無法與走心式相比。
生產效率
生產效率一樣也是走心式車床拔得頭籌,光是多軸配置和自動化功能,就能使其達成高效率生產加工大批量零件,但是在面對小批量零件或是多樣化的零件製造時,就不是那麼符合成本效益。
走刀式車床的優勢在於其靈活度,可以針對單件大型零件或小批量零件生產製造,因為在調整與更換加工設定上比走心式簡單很多。
走心式車床常見問題 FAQ
- 問題1:聽說走心式車床是高精密零件首選,那最小的零件能做到多小?
- 答:走心式車床的零件加工精密度,可以做到0.1mm(100微米)甚至是再更小,也會因為機型與刀具配置等因素而不同。走心式車床可加工極小直徑的精密零件,最常見的應用領域是醫療器材、電子零件與精密機構零件(例:手錶)。
- 問題2:小量訂單也適合用走心式車床加工嗎?
- 答:前面有介紹過走心式車床,主要適用於高精密、量大、穩定輸出這類零件加工需求。但如果情況是量少,零件結構複雜且要求高精密度,那還是比較適合「走心式」。除非零件結構簡單,或是有頻繁換零件模型的需求,走刀式的成本效益較佳。
- 問題3:走心式與走刀式的零件加工成本差異主要在哪?
- 答:走心式車床的「前置設定作業複雜」及「設備成本較高」,但是一旦是需要大量且穩定生產時,能用高效率與良率高換得良好成本效益表現。走刀式車床則是在量少、零件多樣化、常更換模型這類需求具優勢。
- 問題4:哪些產業的零件加工首選是走心式車床?
- 答:醫療器材、電子零件、腳踏車零件、汽機車零件等講求高精密零件產業,這些產業的共通點都是對加工精密度,與一致性的要求高。
- 問題5:該如何判斷我的零件適不適合走心式加工?
- 答:建議直接把您的零件加工需求提供給源崑吉,我們會從零件尺寸、結構複雜度、精密度要求及數量等多面向進行考量,減少雙方來回確認,讓加工需求更加明確。
CNC走心式自動車床|中村留
結語
總結來說,走心式車床和走刀式車床各有其優勢,走心式車床以其高精度、高效率和穩定性在精密零件加工中占據重要地位,而走刀式車床則在加工較大零件,和多樣化零件靈活生產時較為出色。根據具體的零件加工需求,選擇合適的車床類型可以大幅提升生產效率和產品質量,這就是「工欲善其事,必先利其器」的道理,沒有所謂走心式、走刀式誰好誰不好的問題。
營業時間
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