Draaifrezen: wanneer loont één machine?

Wat is draaifrezen, en wat niet?

Draaifrezen is draaien en frezen op één machine, in één opspanning. Naast de hoofdspil heeft een draaifreesbank aangedreven gereedschap op de revolver, dat boort en freest terwijl de C-as het werkstuk op een hoek vasthoudt of gestuurd meedraait. Een Y-as brengt dat gereedschap buiten het hart; grotere machines hebben een freesspil op een B-as voor schuine boringen.

Met aangedreven gereedschap en tegenspil komt een deel compleet van de machine: de tegenspil neemt het over bij het afsteken en maakt de achterkant in dezelfde cyclus af. Dat heet compleetbewerking. Het doel is minder vaak opnieuw beginnen, niet sneller verspanen.

Wat het niet is: een draaibank met één aangedreven boor voor één dwarsboring. Het sleutelvlak gaat dan alsnog naar de freesmachine. De techniek staat bij draaifrezen, de eerste keuze bij frezen of draaien.

Wat kost de tweede machine in de klassieke route?

In de klassieke route gaat het deel van de draaibank naar een freesmachine voor het sleutelvlak en de dwarsboring. Elke stap is eenvoudig; de kosten zitten ertussen.

De freesmachine vraagt een tweede opspanning, vaak in een spanmal die op de gedraaide diameter centreert. Daar hoort een nieuw nulpunt bij en een eerste stuk dat gemeten moet worden. Het Lean Enterprise Institute rekent omsteltijd van het laatste stuk van de vorige serie tot het eerste goede stuk van de nieuwe. In deze route betaal je die tijd twee keer, op elke machine een keer.

Daarna wacht een bak gedraaide delen op de freesmachine, en die wachttijd telt mee in de levertijd. Bij elk omspannen kan de dwarsboring ook verschuiven ten opzichte van de as: de afwijking van de spanmal stapelt op die van het draaien.

Welke kenmerken maken een deel een draaifreesdeel?

Begin bij wat er buiten de as ligt. Dwarsboringen, sleutelvlakken, excentrische boringen, sleuven en vlakken op de omtrek zijn freeskenmerken op een draaideel. Eén ervan rechtvaardigt zelden een dure machine. Een handvol rond dezelfde as vaak wel.

Houd kenmerken, eisen en bewerkingen apart. ‘Zes boringen, waarvan twee met schroefdraad’ zegt wat er op het deel zit. ‘Met een positietolerantie ten opzichte van de gedraaide as’ is de eis. Boren, tappen en frezen zijn de bewerkingen, en pas die kiezen een machine.

De eis weegt vaak zwaarder dan het kenmerk. Volgens Subduxion Research kan een strengere positietolerantie invloed hebben op de keuze van de machine, op het aantal opspanningen en op welke kenmerken samen in één opspanning horen. Hoe zo'n eis op de tekening staat, legt NEN-EN-ISO 1101 vast. Wat dat voor de route betekent, lees je in positietolerantie en route.

Hoe zwaar weegt het hogere uurtarief?

Een draaifreesbank kost in aanschaf meer dan een gewone draaibank, en dat zit in het uurtarief. Het Wikipedia-overzicht van meerassig verspanen noemt die afweging: minder opspanningen en minder kans op fouten, tegen een complexere en duurdere machine.

Reken daarom met een tarief per machine, zoals in machine-uurtarief berekenen, niet met één gemiddelde voor de werkplaats. Met een gemiddelde lijkt de draaifreesbank goedkoper dan ze is. Een portaal met één prijs per machinegroep middelt precies het verschil weg waar deze keuze om draait.

Het hoge tarief geldt voor elke minuut van de cyclustijd, ook voor het draaien dat een draaibank tegen een lager tarief net zo goed doet. Daar staat tegenover dat programmeertijd en insteltijd maar één keer vallen en dat de spanmal wegvalt. Welke kant wint, hangt af van het aantal stuks.

Rekenvoorbeeld: een as met sleutelvlak en dwarsboring

Een as van Ø 30 bij 120 mm in 1.4305, 50 stuks, met een sleutelvlak en een dwarsboring. Uurtarieven: draaibank € 70, freesmachine € 80, draaifreesbank € 120, programmeren € 80. Instellen kost 1 uur op de draaibank plus 1,5 uur op de freesmachine, of 1,5 uur op de draaifreesbank; programmeren 1 of 1,5 uur. De eenmalige regels zijn gedeeld door 50.

Bij 50 stuks wint draaifrezen met € 20,00 tegen € 22,40 voor de klassieke route: de spanmal en de dubbele insteltijd maken het verschil. De draaifreesbank maakt het deel in 7 minuten, sneller dan 6 plus 3 op twee machines, maar elke minuut kost € 2,00. Bij 500 stuks draait het om: de klassieke route kost € 12,14, draaifrezen € 14,60. In dit voorbeeld ligt het omslagpunt rond 90 stuks.

Komt het deel terug en ligt de spanmal al in de kast als vaste opspanning, dan valt de regel van € 6,00 weg. De klassieke route kost dan € 16,40 bij 50 stuks en is in dit voorbeeld bij elke seriegrootte de goedkoopste.

Wanneer loont draaifrezen niet?

Eenvoudig draaiwerk zonder freeskenmerken betaalt het hoge tarief voor gereedschap dat stilstaat. Zet het op een draaibank, met stafaanvoer als de serie onbemand kan doorlopen.

Zwaar freeswerk hoort op een bewerkingscentrum. Aangedreven gereedschap op een revolver heeft minder vermogen en stijfheid dan de spil van een bewerkingscentrum, dus een grote kamer of veel materiaal gaat daar sneller weg.

Staat de draaifreesbank al vol, dan verdringt elk deel dat er zonder noodzaak op komt werk dat alleen zij kan maken. Die afweging maakt de planning, over alle orders heen.

Twee werkplaatsen met dezelfde machine op papier kunnen in de praktijk niet vanzelf hetzelfde, schrijft Subduxion Research: gereedschap, spanmiddelen en programmeerstrategie verschillen. Een route die buiten de werkplaats is gekozen, rekent met een werkplaats die niet bestaat.

Zo kies je de route voor een draaifreesdeel

De werkvoorbereider en de calculator lopen deze vragen per onderdeel langs, niet per machinegroep. Noteer de antwoorden bij de calculatie, dan is de keuze bij de herhaalorder te volgen.

• Hoeveel kenmerken liggen buiten de as: vlakken, dwarsboringen, sleuven?
• Staat er een positietolerantie ten opzichte van de gedraaide as?
• Heb je voor de klassieke route een spanmal nodig, en bestaat die al?
• Wat is het uurtarief van elke machine in de route?
• Hoeveel stuks, en komt het deel terug als herhaalorder?
• Is de draaifreesbank vrij, of verdringt dit deel werk dat alleen zij kan maken?