Nastavení CNC soustruhu: struktura a funkce
Soustružení je jedním z obráběcích procesů. Soustružení je charakterizováno řezným pohybem, který vykonává obrobek. Pomocný pohyb - tj. posuv a přísuv - vytváří nástroj pomocí podélného a příčného posuvu. Pokud se obrábějí velmi štíhlé obrobky, mohou být podepřeny stabilní opěrkou. Konstrukce CNC soustruhu prošla za posledních několik desetiletí vývojem: od jednoduchého soustruhu, který se obvykle nastavuje a obsluhuje ručně, až po moderní CNC stroj.
Kromě hlavního vřetena a revolveru (nosiče nástrojů) k nim patří následující možnosti:
- protivřeteno pro šestistranné kompletní obrábění
- pozice poháněných nástrojů na revolveru
- Osa Y pro obrábění mimo střed stroje
High-tech uvnitř: čím jsou CNC stroje tak výjimečné
Písmena NC jsou synonymem anglického slova „Numerical Control“. Označují řízení stroje pomocí zadávání čísel. Pokud je toto řízení prováděno pomocí počítače, označuje se jako „Computerized Numerical Control“, tj. stroje CNC. Tato CNC řízení se používají k řízení a regulaci obráběcích strojů, včetně soustruhů. Kromě CNC se soustruhy vždy skládají z rámu, soustružnického lože, tzv. vřeteníku, nástrojového suportu, protivřetena pro 6stranné obrábění a osy Y pro mimostředné obrábění a volitelně koníku a také stabilní opěrky.
Konstrukce CNC soustruhů: od jednoduchých po složité
Soustruhy se používají po celém světě a v celé řadě průmyslových odvětví. Zkušenosti ukazují, že každé odvětví má pro svou výrobu vlastní standardy, postupy, normy a předpisy. Z toho vyplývají různé požadavky na obsluhu a řízení CNC soustruhu. To ilustruje následující příklad: Pokud se soustruh používá například ve velkosériové výrobě pro automobilový průmysl a vyrábějí se na něm součásti s malými odchylkami, stroj se obsluhuje a programuje relativně málo. Důraz je zde kladen na vysokou efektivitu, krátké neproduktivní časy, maximální stabilitu procesu, a tedy i kvalitu součástek. Naproti tomu například při výrobě forem nebo při zakázkové výrobě se často vyrábí větší počet variant a v malých sériích. To vyžaduje častější provoz stroje. Aby výrobci obráběcích strojů, jako je například DMG MORI, poskytli průmyslu co největší počet možností obrábění, neustále vyvíjejí CNC soustruhy. V současné době jsou například k dispozici soustruhy s více než jednou revolverovou hlavou (2 ¾) pro uložení několika nástrojů a funkcí osy B - interpolačního pohybu nástroje. Horizontální a vertikální pohyby nástroje, které jsou zde možné, umožňují obrábění složitých součástí.
Typy součástí
Bez ohledu na místo použití nebo technické požadavky na výrobu se konstrukce CNC soustruhů skládá z následujících součástí:
- Rám: nosný prvek (obvykle ze šedé litiny), který podpírá všechny pohyblivé a pevné prvky stroje. Zaručuje stabilitu a pevnost, zabraňuje vibracím a zajišťuje přesnost.
- Soustružnické lože: základní deska, na které je stroj namontován. Soustružnické lože zajišťuje stabilní a rovnou základnu, aby se kluzáky nástrojů a další pohyblivé části mohly plynule pohybovat.
- Vřeteník: obsahuje hlavní vřeteno, které otáčí obrobkem. Vřeteník je zodpovědný za přesné otáčení obrobku. Lze na něj také umístit různá upínací zařízení (sklíčidla, upínací kleštiny).
- Protivřeteno: je druhé vřeteno, které se otáčí v opačném směru než hlavní vřeteno. Umožňuje obrábění obrobku ze 6 stran bez nutnosti jeho opětovného upnutí. Stroje s protivřetenem jsou dnes již standardem: NLX 2500 SY700 - univerzální soustruh s osou Y a protivřetenem - je nyní jedním z nejprodávanějších strojů společnosti DMG MORI.
- Poháněné polohy nástrojů v revolverové hlavě: lze je posouvat pomocí motoru, což zvyšuje přesnost. Osa Y: pro mimostředové obrábění umožňuje obrábět složité obrobky mimo střed.
- Pohon posuvu: je zodpovědný za pohyby suportu nástroje a dalších pohyblivých částí podél požadovaných os. Zajišťuje přesné a řízené pohyby během soustružení.
- Posuv nástroje: nese řezný nástroj a pohybuje jím přesně podél požadovaných os pro obrábění obrobku. Posuvník se může pohybovat v několika směrech, a umožňuje tak různé řezné postupy.
Koník: je protějškem naproti vřeteníku a podpírá jej. Koník se může pohybovat podél lože stroje. Má otočný střed, který udržuje obrobek stabilní.
Stabilní opěrka: přídavná podpěra pro stabilizaci dlouhých obrobků během obrábění. Zabraňuje také ohýbání nebo kývání obrobku. - Technologie CNC řízení: dodává a převádí digitální data na data pro stroj, aby bylo možné dosáhnout plně automatického sledování všech funkcí během obráběcího procesu.
- Chladicí/mazací prostředek: nezávislý okruh ve stroji k mazání a chlazení pohyblivých součástí pomocí tzv. chladicích maziv. Mají význam pro bezpečnost stroje a kvalitu součástek.
Takto funguje soustružení
Před zahájením procesu soustružení, tj. CNC obrábění, je obsluhou načten předem vytvořený program se sekvencemi obrábění nebo sekvencemi pohybů. Obrobek je rovněž upnut ve vřetenu. Volba řezných nástrojů vychází ze soustružnické úlohy a materiálu obrobku. Jakmile jsou všechny nástroje definovány, upnou se do revolveru - držáku pro několik nástrojů. CNC soustruh je nyní připraven k procesu CNC obrábění, při kterém se obrobek otáčí a řezný nástroj odebírá materiál z obrobku podle zadaných parametrů.
Mnoho variant: různé procesy soustružení
Jednoduché soustružené díly získávají svůj tvar posuvem ve směru osy otáčení nebo kolmo na ni. Různé procesy soustružení se nazývají podle směru posuvného pohybu.
- Dlouhé otáčení: Soustružnický nástroj se pohybuje rovnoběžně s osou obrobku (obvykle zleva doprava) s cílem soustružit válcovou součástku na určitý průměr.
- Tváření: Nástroj se pohybuje kolmo k ose obrobku s cílem obrobit čelní plochu nebo rameno. Směr pohybu soustružnického nástroje závisí na úkolu a řezné hraně.
- Soustružení: Nástroj se pohybuje rovnoběžně nebo kolmo k ose obrobku.
- Piercing: Soustružení pro výrobu určitých tvarů drážek.
- Řezání: Speciální forma soustružení, při níž se obrobek nebo jeho část zcela oddělí od polotovaru. Hlavní břit nástroje může být nejen šikmý, ale i rovný.
- Výřez: Drážkování: Popis drážkování, při kterém je směr posuvu drážkovacího nástroje rovnoběžný s osou obrobku.
- Otočení profilu: Hlavní břit soustružnického nástroje má tvar profilu, který má být vyroben. - Kuželové soustružení: Dlouhé soustružení se zmenšujícím se průměrem, čímž vzniká kuželový tvar.
- Soustružení závitů: Dlouhé soustružení, při kterém je rozhodujícím faktorem pro určení stoupání závitu rychlost posuvu.
- Tvarové soustružení: Jednotlivé posuvy a řezné pohyby vytvářejí specifický tvar.
- Kopírovací soustružení: Tvar obrobku se zde přebírá ze šablony a přenáší se na podélné a příčné suporty.
Horizontální nebo vertikální: konstrukce soustruhu
Poloha vřetena určuje typ stroje: U svislých strojů je vřeteno svislé a obrobek je upnut vodorovně nebo zavěšen. U horizontálních strojů je vřeteno vodorovné a obrobek je držen ve svislé poloze. Pro velmi velké obrobky s velkými průměry, jako jsou například velké příruby (> 1 m), může mít smysl provádět obrábění na svislém soustruhu. Kromě snadnějšího upínání (ukládání pomocí zdvihací techniky shora) lze při tomto provedení mnohem lépe řídit vznikající síly. Stroje tohoto typu jsou obvykle konstruovány v portálové nebo portálové konstrukci. Horizontální soustruhy jsou obvykle konstruovány jako konzolové sloupové nebo s křížovým stolem. Tyto CNC soustruhy se používají k obrábění zvláště dlouhých obrobků. Společnost DMG MORI má ve svém portfoliu také stroje pro horizontální výrobní soustružení.
Kromě toho jsou dnes v běžném průmyslovém použití standardem také tzv. soustružnické stroje. Tento pojem zahrnuje technologie, u nichž je spektrum obrábění rozšířeno o automatickou výměnu nástrojů a často o frézovací vřeteno s vlastní pohonnou jednotkou a/nebo přídavným zařízením. Rozmanitost a bohatá škála CNC soustruhů, univerzálních soustruhů a výše zmíněných horizontálních verzí činí ze společnosti DMG MORI výrobce obráběcích strojů, který dokáže spolehlivě pokrýt celé spektrum soustružnických úloh.