Automatický soustruh a jeho vlastnosti. Automatický soustruh vícevřetenové podélné soustružení s CNC. Výroba a zpracování dílů na soustružnických automatech

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Soustruh je speciální stroj, na kterém se zpracování dílů provádí bez účasti pracovníka. Tento typ zařízení je dražší než obvykle. Považuje se však také za pohodlnější použití. Všechny operace na takových strojích jsou prováděny automaticky. Pracovník pouze sleduje nakládání polotovarů a kontroluje kvalitu vyráběných dílů.

Růdy obráběcích strojů

Existuje několik typů takových zařízení. Díly lze vyrábět na jednovřetenových nebo vícevřetenových automatech. Strukturálně se liší jen málo. Jediný rozdíl je v tom, že na zařízení, jako jsou jednovřetenové soustruhy, se soustružení provádí pouze pomocí jednoho pracovního nástroje. V konstrukci vícevřetenových strojů je jich několik. Podle typu obrobků se všechny soustruhy dělí na:

• šroubování;
• carousel;
• otočení obličeje;
• turning-frézování;
• otáčení věže;
• podélné soustružení.

Šroubořezné stroje se používají k provádění všech typů soustružnických operací, karusel - ke zpracování obrobků velké hmotnosti. Čelní soustružnické stroje se používají pro soustružení válcových, čelních a kuželových výrobků. Pro zpracování reliéfu se používá frézovací zařízení. Revolverové soustruhy se používají pro výrobu součástí složitého tvaru. O tom, k čemu jsou stroje s podélným řezem určeny a jaké jsou vlastnosti jejich konstrukce, podrobně probereme níže.

Přiřazení automatických soustruhů

Stejně jako u běžných strojů vykonává tento typ zařízení práci jako:

• podélné soustružení válcových a stupňovitých ploch;
• zpracování vnějšího úkosu;
• rýhování, lícování a osazování;
• vrtné díry;
• vrtání;
• řezání nití;
• grooving;
• soustružení profilu.

Obecné konstrukční prvky

Všechny automatické a poloautomatické soustruhy, stejně jako konvenční stroje, jsou proto navrženy tak, aby odebíraly určité části obrobku při jeho otáčení. Podle konstrukce se různé typy tohoto zařízení mohou značně lišit. Hlavní rysy pro většinu typů jsou však společné. Konstrukce jakéhokoli soustruhu zahrnuje: postel,přední a zadní vřeteník, pojezd. Ten je navržen tak, aby držel nástroj a pohyboval s ním správným směrem. Za tento proces je zodpovědný speciální podávací mechanismus.

Na vřeteníku takového zařízení, jako je automatický soustruh, je připevněno vřeteno a mechanismus změny rychlosti. Je upevněn velmi pevně, protože může způsobit vibrace, které se přenášejí na obrobek a snižují kvalitu hotového dílu. Vřeteno ve vřeteníku je upevněno na ložiskách a vybaveno speciálními upínacími zařízeními (smyčky nebo sklíčidla). Je poháněn samostatným elektromotorem přes převodovku.

Lůžka v soustruzích mohou být použita různě (obrácená, ve tvaru V, plochá). Tento konstrukční prvek by měl být umístěn co nejpřesněji. Jakékoli odchylky vedou k výraznému snížení kvality vyráběných produktů.

Koník se používá k podepření dlouhých obrobků při soustružení. Obvykle je umístěn podél stolu a upevněn v nejvhodnější poloze pro výrobu součásti.

Soustruhy lze automatizovat pomocí ovladače nebo mechanického ovládacího zařízení. Zařízení tohoto typu se liší od jednoduchých CNC strojů tím, že obrobky jsou v tomto případě také automaticky podávány ke zpracování. CNC takové stroje mohou být vybaveny dodatečně.

Rozdíl mezi automatickými stroji a konvenčními stroji

Práce na strojích tohoto typu lze tedy provádět stejně jako na jednoduchých soustružnických zařízeních. Rozdíl spočívá v tom, že soustružení dílůna automatických strojích se vyrábí podle pevně nastaveného cyklu. Na konvenčním stroji může pracovník po dokončení výroby jednoho dílu okamžitě začít soustružit další. Na stroji trvá výměna vačky několik hodin a příprava na ni trvá několik dní.

Použít oblast

Automatické soustruhy jsou mnohem produktivnější než konvenční stroje. Protože jejich časté výměny vedou ke ztrátě výrobního času, je toto zařízení obvykle používáno ve velkovýrobě. Navíc, protože takové zařízení je poměrně drahé, je vhodné jej používat pouze v případě, že je potřeba vyrábět díly velmi složitých tvarů s velkým počtem přechodů. Podniky velmi často používají vysoce specializované stroje tohoto typu určené k výrobě jednoho dílu nebo malé skupiny výrobků.

Vícevřetenové stroje

Tento druh automatického soustružnického zařízení se používá v továrnách k hromadné výrobě dílů různých tvarů a velikostí. Tím se takové stroje liší od jednovřetenových strojů, které se používají především pro výrobu sériově identických výrobků. Existují dva typy takových strojů:

• Horizontální. Hlavní výhodou takových strojů je pohodlí při načítání zdrojového materiálu. Proto se používají tam, kde se používá kontinuální podávání tyčí.

• Vertikální. Výhodou vícevřetenových strojů této odrůdy jsou malé rozměry. Místa vnitřního vybavenítento typ nezabere příliš mnoho.

V malosériové výrobě lze někdy použít vícevřetenový automatický soustruh. Ale pouze pokud je vybaven CNC.

Podélné soustruhy

Zařízení tohoto typu je v poslední době stále populárnější. Podélné soustruhy se používají pro výrobu převážně malých dílů velmi složitého tvaru. Charakteristickým rysem jejich designu je přítomnost pohyblivého vřetena. Typ upínače v takových strojích se používá kleština. Protivřeteno u strojů s posuvnou hlavou je namontováno na vysoce přesných lineárních vedeních.

Vlastností strojů této odrůdy jsou mimo jiné malé rozměry. Jejich pracovní plocha také není příliš rozsáhlá. Stroje tohoto typu obvykle pracují velmi vysokou rychlostí.

Automatický podélný soustruh lze použít jak při hromadné, tak i hromadné výrobě dílů. Nejčastěji se zařízení tohoto typu používají v optickém, elektrotechnickém a přístrojovém průmyslu. Frézy v takových strojích jsou namontovány v třmenech a pohybují se pouze v horizontálním směru. Ve výrobě se používají podélné soustruhy, jednovřetenové i vícevřetenové.

Posuvně soustružnický automatický soustruh je určen k provádění operací jako:

• otočné kroky;
• rýhování a kuželování;
• nudamělké díry;
• úprava tvarovaných povrchů;
• interní a externí zpracování vláken;
• vystružování děr;
• rýhování vnějších ploch;
• frézovací drážky pro šrouby;
• vrtání.

Povrchy na automatických strojích tohoto typu lze zpracovávat velmi rozdílně: kuželové, válcové, stupňovité atd. Pro rozšíření možností podélných soustruhů se používají všechny druhy přídavných zařízení. Například použití řadících pák snižuje opotřebení vaček a tlačných bot.

Konstrukční prvky podélných soustruhů

Vřeteník těchto strojů je upevněn na horní rovině lože. Před ním je speciální deska určená k instalaci dalších zařízení. Na jeho horní rovině je instalován svislý třmen a na zadní straně je instalován výkyvný doraz. Zařízení, jako je podélný soustruh, je ovládáno systémem vaček a vačkových hřídelů upevněných v rámu.

Klíčové výhody

Výhody podélných soustruhů zahrnují především:

• možnost získání tvarových a kuželových ploch při použití prizmatických fréz;
• hladký kvalitní povrch hotového výrobku;
• možnost frézování jak podél osy dílu, tak napříčona;
• schopnost hodit malá čísla, znaky a písmena.

Obrábění dílů na automatických soustruzích tohoto typu lze provádět s maximální přesností.

Funkční princip

V procesu zpracování je výchozí materiál na takových strojích dán nejen rotačním pohybem, jako na konvenčních, ale také translačním - podél osy. Samotné frézy se u zařízení, jako jsou posuvné tyčové soustruhy, pohybují pouze kolmo k tyči. Radiální síly vznikající při obrábění zachycuje stacionární opěra. To eliminuje všechny druhy vibrací a průhybů a zajišťuje vysokou přesnost obrábění.

Cyklus pohybu vřeteníku a nástrojů u automatických podélných soustruhů nastavují vačky vyladěné speciálně pro tuto konkrétní součást. Ty jsou namontovány na speciální hřídeli, jejíž počet otáček se může měnit i při konstantních otáčkách vřetena.

Údržba švýcarských strojů

V provozu je tento typ stroje jednoduchý. Samozřejmě však vyžadují určitou péči. Například, aby chladicí systém fungoval hladce, je třeba pravidelně měnit olej. Doporučuje se také vypláchnout tekutou lázeň měsíčně. Konstrukce chladicího systému zahrnuje také filtr, který by měl být čištěn se stejnou frekvencí. Tato doporučení je třeba dodržovat. Oprava soustruhu je drahá.

CNC stroje

Jak již bylo zmíněno, stroje určené pro výrobu kovových dílů lze dodatečně vybavit CNC. Takové řídicí systémy se obvykle používají, pokud je soustružnický automat určen pro výrobu dílů v hromadné nebo malosériové výrobě. Software používaný v CNC umožňuje:

• automatizujte proces zpracování;
• zlepšit kvalitu obráběných dílů;
• výrazně zkrátit dobu nastavování stroje.

Různé typy pohonů a převodníků v CNC se používají digitální. Jsou to elektromotory, které běží na střídavý nebo stejnosměrný proud. Při použití CNC jsou do kinematického schématu stroje zabudovány speciální snímače. Pracovní nástroj ve strojích vybavených CNC je používán co nejodolněji, protože pracují při velmi vysoké rychlosti a produktivitě. Základní konstrukce takových strojů musí být extrémně tuhá.

CNC vícevřetenový podélný soustruh

Ve skutečnosti samotný numerický software není nic jiného než počítačový systém se speciálním softwarem nainstalovaným na něm, který řídí pohony stroje. Standardní vybavení CNC strojů je obvykle následující:

• spindle;
• chladící systém;
• protivřeteno;
• osvětlení pracovního prostoru;
• snímač vyhození stroje;
• proměnná rukávu;
• speciální zařízení pro příjem hotových výrobků;
• nástroje pro vnější a vnitřní soustružení;
• přední a příčně poháněné nástroje;
• samotný CNC systém.

Jednoduché soustruhy vícevřetenové podélné soustružení bez CNC se používají především pro hromadnou výrobu velkého množství různých druhů malých dílů, nejčastěji dlouhých a malých profilů, složitých tvarů. Ty obvykle slouží jako konstrukční prvky moderního lékařského a laboratorního vybavení, elektroniky, hodinek atd.

Instalace CNC na takové stroje také umožňuje vyrábět velké množství výrobků, ale ne stejných, ale různých tvarů (tedy v malých sériích). Běžné automaty jsou nejčastěji nastaveny tak, aby vyráběly konkrétní součást, a to pouze jednou. Faktem je, že mechanické „přeprogramování“tohoto typu zařízení, jak již bylo zmíněno, je nesmírně složitý a zdlouhavý postup. Odstávky výroby při přechodu na euro výrazně ovlivňují její ziskovost. Proto je použití konvenčních strojů pro výrobu malých sérií dílů různých tvarů považováno za nevhodné.

CNC instalace pomáhá tento problém vyřešit a spojit výhody stroje s možností rozšíření sortimentu vyráběných produktů. Pokud má stroj systém číslicového řízení, můžete jej překonfigurovatvelmi rychle. Například výměna břitové destičky se provádí přímo na stroji bez demontáže držáku. Chcete-li změnit rychlost otáčení nástrojů a pořadí jejich práce, stačí zadat určité hodnoty v okně programu na počítači CNC.

Výroba dílů na CNC soustruzích: vlastnosti

Účast pracovníka při používání strojů tohoto typu je omezena na minimum. Vše, co se od specialisty vyžaduje, je sledovat hladký provoz zařízení. Kvalita výrobků v tomto případě samozřejmě přímo závisí na přesnosti nastavení stroje. Proto musí být NC programy co nejpromyšlenější.

Hlavním úkolem těch průmyslových odvětví, která používají zařízení jako jsou CNC automatické soustruhy podélného soustružení, je vyrábět díly s přesně specifikovanými parametry a zároveň nízkou cenou. Tyče používané jako výchozí materiál na takových strojích obvykle nemají příliš geometrický tvar (ani kalibrovaný). V tomto případě lze všechny chyby a nepřesnosti snadno přenést na hotový díl. Pracovní nástroje totiž samozřejmě nemohou bez lidského zásahu libovolně měnit svou polohu ani rychlost otáčení. Tato funkce řezání na automatických strojích se nazývá "dědičnost" a je hlavním problémem pro technické programátory podniků. Obvykle se to řeší snížením rychlosti režimů zpracování po celé délce řezu. Což samozřejmě vede ke zvýšení nákladů na produkty kvůli nárůstu časových nákladů.

Mezitím je možné se „dědičnosti“zbavit s minimálními ztrátami pomocí speciálních moderních CNC aplikačních programů vyvinutých s ohledem na dynamické charakteristiky systému zpracování, které ji určují. Jejich použití umožňuje nastavit nejpřesnější režim řezání se snížením časové ztráty více než dvojnásobně.

Top značky

Správné seřízení soustruhu švýcarského typu pomocí CNC programů vám tedy umožňuje maximálně zefektivnit výrobu malých dílů. Ale samozřejmě pouze v případě, že je samotné vybavení kvalitní. Oprava automatických podélných soustruhů s CNC je složitá, drahá a časově náročná. Proto je výběr takových strojů velmi vážná a zodpovědná záležitost.

Při nákupu zařízení, jako je automatický soustruh, byste měli v první řadě věnovat pozornost jeho výrobci. Dobré hodnocení si zaslouží například CNC vícevřetenové podélné soustruhy následujících značek:

• Tornos ze série MultiSwiss.
• LA155F30.
• HJM SQC38.

Stroje Tornos

Mezi výhody řady strojů MultiSwiss patří především vysoká produktivita a relativně jednoduchá konstrukce. Vícevřetenový CNC soustruh Tornos lze poměrně snadno a rychle nastavit a překonfigurovat. Abyste na takovém stroji mohli pracovat, nemusíte být specialistou na vícevřetenové stroje. Řízenívyrobeno výhradně CNC. Technické vlastnosti strojů této řady jsou uvedeny v tabulce.

Parametr	Význam
Počet nosičů nářadí	7 ks
Maximální průměr tyče	14mm
Maximální délka obrobku	40mm
Počet vřeten	6 ks
Maximální otáčky vřetena	8000 ot./min
Síla	5,6 kW
Maximální točivý moment	7,5 Nm
Počet protivřeten	1 ks
Maximální otáčky protivřetena	8000 ot./min
Výkon protivřetena	5 kW
CNC systém	Fanuc
Hmotnost stroje	7000 kg
Rozměry	1440x5920x2120mm

modely LA155F30

Třívřetenové automatické soustruhy této značky patří do třídy přesnosti „B“. Hlavní předností strojů LA155F30 je spolehlivost a dlouhá životnost. I po dlouhé doběpoužití těchto strojů vám umožní zpracovávat díly s maximální přesností. Stroje LA155F30 navíc nejsou příliš drahé a udržovatelné.

Vlastnosti automatických soustruhů tohoto výrobce jsou následující:

• průměr zpracované tyče min/max - 6/16 mm;
• maximální délka výrobku – 160 mm;
• otáčky hlavního vřetena - 80-8000 ot./min;
• výkon elektromotoru – 5,5 kW;
• hmotnost stroje – 2270 kg;
• rozměry s přílohami - 5600x900x1720 mm.

stroje HJM SQC38

Vícevřetenový automatický soustruh této značky také zajišťuje maximální přesnost při obrábění dílů. Toto zařízení je určeno pro vysokorychlostní zpracování dílů (podélné soustružení a frézování). Níže jsou uvedeny specifikace HJM SQC38.

Parametr	Význam
Počet poháněných nástrojů	6 ks
Maximální průměr tyče	38mm
Maximální délka produktu	210mm
Pohonná rychlost nástroje	4000 ot./min
Rychlost vřetena	8000 ot./min
Hmotnost stroje	4500 kg
Rozměry	2100x1450x1700 mm

Závěr

Moderní CNC podélné soustruhy jsou tedy velmi pohodlné, produktivní a ve většině případů spolehlivé zařízení. Nejdůležitější při jeho provozu je používat co nejpromyšlenější software. To zvýší ziskovost výroby a produkovat kvalitní produkty s přesnými rozměry.