Narzędzie skrawające, często nieobrotowe, w tokarce lub centrum obróbkowym, usuwa materiał z wirującego, ustawionego w pozycji sztywnej przedmiotu podczas operacji toczenia CNC. Ta technika, w zależności od zastosowanych metod toczenia, umożliwia tworzenie elementów o różnych kształtach i rozmiarach. Toczenie CNC stanowi jedną z głównych metod produkcji na zamówienie elementów z materiału w formie cylindrycznego pręta. Możesz zastanawiać się, czym jest usługa toczenia CNC, jak działa, kto z niej korzysta i jak może Ci pomóc.
Toczenie CNC zamówisz w firmie MPT-Componentes, zadzwoń aby się dowiedzieć więcej: +48 535 459 140
Spis treści:
Co to jest CNC i jak działa toczenie CNC?
Zacznijmy od zdefiniowania CNC, co jest skrótem od „Computer Numerical Control”, czyli komputerowego sterowania numerycznego. Jest to technologia, która pozwala na digitalizację i automatyzację wielu operacji obróbki za pomocą komputerów. Operator maszyny wprowadza dane w formie liczb, co eliminuje potrzebę ręcznego ustawiania maszyny. Dzięki temu procesy realizowane są szybciej, z wyższą precyzją i większą powtarzalnością.
W przypadku toczenia CNC, materiał jest usuwany z obracającego się przedmiotu przy użyciu narzędzia tnącego, aby uzyskać pożądany kształt lub wymiar. Typowo, części są obrabiane na tokarce CNC. Można to sobie wyobrazić na przykładzie szachowej figury: zaczyna się od cylindrycznego bloku materiału, który jest mocowany w uchwycie tokarki. Następnie blok jest obracany, a narzędzia skrawające przyciskają do niego, kształtując i usuwając materiał, aby uzyskać pożądany kształt, na przykład pionka.
Procesy zachodzące na tokarce
Na tokarce można obrabiać różnorodne materiały, takie jak drewno, metale czy polimery. Po załadowaniu materiału na tokarce, jest on mocno utrzymywany przez uchwyt. Następnie cały uchwyt obraca się z regulowaną prędkością, często osiągającą kilka tysięcy obrotów na minutę (RPM), a maksymalnie nawet do 15 000 obr./min. Narzędzie tnące, umieszczone po przeciwnej stronie uchwytu, przemieszcza się w celu dokonania cięć. Ważne jest zrozumienie, że mimo szybkiego obracania się materiału, jest on w rzeczywistości nieruchomy, a ruch odbywa się ze strony narzędzia tnącego. Taki proces toczenia elementów stosowany jest u producenta świetlików dachowych Firmie Gulajski, dzięki stosowaniu obróbki CNC świetliki dachowe produkowane w tej firmie są najwyższej polskiej jakości.
Proste tokarki CNC przemieszczają narzędzia wzdłuż osi X, Y i Z. Zaawansowane modele mogą być wyposażone w narzędzia do obróbki na żywo, pozwalające na obracanie się narzędzia wokół wielu osi i automatyczną zmianę narzędzi tnących. Dzięki sztywności narzędzi tnących w porównaniu do materiału w uchwycie, możliwe jest precyzyjne usuwanie materiału przez wciśnięcie narzędzia z ostrzami w obrabiany przedmiot, co pozwala na precyzyjne kształtowanie.
Sterowanie w obróbce CNC
W sterowaniu CNC, ruch w osiach X, Y i Z jest napędzany przez silniki prądu przemiennego lub stałego. Maszyna jest sterowana za pomocą określonych instrukcji, które kierują jej działaniem. Kody programowe kontrolują wszystkie aspekty operacji, w tym prędkość obrotową, posuw, głębokość cięcia itp. Dla każdego rodzaju operacji stosowany jest odpowiedni kod. System jest wyposażony w mechanizm ostrzegawczy, który służy do ochrony różnych procesów i składników maszyny.
| Proces | Opis |
|---|---|
| Kontrola ruchu osi X, Y, Z | Silniki prądu przemiennego lub stałego kontrolują ruch w osiach X, Y i Z. |
| Kierowanie ruchem maszyny | Używanie instrukcji programowych do sterowania maszyną. |
| Kontrola operacji (prędkość, posuw, głębokość cięcia) | Kody programowe kontrolują różne aspekty operacji, w tym prędkość obrotową, posuw i głębokość cięcia. |
| Kodowanie operacji | Dla każdej operacji stosowany jest odpowiedni kod programowy. |
| System ostrzegania | Mechanizm ostrzegawczy chroni różne procesy i komponenty maszyny. |
Jakie korzyści oferują maszyny CNC?
Nowoczesne oprogramowanie do sterowania maszynami CNC jest poddawane ciągłej optymalizacji, mającej na celu znalezienie najbardziej efektywnych metod obróbki komponentów. Algorytmy te często są przedmiotem symulacji, które oceniają efektywność i żywotność schematu kontrolnego jeszcze przed jego zastosowaniem. W odróżnieniu od podejścia prób i błędów w ulepszaniu projektów, finalny model CAD-CAM od razu przynosi oczekiwane rezultaty, przyczyniając się do wartości już od pierwszego cyklu produkcji. Zaleta oszczędności odpadów z obróbki szczególne znaczenie ma w przypadku obróbki drogich materiałów, dzięki temu firma By-Stone, podczas obróbki spieków kwarcowych oszczędza rocznie znaczne środki finansowe.
Dodatkowo, precyzyjne frezarki CNC działają na powtarzalnych programach, które wykorzystują ustalone narzędzia poruszające się po określonych ścieżkach, co pozwala na efektywne wykorzystanie surowca. Z tego powodu większość zaawansowanych maszyn CNC jest w stanie znacznie zredukować ilość odpadów, wspierając tym samym producentów w efektywniejszym zarządzaniu zasobami.
Jednym z kluczowych atutów korzystania z frezarek CNC jest zdolność do wytwarzania komponentów zgodnie z dokładnymi specyfikacjami. Frezarki CNC eliminują ryzyko ludzkich błędów, które są częste w przypadku maszyn obsługiwanych ręcznie, dzięki wykorzystaniu komputerowych instrukcji sterujących. To umożliwia produkcję skomplikowanych elementów z tolerancją nawet do 0,004 mm, co gwarantuje wyjątkową precyzję wykonania.
W tradycyjnych frezarkach, w zależności od rodzaju operacji skrawania, wymiana narzędzi przez operatora jest procesem ręcznym. To nie tylko zajmuje dużo czasu, ale także efektywność takiej wymiany zależy od doświadczenia i oceny operatora. W przeciwieństwie do tego, frezarki CNC mogą być wyposażone w systemy do przechowywania nawet do 30 różnych narzędzi na obracających się karuzelach. W trakcie procesów obróbki, te narzędzia są automatycznie wymieniane na wrzecionie, co znacząco przyspiesza i zwiększa efektywność operacji cięcia.
Rozróżnianie między frezowaniem a toczeniem w technologii CNC
Frezowanie CNC
Frezowanie CNC to metoda mechanicznej obróbki, która pozwala na wytwarzanie części lub komponentów o wysokiej precyzji, dostosowanych do indywidualnych potrzeb klientów. Proces ten polega na stopniowym usuwaniu materiału z obrabianego przedmiotu przy użyciu obrotowych, wieloostrzowych narzędzi skrawających oraz zaawansowanych skomputeryzowanych systemów sterowania. Typowo, te systemy posiadają trzy liniowe stopnie swobody, pozwalając na swobodny ruch w kierunkach osi X, Y i Z, podczas gdy obrabiany przedmiot pozostaje nieruchomy. Frezowanie jest szczególnie odpowiednie dla prototypów i mniejszych serii produkcyjnych, ze względu na wolniejszą prędkość obróbki i ograniczenia wymiarowe materiału.
Toczenie CNC
W procesie znany jako toczenie CNC, pręty materiału są mocowane w uchwycie i obracane, podczas gdy narzędzie do cięcia jest doprowadzane do obrabianego elementu, aby usunąć materiał i osiągnąć pożądaną formę. Ten proces, znany również jako obróbka ubytkowa, polega na usuwaniu materiału w celu wytworzenia wymaganej kształtu.
W przypadku, gdy centrum tokarskie CNC posiada tylko jedną wieżę, cała obróbka może odbywać się z jednej strony. Jednak niektóre centra tokarskie są wyposażone zarówno w wrzeciono główne, jak i pomocnicze, co umożliwia szybsze wykonanie pracy. W takim układzie część obróbki jest przeprowadzana przez wrzeciono główne, a następnie przedmiot jest przenoszony do wrzeciona pomocniczego, aby zakończyć obróbkę z drugiej strony elementu.
Autor: Małgorzata Paprocka
