Automatický sústruh a jeho vlastnosti. Automatický sústruh viacvretenové pozdĺžne sústruženie s CNC. Výroba a spracovanie dielov na sústružníckych automatoch

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Sústruh je špeciálny stroj, na ktorom sa opracovanie dielov vykonáva bez účasti pracovníka. Tento typ zariadenia je drahší ako zvyčajne. Považuje sa však aj za pohodlnejšie použitie. Všetky operácie na takýchto strojoch sa vykonávajú automaticky. Pracovník iba sleduje nakladanie prírezov a kontroluje kvalitu vyrábaných dielov.

Rôzne obrábacie stroje

Existuje niekoľko typov takýchto zariadení. Diely je možné vyrábať na jednovretenových alebo viacvretenových automatoch. Štrukturálne sa líšia len málo. Jediný rozdiel je v tom, že na zariadeniach ako sú sústruhy s jedným vretenom sa sústruženie vykonáva len pomocou jedného pracovného nástroja. V konštrukcii viacvretenových strojov je ich niekoľko. Podľa typu obrobkov sa všetky sústruhy delia na:

• screw-cutting;
• carousel;
• otočenie tváre;
• turning-frézovanie;
• točenie vežou;
• pozdĺžne sústruženie.

Skrutkovacie stroje sa používajú na vykonávanie všetkých typov sústružníckych operácií, karusel - na spracovanie obrobkov veľkej hmotnosti. Čelné sústružnícke stroje sa používajú na sústruženie valcových, čelných a kužeľových výrobkov. Na spracovanie reliéfu sa používa frézovacie zariadenie. Revolverové sústruhy sa používajú na výrobu častí zložitého tvaru. O tom, na čo sú stroje na pozdĺžne rezy určené a aké sú vlastnosti ich konštrukcie, budeme podrobne diskutovať nižšie.

Pridelenie automatických sústruhov

Rovnako ako pri bežných strojoch, tento typ zariadenia vykonáva prácu ako:

• pozdĺžne sústruženie valcových a stupňovitých plôch;
• spracovanie vonkajšieho skosenia;
• ryhovanie, lícovanie a osadenie;
• vrtné diery;
• drilling;
• strihanie závitov;
• grooving;
• sústruženie profilu.

Všeobecné prvky dizajnu

Všetky automatické a poloautomatické sústruhy, ako aj konvenčné stroje, sú preto navrhnuté tak, aby odstraňovali určité časti obrobku pri otáčaní obrobku. Podľa konštrukcie sa rôzne typy tohto zariadenia môžu značne líšiť. Hlavné znaky pre väčšinu typov sú však spoločné. Konštrukcia akéhokoľvek sústruhu obsahuje: posteľ,predný a zadný vreteník, podvozok. Ten je navrhnutý tak, aby držal nástroj a pohyboval ho správnym smerom. Za tento proces je zodpovedný špeciálny mechanizmus podávania.

Na vreteníku takých zariadení, ako je automatický sústruh, je pripevnené vreteno a mechanizmus zmeny rýchlosti. Je upevnený veľmi pevne, pretože môže spôsobiť vibrácie, ktoré sa prenášajú na obrobok a znižujú kvalitu hotového dielu. Vreteno vo vreteníku je upevnené na ložiskách a vybavené špeciálnymi upínacími zariadeniami (slučkami alebo skľučovadlami). Je poháňaný samostatným elektromotorom cez prevodovku.

Lôžka v sústruhoch môžu byť použité rôzne (obrátené, v tvare V, ploché). Tento konštrukčný prvok by mal byť umiestnený čo najpresnejšie. Akékoľvek odchýlky vedú k výraznému zníženiu kvality vyrábaných produktov.

Koník sa používa na podopretie dlhých obrobkov pri sústružení. Zvyčajne je umiestnený pozdĺž stola a upevnený v najvhodnejšej polohe na výrobu dielu.

Sústruhy je možné automatizovať pomocou ovládača alebo mechanického ovládacieho zariadenia. Zariadenia tohto typu sa líšia od jednoduchých CNC strojov tým, že obrobky sú v tomto prípade tiež automaticky podávané na spracovanie. CNC takéto stroje môžu byť vybavené dodatočne.

Rozdiel medzi automatickými strojmi a konvenčnými strojmi

Práce na strojoch tohto typu možno vykonávať rovnako ako na jednoduchých sústružníckych zariadeniach. Rozdiel spočíva v tom, že sústruženie dielovna automatických strojoch sa vyrába podľa pevne nastaveného cyklu. Na bežnom stroji môže pracovník po dokončení výroby jedného dielu okamžite začať otáčať ďalší. Na stroji trvá výmena vačky niekoľko hodín a príprava na ňu trvá niekoľko dní.

Použiť oblasť

Automatické sústruhy sú oveľa produktívnejšie ako bežné stroje. Keďže ich časté zmeny vedú k strate výrobného času, toto zariadenie sa zvyčajne používa vo veľkovýrobe. Okrem toho, keďže takéto zariadenie je dosť drahé, odporúča sa ho používať iba vtedy, ak je potrebné vyrábať diely veľmi zložitých tvarov s veľkým počtom prechodov. Podniky veľmi často používajú vysoko špecializované stroje tohto typu, určené na výrobu jednej časti alebo malej skupiny produktov.

Viacvretenové stroje

Tento druh automatického sústružníckeho zariadenia sa používa v továrňach na hromadnú výrobu dielov rôznych tvarov a veľkostí. Týmto sa takéto stroje odlišujú od jednovretenových strojov, ktoré sa používajú najmä na výrobu sériovo identických výrobkov. Existujú dva typy takýchto strojov:

• Horizontálne. Hlavnou výhodou takýchto strojov je pohodlie pri nakladaní zdrojového materiálu. Preto sa používajú tam, kde sa používa nepretržité podávanie tyčí.
• Vertikálne. Výhodou viacvretenových strojov tohto druhu sú malé rozmery. Umiestňuje vnútorné vybavenietento typ nezaberie príliš veľa.

V malosériovej výrobe možno niekedy použiť viacvretenový automatický sústruh. Ale iba ak je vybavený CNC.

Pozdĺžne sústruhy

Zariadenia tohto typu sú v poslednej dobe čoraz obľúbenejšie. Pozdĺžne sústružnícke stroje sa používajú na výrobu prevažne malých dielov veľmi zložitého tvaru. Charakteristickým znakom ich dizajnu je prítomnosť pohyblivého vreteníka. Typ svorky v takýchto strojoch sa používa klieština. Protivreteno v strojoch s posuvnou hlavou je namontované na vysoko presných lineárnych vedeniach.

Vlastnosťou strojov tohto druhu sú okrem iného malé rozmery. Ich pracovná oblasť tiež nie je príliš rozsiahla. Stroje tohto typu zvyčajne pracujú pri veľmi vysokej rýchlosti.

Automatický pozdĺžny sústruh je možné použiť v hromadnej aj hromadnej výrobe dielov. Zariadenia tohto typu sa najčastejšie používajú v optickom, elektrotechnickom a prístrojovom priemysle. Frézy v takýchto strojoch sú namontované v strmeňoch a pohybujú sa iba v horizontálnom smere. Vo výrobe sa používajú pozdĺžne sústružnícke stroje jednovretenové aj viacvretenové.

Sústruh s posuvným sústružením je určený na vykonávanie operácií ako:

• otočné kroky;
• ryhovanie a kužeľovanie;
• nudaplytké diery;
• úprava tvarovaných povrchov;
• interné a externé vlákno;
• vystružovanie otvorov;
• ryhovanie vonkajších plôch;
• frézovacie drážky pre skrutky;
• vŕtanie.

Povrchy na automatických strojoch tohto typu môžu byť spracované veľmi rozdielne: kužeľové, valcové, stupňovité atď. Na rozšírenie možností pozdĺžnych sústruhov sa používajú všetky druhy prídavných zariadení. Napríklad použitie radiacich pák znižuje opotrebovanie vačiek a tlačných čeľustí.

Konštrukčné prvky pozdĺžnych sústruhov

Vreteník takýchto strojov je upevnený na hornej rovine lôžka. Pred ním je špeciálna doska určená na inštaláciu ďalších zariadení. Na jeho hornej rovine je nainštalovaný vertikálny strmeň a na zadnej strane je nainštalovaný výkyvný doraz. Vybavenie, ako je pozdĺžny sústruh, je ovládané systémom vačiek a vačkových hriadeľov upevnených v ráme.

Kľúčové výhody

Výhody pozdĺžnych sústružníckych strojov zahŕňajú predovšetkým:

• možnosť získania tvarových a kužeľových plôch pri použití prizmatických fréz;
• hladký kvalitný povrch hotového výrobku;
• možnosť frézovania pozdĺž osi dielca aj napriečona;
• schopnosť hádzať malé čísla, znaky a písmená.

Obrábanie dielov na automatických sústruhoch tohto typu je možné vykonávať s maximálnou presnosťou.

Princíp činnosti

V procese spracovania je východiskový materiál na takýchto strojoch daný nielen rotačným pohybom, ako na konvenčných, ale aj translačným - pozdĺž osi. Samotné frézy v zariadeniach, ako sú sústruhy s posuvnými tyčami, sa pohybujú iba kolmo na tyč. Radiálne sily vznikajúce pri procese obrábania sú zachytené stabilnou podperou. Tým sa eliminujú všetky druhy vibrácií a priehybov, a preto je zabezpečená vysoká presnosť obrábania.

Cyklus pohybu vreteníka a nástrojov v automatických pozdĺžnych sústruhoch nastavujú vačky vyladené špeciálne pre túto konkrétnu časť. Tieto sú namontované na špeciálnom hriadeli, ktorého počet otáčok sa môže meniť aj pri konštantných otáčkach vretena.

Údržba švajčiarskych strojov

V prevádzke je tento typ stroja jednoduchý. Vyžadujú si však, samozrejme, určitú starostlivosť. Napríklad, aby chladiaci systém fungoval hladko, je potrebné pravidelne meniť olej. Odporúča sa tiež opláchnuť tekutý kúpeľ mesačne. Konštrukcia chladiaceho systému zahŕňa aj filter, ktorý by sa mal čistiť rovnako často. Tieto odporúčania sa musia dodržiavať. Oprava sústruhu je drahá.

CNC stroje

Ako už bolo spomenuté, stroje určené na výrobu kovových dielov môžu byť dodatočne vybavené CNC. Takéto riadiace systémy sa zvyčajne používajú, ak je automatický sústruh určený na výrobu dielov v hromadnej alebo malosériovej výrobe. Softvér používaný v CNC umožňuje:

• automatizujte proces spracovania;
• zlepšiť kvalitu obrábaných dielov;
• výrazne skrátiť čas nastavenia stroja.

V CNC sa digitálne používajú rôzne typy pohonov a prevodníkov. Sú to elektromotory, ktoré bežia buď na striedavý alebo jednosmerný prúd. Pri použití CNC sú do kinematickej schémy stroja zabudované špeciálne snímače. Pracovný nástroj v strojoch vybavených CNC sa používa čo najodolnejšie, pretože pracujú pri veľmi vysokej rýchlosti a produktivite. Základná konštrukcia takýchto strojov musí byť extrémne pevná.

CNC viacvretenový pozdĺžny sústruh

V skutočnosti samotný numerický softvér nie je nič iné ako počítačový systém s nainštalovaným špeciálnym softvérom, ktorý riadi pohony stroja. Štandardné vybavenie CNC strojov je zvyčajne nasledovné:

• spindle;
• chladiaci systém;
• protivreteno;
• osvetlenie pracovnej oblasti;
• snímač vysunutia stroja;
• premenná rukávu;
• špeciálne zariadenie na príjem hotových výrobkov;
• nástroje na vonkajšie a vnútorné sústruženie;
• predné a priečne poháňané nástroje;
• samotný CNC systém.

Jednoduché sústruhy viacvretenové pozdĺžne sústruženie bez CNC sa používajú najmä na hromadnú výrobu veľkého množstva rôznych druhov malých dielov, najčastejšie dlhých a malých profilov, zložitých tvarov. Tieto zvyčajne slúžia ako konštrukčné prvky moderných lekárskych a laboratórnych zariadení, elektroniky, hodiniek atď.

Inštalácia CNC na takéto stroje vám tiež umožňuje vyrábať veľké množstvo výrobkov, ale nie rovnakých, ale rôznych tvarov (teda v malých sériách). Bežné automaty sú najčastejšie nastavené na výrobu konkrétneho dielu, a to iba raz. Faktom je, že mechanické „preprogramovanie“tohto typu zariadení, ako už bolo spomenuté, je mimoriadne zložitý a zdĺhavý postup. Prestoje výroby počas prechodu výrazne ovplyvňujú jej ziskovosť. Preto sa použitie konvenčných strojov na výrobu malých sérií dielov rôznych tvarov považuje za nevhodné.

Inštalácia CNC pomáha riešiť tento problém a spája výhody stroja s možnosťou rozšírenia sortimentu vyrábaných produktov. Ak má stroj systém číslicového riadenia, môžete ho prekonfigurovaťveľmi rýchlo. Napríklad výmena reznej doštičky sa vykonáva priamo na samotnom stroji bez vyberania držiaka. Ak chcete zmeniť rýchlosť otáčania nástrojov a poradie ich práce, stačí zadať určité hodnoty v okne programu na počítači CNC.

Výroba dielov na CNC sústruhoch: funkcie

Účasť pracovníka pri používaní strojov tohto typu je znížená na minimum. Všetko, čo sa od špecialistu vyžaduje, je sledovať plynulú prevádzku zariadenia. Samozrejme, kvalita výrobkov v tomto prípade priamo závisí od presnosti nastavenia stroja. Preto musia byť NC programy čo najpremyslenejšie.

Hlavnou úlohou tých odvetví, ktoré využívajú zariadenia ako sú CNC automatické sústruhy pozdĺžneho sústruženia, je vyrábať diely s presne špecifikovanými parametrami a zároveň nízkou cenou. Tyče používané ako východiskový materiál na takýchto strojoch zvyčajne nemajú veľmi geometrický tvar (dokonca ani kalibrovaný). V tomto prípade sa všetky chyby a nepresnosti dajú ľahko preniesť na hotový diel. Veď pracovné nástroje, samozrejme, nemôžu bez ľudského zásahu svojvoľne meniť svoju polohu ani rýchlosť otáčania. Táto vlastnosť rezania na automatických strojoch sa nazýva „dedičnosť“a je hlavným problémom technických programátorov podnikov. Zvyčajne sa to rieši znížením rýchlosti režimov spracovania po celej dĺžke rezu. Čo samozrejme vedie k zvýšeniu nákladov na produkty v dôsledku zvýšenia časových nákladov.

Zatiaľ je možné zbaviť sa „dedičnosti“s minimálnymi stratami pomocou špeciálnych moderných CNC aplikačných programov vyvinutých s prihliadnutím na dynamické charakteristiky systému spracovania, ktoré ju určujú. Ich použitie vám umožňuje nastaviť najpresnejší režim rezania so znížením časovej straty viac ako dvojnásobne.

Top značky

Správne nastavenie sústruhu švajčiarskeho typu pomocou CNC programov vám teda umožňuje maximálne zefektívniť výrobu malých dielov. Ale samozrejme, iba ak je samotné vybavenie kvalitné. Oprava automatických pozdĺžnych sústruhov s CNC je zložitá, drahá a časovo náročná. Preto je výber takýchto strojov veľmi vážnou a zodpovednou záležitosťou.

Pri kúpe zariadenia, akým je napríklad automatický sústruh, by ste mali venovať pozornosť predovšetkým jeho výrobcovi. Dobré hodnotenie si zaslúžia napríklad CNC viacvretenové pozdĺžne sústružnícke stroje nasledujúcich značiek:

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

Stroje Tornos

Výhody strojov série MultiSwiss zahŕňajú predovšetkým vysokú produktivitu a relatívne jednoduchý dizajn. Viacvretenový CNC sústruh Tornos je pomerne jednoduchý a rýchly na nastavenie a rekonfiguráciu. Aby ste na takomto stroji mohli pracovať, nepotrebujete byť špecialistom na viacvretenové stroje. Kontrolavyrobené výhradne CNC. Technické charakteristiky strojov tejto rady sú uvedené v tabuľke.

Parameter	Význam
Počet nosičov náradia	7 ks
Maximálny priemer tyče	14mm
Maximálna dĺžka obrobku	40 mm
Počet vretien	6 ks
Maximálne otáčky vretena	8000 ot./min
Sila	5,6 kW
Maximálny krútiaci moment	7,5 Nm
Počet počítacích vretien	1 ks
Maximálna rýchlosť protivretena	8000 ot./min
Výkon protivretena	5 kW
CNC systém	Fanuc
Hmotnosť stroja	7000 kg
Rozmery	1440x5920x2120mm

modely LA155F30

Trojvretenové sústruhy tejto značky patria do triedy presnosti „B“. Hlavnými výhodami strojov LA155F30 sú spoľahlivosť a dlhá životnosť. Aj po dlhom časepoužívanie týchto strojov vám umožní spracovať diely s maximálnou presnosťou. Okrem toho stroje LA155F30 nie sú príliš drahé a nenáročné na údržbu.

Vlastnosti automatických sústruhov tohto výrobcu sú nasledovné:

• priemer spracovanej tyče min/max - 6/16 mm;
• maximálna dĺžka výrobku – 160 mm;
• otáčky hlavného vretena - 80-8000 ot./min;
• výkon elektromotora – 5,5 kW;
• hmotnosť stroja – 2270 kg;
• rozmery s prílohami - 5600x900x1720 mm.

stroje HJM SQC38

Viacvretenový automatický sústruh tejto značky tiež zaisťuje maximálnu presnosť pri obrábaní dielov. Toto zariadenie je určené na vysokorýchlostné spracovanie dielov (pozdĺžne sústruženie a frézovanie). Nižšie sú uvedené špecifikácie HJM SQC38.

Parameter	Význam
Počet poháňaných nástrojov	6 ks
Maximálny priemer tyče	38mm
Maximálna dĺžka produktu	210 mm
Rýchlosť náradia	4000 ot./min
Rýchlosť vretena	8000 ot./min
Hmotnosť stroja	4500 kg
Rozmery	2100x1450x1700 mm

Záver

Moderné CNC pozdĺžne sústružnícke stroje sú teda veľmi pohodlné, produktívne a vo väčšine prípadov aj spoľahlivé zariadenia. Najdôležitejšie pri jeho fungovaní je používanie čo najpremyslenejšieho softvéru. To zvýši ziskovosť výroby a produkovať kvalitné produkty s presnými rozmermi.