Jak šikmá ložisková CNC soustružnická stroj zajišťuje přesnost při vysokém objemu soustružení?

Šikmý stůl CNC soustruhu: Konstrukční výhody pro přesnost

Optimalizované rozložení řezných sil díky gravitaci zvyšuje tuhost

Šikmé konstrukce lože fungují jinak než rovinná lože, protože vedou řezné síly přímo dolů do základny stroje prostřednictvím gravitace. Podle výzkumu Juiho a kolegů z roku 2010 je tímto způsobem celá konstrukce o 18 až 22 procent tužší ve srovnání s tradičními stroji s rovným ložem. Zvláště zajímavé je, že tento trojúhelníkový uspořádání snižuje těžiště, čímž se při provozních otáčkách nad 4 500 ot./min snižuje vibrace o přibližně 40 %. Pro výrobce tato zvýšená stabilita znamená možnost použít řezné hloubky o 15 až 25 % větší, aniž by došlo ke ztrátě rozměrové přesnosti, a to i během dlouhých výrobních cyklů trvajících několik hodin.

Litina Meehanite v jednodílném provedení zajišťuje vynikající tlumení vibrací

Ložiska z litiny Meehanite vyrobená jako jednodílné díly pohlcují obtěžující harmonické vibrace přibližně o 30 procent efektivněji ve srovnání s sestavami spojovanými šrouby. Když mezi díly nejsou žádné spoje, neužitečná energie se neuvízne a nezpůsobí rezonanci, jak tomu je u běžných konstrukcí. Výsledek? Obráběči mohou počítat s konzistentně hladkými povrchy až na úrovni Ra 0,4 mikronu při práci s tvrdými kalenými ocelmi. I po hodinách nepřetržitého provozu tyto stroje zůstávají v rámci bezpečných mezí vibrací a nepřekračují nebezpečné frekvenční úrovně.

Tepelná stabilita šikmou orientací zlepšuje odvod tepla

Šikmý úhel mezi 30 a 45 stupni pomáhá mnohem rychleji odvádět teplo, protože umožňuje třískám rychleji opustit řeznou oblast. Testy ukazují, že to může být přibližně o polovinu rychlejší ve srovnání se stroji nastavenými horizontálně. Když se třísky nehromadí kolem pracovní oblasti, je menší pravděpodobnost přehřátí. Navíc pokud chladivo rovnoměrně protéká oběma stranami, zůstává stroj dostatečně chlazen po celou dobu dlouhých výrobních sérií, přičemž změny teploty zůstávají pod 1,5 stupně Celsia i po nepřetržitém provozu celý den. Pro výrobce, kteří zpracovávají díly vyžadující extrémně přesné rozměry až do tolerance ±5 mikrometrů, je tento druh kontrolu teploty rozhodující pro udržení kvality během velkosériové výroby.

Kontrola vibrací a dynamická tuhost při vysokorychlostní výrobě

Výkon dynamické tuhosti vs. soustruhy s plochým ložem při zatížení nad 500 dílů/hod

Pokud jde o CNC soustruhy, modely se skloněnou ložem vykazují při provozu vysokých objemů po delší dobu zhruba o 40 % lepší dynamickou tuhost ve srovnání se svými protějšky se stolním ložem. Nejedná se však pouze o teorii – skloněný design pracuje s gravitací tak, že rovnoměrněji rozkládá řezné síly po celém stroji. To pomáhá předcházet obtěžujícím torzním deformacím, které mohou s časem vážně narušit přesnost stolních konstrukcí. Co se týče výkonových parametrů, tyto stroje udržují vibrace pod úrovní 5 mikronů, i když nepřetržitě vyrábějí více než 500 dílů za hodinu. A co to prakticky znamená? Úprava povrchu zůstává během dlouhých výrobních cyklů stále konzistentně v toleranci plus minus 0,005 mm bez výrazného zhoršení.

Efektivní odvod třísek snižuje tepelné namáhání a zachovává rozměrovou stálost

Když je lože stroje nastaveno přibližně pod úhlem 45 stupňů, třísky jsou ihned odváděny z řezné oblasti. To zabraňuje jejich opakovanému drcení a zamezuje výkyvům teploty obrobku, které se běžně vyskytují u klasických horizontálních soustruhů, a typicky snižuje tyto změny teploty o přibližně 15 stupňů Celsia. Nepřetržitý tok třísek také pomáhá kontrolovat hromadění tepla na konkrétních místech, což je jedním z hlavních důvodů, proč po opracování části mají nesprávné rozměry. Chladicí systémy také fungují lépe, protože nejsou ucpané kovovými třískami. Výsledkem je, že součásti zachovávají přesnost do 1,2 mikrometru i během plnohodinových osmihodinových výrobních cyklů, což umožňuje stále přesnou výrobu bez nutnosti častých zastávek a úprav.

Zachování přesnosti během prodloužených vysokorychlostních obráběcích cyklů

Lineární vedení a předepnuté kuličkové šrouby zajišťují opakovatelnost os ±1,2 µm

Lineární vedení umožňují velmi plynulý pohyb s minimálním třením i při rychlém pohybu po pracovní ploše. Zároveň tyto předpnuté kuličkové šrouby eliminují jakoukoli vůli v systému, takže vše zůstává přesně tam, kde má být. Když tyto komponenty spolupracují, dokáží opakovat polohy s odchylkou pouhých 1,2 mikronu. Taková opakovatelnost je ve výrobě sériové velmi důležitá, protože i malé chyby se u desetitisíců vyrobených kusů násobí. Systém udržuje tuto úroveň přesnosti i při práci s obtížně obrobitelnými materiály, jako je nerezová ocel nebo titan, a to při rychlostech přesahujících 500 dílů za hodinu. Speciální techniky mazání a pečlivé nastavení brání tomu, aby teplo ovlivňovalo přesnost měření. Výrobci u této konfigurace pozorovali snížení odpadu přibližně o 15 %, což vysvětluje, proč se na tyto systémy spoléhají mnohé společnosti v leteckém průmyslu a při výrobě lékařského vybavení. Tyto odvětví potřebují součástky vyrobené s extrémně přísnými tolerancemi, aniž by bylo nutné neustále upravovat stroje mezi jednotlivými sériemi.

Řízení tepelné roztažnosti vřetena s reálnou kompenzací během 16hodinových provozních cyklů

Systémy tepelné kompenzace sledují teplotu vřetena po celou dobu dlouhých 16hodinových obráběcích cyklů. Fungují tak, že shromažďují data ze senzorů a zpracovávají je pomocí chytrých algoritmů, které upravují dráhy nástrojů podle potřeby, aby kompenzovaly roztažení způsobené hromaděním tepla. Bez těchto systémů často dochází u dílů k rozměrovým chybám přesahujícím 5 mikronů, zatímco s kompenzací dodržují výrobci tolerance pouze 1 mikron. Konstrukce šikmého lože samotného stroje navíc pomáhá lépe odvádět teplo, čímž se celý proces kompenzace stává ještě spolehlivějším. Většina provozoven dosahuje požadovaných přesnostních parametrů přibližně u 95 procent výrobních sérií. To znamená mnohem menší prodlevy čekáním na ochlazení strojů mezi jednotlivými sériemi, takže továrny mohou nadále pracovat na plný výkon, aniž by obětovaly kvalitu.