Ako šikmá loža CNC sústruha zabezpečuje vysokú presnosť pri sústružení vo veľkých sériách?

Návrh šikmého loža CNC sústrugu: Štrukturálne výhody pre presnosť

Rozloženie rezných síl optimalizované využitím gravitácie zvyšuje tuhosť

Šikmé ložo funguje inak ako rovné ložo, pretože smeruje rezné sily priamo nadol do základne stroja pomocou gravitácie. Podľa výskumu Juiho a kolegov z roku 2010 je vďaka tomu celá konštrukcia o 18 až 22 percent tuhšia v porovnaní s tradičnými strojmi s rovným ložom. Mimoriadne zaujímavé je, že tento trojuholníkový usporiadanie zníži ťažisko, čo znamená približne o 40 % nižšiu vibráciu pri prevádzke na rýchlostiach vyšších ako 4 500 otáčok za minútu. Pre výrobcov sa táto zvýšená stabilita prejavuje možnosťou vykonávať rezy až o 15 až 25 percent hlbšie, a to bez straty rozmerovej presnosti, aj počas dlhých výrobných cyklov, ktoré môžu trvať hodiny bez prestávky.

Ložo z jedného kusu liatiny Meehanite zabezpečuje vynikajúce tlmenie vibrácií

Litinové ložiská z Meehanitu vyrobené ako jednodielne sa prejavujú približne o 30 percent lepšou schopnosťou pohlcovať nadmerne rušivé harmonické vibrácie v porovnaní so skrutkovanými zostavami. Keď medzi dielmi nie sú žiadne spoje, neužitočná energia sa neuväzňuje a nezosilňuje sa rezonanciou, ako sa to deje v bežných konštrukciách. Výsledkom je, že strojní kam vyrábajúci tvrdé ocele môžu spoľahnúť na rovnomerné hladké povrchy s drsnosťou približne Ra 0,4 mikrometra. Dokonca aj po hodinách nepretržitej prevádzky tieto stroje zostávajú v rámci bezpečných hraníc vibrácií a neprekračujú nebezpečné frekvenčné úrovne.

Tepelná stabilita cez šikmú orientáciu zlepšuje odvod tepla

Sklonový uhol medzi 30 a 45 stupňami pomáha rýchlejšie odvádzať teplo, pretože umožňuje trieskám rýchlejšie opustiť reznú zónu. Testy ukazujú, že to môže byť približne o polovicu rýchlejšie v porovnaní so zvisle nastavenými strojmi. Keď sa nekumulujú triesky okolo pracovnej oblasti, je menšia pravdepodobnosť prehriatia. Navyše, keď chladiaca kvapalina rovnomerne prúdi z oboch strán, stroj zostáva dostatočne chladený po celý priebeh dlhých výrobných sérií, pričom zmeny teploty neprekračujú 1,5 stupňa Celzia, aj keď beží celý deň. Pre výrobcov spracúvajúcich súčiastky vyžadujúce extrémne presné rozmery až do plus alebo mínus 5 mikrometrov má tento druh regulácie teploty rozhodujúci význam pri zachovaní kvality počas hromadnej výroby.

Riadenie vibrácií a dynamická tuhosť pri vysokorýchlostnej výrobe

Výkon dynamickej tuhosti oproti sústruhom s rovnou ložiskovou plochou pri zaťažení nad 500 súčiastok/hod

Keď ide o CNC sústruhy, modely so skloneným ložom vykazujú približne o 40 % vyššiu dynamickú tuhosť v porovnaní s modelmi so stolovým ložom pri prevádzke za vysokých objemov počas dlhších období. Ide však nie len o teóriu – skosený dizajn využíva gravitáciu na rovnomernejšie rozloženie rezných síl po celom stroji. To pomáha zabrániť namáhavým krútiacim deformáciám, ktoré môžu v priebehu času výrazne ovplyvniť presnosť stolových modelov. Pokiaľ ide o výkonnostné ukazovatele, tieto stroje udržiavajú vibrácie pod 5 mikrometrami, aj keď nepretržite vyrábajú viac ako 500 súčiastok za hodinu. A čo to znamená v praxi? Úprava povrchu zostáva počas dlhých výrobných cyklov konzistentne v tolerancii plus alebo mínus 0,005 mm bez výrazného zhoršenia.

Efektívne odstraňovanie triesok zníži tepelné zaťaženie a zachová rozmernú stálosť

Keď je ložisko stroja nastavené približne na 45 stupňov, triesky sú okamžite odstraňované zo zóny rezu. Tým sa zabraňuje ich opakovanému rezu a teplota obrobku sa mení oveľa menej ako na bežných horizontálnych sústruhoch, pričom sa tieto teplotné výkyvy znižujú približne o 15 stupňov Celzia. Nepretržitý odtok triesok tiež pomáha kontrolovať hromadenie tepla na konkrétnych miestach, čo je jednou z hlavných príčin nesprávnych rozmerov súčiastok po obrábaní. Chladiace systémy tiež fungujú lepšie, keďže nie sú upchaté kovovými ostruhami. Výsledkom je, že súčiastky zachovávajú presnosť do 1,2 mikrometra aj počas plných osemhodinových výrobných behov, čo zabezpečuje konzistentne presnú výrobu bez potreby častých zastávok a úprav.

Udržanie presnosti počas predĺžených cyklov vysokého objemu obrábania

Lineárne vodidlá a predpäté guľkové skrutky zabezpečujú opakovateľnosť osí ±1,2 µm

Lineárne vodidlá umožňujú veľmi hladký pohyb s minimálnym trením pri rýchlych pohyboch po pracovnej ploche. Zároveň tieto predpäté guľkové skrutky eliminujú akýkoľvek posun v systéme, takže všetko zostáva presne tam, kde má byť. Keď tieto komponenty pracujú spoločne, dokážu opakovať polohy s odchýlkou len 1,2 mikrometra. Takáto opakovateľnosť je mimoriadne dôležitá v podmienkach sériovej výroby, pretože aj najmenšie chyby sa násobia pri desiatkach tisíc vyrobených kusov. Systém udržiava túto úroveň presnosti aj pri práci s náročnými materiálmi, ako je nehrdzavejúca oceľ alebo titán, pri rýchlostiach vyšších ako 500 kusov za hodinu. Špeciálne techniky mazania a starostlivé nastavenie zabraňujú tomu, aby teplo ovplyvnilo merania. Výrobcovia zaznamenali pokles odpadu približne o 15 % pri použití tohto systému, čo vysvetľuje, prečo sa na tieto systémy spoliehajú mnohé spoločnosti v leteckom priemysle a výrobe lekárskych prístrojov. Tieto odvetvia potrebujú komponenty vyrobené s extrémne úzkymi toleranciami bez nutnosti neustáleho doladenia strojov medzi jednotlivými sériami.

Riadenie tepelnej expanzie vretena s reálnym kompenzovaním počas 16-hodinových behov

Systémy tepelnej kompenzácie sledujú teploty vretena počas tých dlhých 16-hodinových obrábacích cyklov. Pracujú tak, že zbierajú údaje zo snímačov a spracovávajú ich pomocou inteligentných algoritmov, ktoré upravujú dráhy nástrojov podľa potreby, aby kompenzovali akúkoľvek expanziu spôsobenú hromadením tepla. Bez takýchto systémov často vznikajú na súčiastkach rozmerné chyby presahujúce 5 mikrometrov, avšak s kompenzáciou sa výrobcovia udržia v tolerancii len 1 mikrometra. Konštrukcia naklonenej postele sama o sebe pomáha lepšiemu odvádzaniu tepla, čo zvyšuje spoľahlivosť celého procesu kompenzácie. Väčšina dielní dosahuje požadované presné špecifikácie približne v 95 percentách výrobných behov. To znamená výrazne menej času stráveného čakaním na ochladenie strojov medzi jednotlivými dávkami, takže továrne môžu pokračovať vo výrobe na plnej rýchlosti bez toho, aby obetovali kvalitné štandardy.