W toczeniu CNC, niezależnie od tego, czy pracuje się nad produkcją części samochodowych, komponentów do silników nowych źródeł energii, czy nawet precyzyjnych elementów do instalacji fotowoltaicznych, projektacja łoża tokarki ma znaczący wpływ na spójność wydajności. Ostatnio coraz więcej producentów wybiera modele z pochyłym łożem. I nie bez powodu. Pochylone łoża oferują coś więcej niż tylko zmianę wizualną w porównaniu z tokarkami o płaskim łożu. Dosłownie poprawiają funkcjonowanie tokarki CNC. Istnieją namacalne, codzienne problemy produkcyjne, które projekt z pochyłym łożem pomaga złagodzić, takie jak minimalizacja przesuwania się przedmiotu, skrócenie czasu czyszczenia po obróbce oraz ograniczenie drgań. Omówmy wpływ tego rozwiązania konstrukcyjnego na funkcjonalność tokarki CNC, szczególnie w kontekście precyzyjnej obróbki w sektorach nowych źródeł energii i motoryzacyjnym.
Tokarka z pochyłym łożem charakteryzuje się wyższą wydajnością, ponieważ zwiększa stabilność konstrukcyjną tokarki. Większość tokarek CNC z pochyłym łożem wykorzystuje sztywną, jednoczęściową ramę odlewaną z żeliwa, wyposażoną w pochyłe łoże — zazwyczaj pod kątem od 30 do 60 stopni. Taki projekt równomierniej rozkłada ciężar tokarki, przedmiotu obrabianego oraz sił skrawania niż łoża płaskie.
Dlaczego to ma znaczenie? Ponieważ mniejsza nierównomierność obciążenia oznacza mniejsze drgania podczas skrawania. Drgania są wrogiem dobrego toczenia CNC. Do możliwych ryzyk związanych z drganiami należą: chropowate powierzchnie, niestabilne tolerancje oraz przyspieszony zużycie narzędzi.
Przykładem drgań powodujących problemy jest obróbka bębnów hamulcowych pojazdów użytkowych. Części te wymagają dokładnej obróbki zapewniającej gładką powierzchnię, ponieważ nierówności prowadzą do przegrzewania. Stabilna konstrukcja tokarki z pochyłym łożem utrzymuje maszynę nieruchomo nawet podczas intensywnej obróbki, takiej jak kształtowanie grubej stali na bębny hamulcowe. Sztywność utrzymuje tokarkę w stabilnej pozycji podczas pracy z trudnymi materiałami, takimi jak stal stopowa na wały silników nowej energii, ograniczając ugięcia i przesunięcia.
Niektórzy dostawcy, tacy jak Taiyun, dalej rozwijają konstrukcję tokarki z pochyłym łożem, dodając wzmocnione prowadnice i pogrubiając kluczowe elementy ramy, aby dostosować ją do specyficznych potrzeb produkcyjnych. Przykładem może być producent skupiający się na masowej obróbce obudów silników aluminiowych. Tokarkę z pochyłym łożem można zoptymalizować tak, by pochłaniała powtarzające się siły cięcia, zachowując jednocześnie stabilność. Poprawa jakości części oraz stabilności tokarki pozwala operatorowi na pracę z wyższymi prędkościami bez utraty dokładności.
Każdy, kto ma doświadczenie w pracy z tokarkami CNC, zna problem z wiórami metalu. Tokarki ze stołem płaskim powodują gromadzenie się wiórów wokół przedmiotu obrabianego, narzędzia i stołu, co tworzy bałagan, z którym musi sobie poradzić operator.
Czyszczenie maszyn może prowadzić do utraty czasu, rysowania narzędzi lub ich uszkodzenia. Stół pochylny może wykorzystać siłę grawitacji, aby temu zaradzić.
Dzięki pochyleniu stołu wióry całkowicie spadają z obszaru roboczego. Podczas obróbki obudów silników aluminiowych należy zauważyć, że wióry aluminium są dość miękkie i łatwo się komponują. W przypadku stołu pochyłego wióry będą się natychmiast zsuwać do zbiornika po ich odcięciu i nie będą się gromadzić wokół narzędzia czy przedmiotu obrabianego. Może to wydawać się niewielką sprawą, ale drobne rzeczy mają duży wpływ w skali dnia. Tokarka ze stołem płaskim wymaga średnio 5-minutowego czyszczenia co godzinę, natomiast tokarka ze stołem pochyłym może pracować przez 2 lub 3 godziny bez przerwy.
Zwiększenie czasu pracy jest kluczowe przy produkcji dużych partii elementów plastikowych do nowych urządzeń energetycznych. Mniejsza liczba utkniętych wiórów oznacza mniej nierównych cięć spowodowanych utknięciem wiórów pomiędzy narzędziem a przedmiotem obrabianym. Dzięki pochyłemu tokowi, zwiększenie czasu pracy w dużej serii oraz szybkość produkcji przekładają się na lepszy produkt końcowy.
Nawet przy trudnych materiałach, takich jak grafit stosowany w prowadnicach fotowoltaicznych, pochyłe łoże zapewnia, że strefa robocza pozostaje czysta. Dzięki temu tokarka może zachować dokładność od pierwszego do setnego detalu.
Tokarka CNC wymaga dużej precyzji, szczególnie podczas obróbki elementów takich jak fotowoltaiczne prowadnice grafitowe, które muszą mieć tolerancję średnicy poniżej 0,005 mm, czy nawet przy produkcji elementów łączących w przemyśle lotniczym. Właśnie w tym momencie kluczowe znaczenie ma tokarka z pochyłym łożem. Jest ona zaprojektowana w taki sposób, aby zmniejszyć odkształcenia przedmiotu obrabianego i narzędzia występujące podczas procesu skrawania.
W tokarce z płaskim łożem przedmiot obrabiany jest trzymany poziomo, a siła skrawania może spowodować nieznaczne przemieszczenie się łoża lub uchwytu, jednak te drobne odchylenia kumulują się w czasie, powodując, że części stają się lekko poza specyfikacją. Pochylona konstrukcja łoża tokarki zmienia kierunek działania siły skrawania. Przedmiot obrabiany pozostaje stabilny, a ukośne podejście narzędzia redukuje boczne ciśnienie podczas skrawania, co zapewnia równowagę. Przedmiot obrabiany znajduje się w stabilnej pozycji, a narzędzie zbliża się pod kątem, dzięki czemu nie powstają naprężenia wygięciowe w części ani w tokarce.
Jednym z takich przykładów jest obróbka części ze stopów tytanu. Ze względu na wytrzymałość tytanu, jego cięcie wymaga dużego nakładu siły. Tokarka ze stołem płaskim może ulegać niejednorodnościom spowodowanym gięciem podczas cięcia.
Tokarka CNC ze stołem pochyłym skutecznie radzi sobie z tym obciążeniem bez przesuwania się, zapewniając niezmienność wymiarów części z tytanu. W celu prac o wysokiej precyzji firma Taiyun często dostosowuje indywidualnie swoje pochylone stoły. Wykonuje drobne regulacje, takie jak zmiana kąta nachylenia stołu lub dodanie wsporników, aby nawet najtrudniejsze materiały były cięte z wymaganą dokładnością.
Ta sama precyzja przekłada się na powtarzalność. Na przykład, podczas produkcji 500 identycznych części samochodowych, stół pochylony zapewni, że pięćsetna część idealnie pasuje do pierwszej. Taka precyzja jest niezbędna w przypadku elementów, które muszą pasować do siebie, np. w przekładniach samochodowych czy zespołach nowoczesnych silników elektrycznych.
Pod względem wydajności tokarki istotne nie są tylko dokładność cięcia, ale także wygoda obsługi i konserwacji. Tokarka z pochyłym łożem wymaga mniej czasu na ustawienie i naprawę, ponieważ jej konstrukcja ułatwia codzienną obsługę i konserwację.
Dodatkowo kąt nachylenia łoża umożliwia operatorowi obserwację całego procesu cięcia. Operator może sprawdzić stan przedmiotu obrabianego, poszukać wiórów oraz wykryć zużycie narzędzi bez konieczności nachylania się czy zmiany pozycji. Ułatwia to wcześniejsze wykrywanie problemów.
W przypadku precyzyjnej obróbki drobnych części samochodowych, pełna widoczność każdego cięcia przyczynia się do lepszego zapobiegania błędom.
Pochylone łoże ułatwia konserwację. Tokarki z płaskim łożem mają trudno dostępne miejsca pod łożem lub wokół szczęki, co utrudnia czyszczenie prowadnic lub sprawdzanie łożysk. W przypadku pochylonego łoża te obszary są bardziej otwarte i łatwiejsze do uzyskania dostępu. Czyszczenie prowadnic, sprawdzanie wrzeciona oraz wymiana zużytych uchwytów narzędzi odbywa się szybciej na tokarce z pochylonym łożem, co oznacza, że może ona szybciej wrócić do pracy.
Nawet bardziej rutynowe zadania, takie jak wymiana przedmiotów obrabianych i regulacja szczęki, są prostsze. Smarowanie i regulacja pochylonego łoża oznacza, że operatorzy nie muszą podnosić elementów tak wysoko. To zmniejsza zakres potrzebnych ruchów i dostęp do ciasnych miejsc, co przekłada się na szybsze przejścia między zadaniami i mniejsze zmęczenie operatora. Dla producentów pracujących dwa lub trzy zmiany dziennie ma to duże znaczenie. Oszczędność czasu i wysiłku przekłada się bezpośrednio na mniejszą liczbę opóźnień i większą liczbę godzin produkcyjnych.
EN
