CNC soustružnická centra – základní informace
Historie technologie soustružení
Soustružení je jednou z nejstarších výrobních technologií na Zemi. Nejstarší verze pocházejí od starých Egypťanů, kteří kolem 13. století př. n. l. vynalezli soustruh pro dvě osoby ovládaný lukem. Fascinující je, že i když od té doby uplynulo hodně času, technologie soustružení se stále hojně využívá k výrobě různých dílů.
Předností této metody je její jednoduchost a účinnost. Člověk samozřejmě v průběhu let tento postup systematicky rozvíjel a zdokonaloval do té míry, že dnes používané obráběcí stroje mají jen málo společného s tím, na čem pracovali i naši prarodiče. Moderní CNC soustružnická centra jsou velmi složité stroje s výkonnými schopnostmi, které se již dávno neomezují pouze na soustružení.
V následujícím článku vás seznámíme s malými znalostmi moderních obráběcích strojů používaných pro soustružení.
CNC soustruhy a CNC soustružnická centra: jaký je mezi nimi rozdíl?
Pravděpodobně jste se již setkali se zaměnitelnými pojmy „CNC soustruh“ a „CNC soustružnické centrum“.
Ačkoli mezi soustruhy a soustružnickými centry není formální rozdíl, první termín se běžně používá pouze pro jednodušší stroje – určené pouze pro CNC soustružnické operace. Naproti tomu termín „soustružnické centrum“ obvykle označuje stroje, které v sobě integrují frézovací nebo vrtací možnosti nebo stroje s protivřeteny pro provádění operací na druhé straně součásti.
Soustruh CNC je prostě soustružení; je to dvouosý stroj s osami X a Z s pouze jedním sklíčidlem. Naproti sklíčidlu může být koník pro podepření dílu nebo v jednodušších provedeních je pouze samotné sklíčidlo.
Soustružnické centrum CNC může obsahovat frézovací možnosti, sekundární vřeteno a osu Y pro rozšíření funkčnosti. Říká se jim také víceúčelové stroje, protože nabízejí více než CNC soustružení. Můžete je považovat za evoluci soustruhu. V minulosti se těmto strojům většinou říkalo soustruhy. Přesto, jak se CNC obrábění stávalo složitějším, vyvinuly se po přidání frézovacích a protivřeten na CNC soustružnická centra.
Konstrukce CNC soustruhu
Ať už pracujete na soustruhu nebo na soustružnickém centru, základní díly jsou stejné.
Vřeteník
Ve vřeteníku je umístěno hlavní vřeteno a mechanismy pro změnu rychlosti a převodů. Hlavní konec vřetena často obsahuje Morseův kužel. V prvních konstrukcích průmyslových soustruhů bylo vřeteno poháněno přímo plochou řemenicí. Dnes je poháněno elektromotorem.
Postel
Lože soustruhu je základna spojená s vřeteníkem tak, aby se suport a koník pohybovaly paralelně s přístupem k vřetenu. Tento pohyb usnadňují lůžkové suporty, které drží suport a koník na pevné dráze.
Nástrojová věž
Nástrojová revolverová hlavice drží řezné nástroje a posouvá je podélně k obrobku při CNC soustružení nebo kolmo při hoblování. Hlava se skládá ze dvou odlitků: horního a bočního.
Koník
Koník je namontován naproti sklíčidlu hlavního vřetena obráběcího stroje. Na rozdíl od vřetena se koník – který může být vybaven kuželíkem pro upínání vrtáků, výstružníků nebo jiných nástrojů – neotáčí. Alternativně se pohybuje v podélném směru vlivem vodicího šroubu.
Konfigurace CNC soustružnického centra
Existují dva základní typy CNC soustružnických center: tradiční horizontální typ, který se používá již dlouhou dobu, a vertikální typ, který se liší uspořádáním osy otáčení vřetena. U vertikálních CNC soustruhů, jak název napovídá, se vřeteno otáčí vzhledem ke svislé ose.
Horizontální CNC soustruhy tvoří asi 70 % trhu, protože jsou na trhu mnohem déle. Každý výrobce soustruhů udělal své první kroky na horizontálním soustruhu.
Horizontální soustružení vs. vertikální soustružení
Jak horizontální, tak vertikální soustruhy mají svá specifika. Existují také obrácená CNC vertikální soustružnická centra, u nichž je umístění vřetena a soustružnického sklíčidla obrácené. Všechny tři typy strojů mají stejné základní součásti (vřeteník, suport a další), liší se však orientací. Výběr horizontálního, vertikálního nebo obráceného soustruhu závisí na několika faktorech, ale při rozhodování vám může pomoci několik praktických zásad.
Zásadní výhodou horizontálního soustruhu je, že gravitace přirozeně odvádí třísky od obrobku. Jinými slovy, při soustružení všechny třísky padají do dopravníku třísek nebo koše.
Obecně jsou horizontální CNC soustruhy flexibilnější, protože mohou mít delší lože vzhledem k velikosti vřetena. Mohou také používat tyčové podavače a obvykle mají koncové stolice, což je u vertikálních verzí vzácné. Na druhou stranu pro obrábění krátkých dílů s velkými průměry, zejména pokud se jedná o těžké díly, bude velmi dobře fungovat vertikální CNC soustruh.
Jednou z výhod svislého soustruhu je, že gravitace pomáhá bezpečně držet díl ve sklíčidle. Problémem však mohou být třísky, zejména pokud je díl konkávní, protože může dojít k jejich zachycení uvnitř. Hrozí tedy riziko opětovného vyříznutí třísek vzniklých nesprávným odvodem z obráběcí zóny. Dalším problémem svislého soustruhu je, že třísky padají do vřetena, takže jeho ochrana musí být vysoce účinná.
Při výběru verze soustruhu obvykle rozhoduje především velikost soustružených dílů. Pokud se podíváme na větší díly, mnoho automobilových aplikací (polotovary převodovek, brzdové kotouče a další) se vyrábí vertikálně a obvykle s dvojitým vřetenem. Jednou z výhod je, že gravitace pomáhá upnout díl; jakmile je díl vložen do sklíčidla, usadí se a jeho hmotnost jej přitlačí k čelistem sklíčidla.
Na horizontálním stroji se obrábějí díly o průměru až 500 mm, ale jejich zakládání je vždy obtížné, protože je nutné díl do sklíčidla zatlačit a pak jej při upínání držet.
Dalším faktorem, který je třeba zvážit při výběru mezi horizontální a vertikální konfigurací, je míra automatizace CNC soustružnického centra. Horizontální soustruhy jsou považovány za snadněji automatizovatelné vzhledem k dostupnosti a oblíbenosti tyčových podavačů, které jsou zodpovědné za přísun materiálu do výroby.
Na druhou stranu však při výrobě z polotovarů – v těchto případech odlitků nebo výkovků – bude snazší zavést automatické nakládání na vertikálním centru. Zaprvé, při ukládání dílu do sklíčidla pomáhá gravitace a robot není potřeba k jeho zatlačení do polohy.
Za druhé, tyto stroje, zejména vertikální CNC soustruhy s obráceným vřetenem, mají pohyblivé vřeteno, které funguje jako vkládač polotovaru.
Potenciál technologie CNC soustružení
Jak vidíte, dnešní trh s CNC obráběcími stroji nabízí různá technická řešení, která lze využít při výrobě dílů. To, zda je pro konkrétní úkol vybrána správná technologie a stroj, často rozhoduje o úspěchu celého projektu. V této oblasti se vyplatí důvěřovat odborníkům společnosti Sabner, kteří mají dlouholeté zkušenosti s CNC soustružením pro nejnáročnější zákazníky.
