Zapewne wiesz czym jest toczenie CNC i jak działa, ale pamiętajmy jeszcze raz o kilku podstawach, aby w pełni zrozumieć jego działanie i jak najlepiej wykorzystać tą maszynę. Chcesz zacząć swoją przygodę z CNC? Zapoznaj się z elementarną wiedzą na temat budowy tego rodzaju maszyn. Przeczytaj nasz poradnik, który omawia najważniejsze elementy. Zapraszamy!

obróbka cnc poradnik

Jak działa tokarka CNC? 

Na tokarce CNC geometrię przedmiotu obrabianego kształtuje się poprzez usuwanie materiału. Podczas toczenia przedmiot obrabiany materiał obraca się wokół hipotetycznej osi zamocowanej w uchwycie. Ta oś jest osią Z i zawiera ruch główny, ruch obrotowy. Narzędzie tnące wykonuje ruch wtórny, posuw. Gdy narzędzie styka się z powierzchnią przedmiotu obrabianego, to materiał jest usuwany, w ten sposób odbywa się cięcie na tokarce. W praktyce wygląda to w ten sposób, że narzędzie tnące znajduje się po jednej stronie średnicy przedmiotu obrabianego na osi X, a średnica obrabianej powierzchni jest tworzona wokół osi Z. Narzędzie tnące może poruszać się wzdłuż lub poprzecznie. Warto podkreślić, że przedmioty mogą mieć różne geometrie. Zaznaczamy, że geometria przedmiotu obrabianego zależy od kombinacji dwóch osi (obrotu i posuwu) oraz użytego narzędzia skrawającego. Z kolei narzędzie skrawające, które ma być użyte, zależy od rodzaju wytwarzanej powierzchni i rodzaju operacji toczenia.

Czym są tokarki 2-osiowe i 3-osiowe?

Czytając podstawowe materiały na temat budowy maszyn CNC z pewnością znajdziesz informacje o tokarkach 2-osiowych i 3-osiowych. Różnica między nimi polega na ilości osi – jak sama nazwa wskazuje.

 Mówi się, że tokarki trójwrzecionowe oferują więcej opcji. Ale wyjaśnijmy to trochę lepiej. To, co powiedzieliśmy do tej pory, dotyczy tokarek 2-osiowych: X i Z; programuje obie osie. Następnie narzędzie porusza się liniowo, gdy część obraca się wokół własnej osi. Liniowy ruch narzędzia może przebiegać wzdłuż lub prostopadle do osi  Z części. Tokarki trójosiowe zawierają dodatkową oś, którą można obracać. Nazywa się to osią C. Od tokarki 3-osiowej z pewnością można oczekiwać więcej. Dzięki tokarce 3-osiowej niektóre operacje frezowania mogą być obsługiwane i programowane. Mówiąc dokładniej, można zmienić położenie narzędzia wokół osi obrotu części i wykonać szczeliny, otwory i kilka elementów peryferyjnych zgodnie z wymaganiami rysunku.

Dlaczego tokarki CNC są tak popularne? 

Tokarka jest jedną z najstarszych maszyn, jakie kiedykolwiek wynaleziono. Jednak nowoczesne tokarki przeszły znaczną modernizację, aby uwzględnić kilka osiągnięć technologicznych. Tokarki rozwijały się równolegle z innymi typami obrabiarek i są obecnie szeroko stosowane w przemyśle. Ale dlaczego tokarka zyskała zaufanie branży i taką popularność na skalę światową? Jakie są zalety nowoczesnych tokarek i centrów tokarskich? Odpowiedzią na to pytanie  jest szybkość, dokładność i automatyzacja produkcji. Dzięki szerokiej gamie dostępnych obecnie na rynku tokarek i produktów specjalnego przeznaczenia, wiele zastosowań przemysłowych może być obsługiwanych z wysoką produktywnością. Dodatkowo, dzięki postępowi w technologii twardych powłok i narzędzi, typowa tokarka może obrabiać: 

Wszystko to sprawia, że ​​tokarki i centra tokarskie CNC są najbardziej wydajnymi maszynami. Szacuje  się, że 40% wszystkich operacji skrawania metalu jest wykonywanych na tokarkach CNC, gdzie większość produkcji dotyczy części obrotowych. Nie powinno zatem nikogo dziwić, że ten sprzęt cieszy się taką popularnością!

Frezowanie, a toczenie w maszynach CNC 

Jeśli zrozumiesz, jak działa toczenie, to z łatwością zrozumiesz, jak działa frezowanie, ponieważ jest to proces odwrotny. Podczas toczenia narzędzie porusza się liniowo i część obraca się, ale podczas frezowania narzędzie obraca się, a część porusza się liniowo wzdłuż osi x i y stołu. We frezowaniu oś Z jest pionową osią narzędzia. To jest ich zasadnicza różnica. Ponadto, w toczeniu CNC często stosuje się narzędzia jednopunktowe, dlatego toczenie jest procesem „ciągłego skrawania”. Z drugiej strony frezy (np. frezy, frezy palcowe itp.) są wielopunktowymi narzędziami skrawającymi, innymi słowy mają wiele końcówek. Dlatego mielenie jest teoretycznie procesem „przerywanym”. Należy również zwrócić uwagę na ruchy pierwotne i wtórne. 

Oznacza to, że podczas toczenia CNC główny ruch odbywa się w części, a ruch wtórny w narzędziu. Podczas frezowania CNC wykonujesz duże ruchy na narzędziu i drobne ruchy na części. 

Jaki element można toczyć przy użyciu maszyny CNC? 

Dzięki powyższym informacjom możesz łatwo zrozumieć zastosowanie toczenia i frezowania, biorąc pod uwagę geometrię i cechy swojej części. Jeśli chodzi o części obrotowe, wybierz toczenie dla maszyny. W przypadku części pryzmatycznych o niewielkich właściwościach frezowania można wybrać opcję Frezowanie. Jeśli jednak Twój warsztat jest wyposażony w dodatkowe materiały, takie jak indeksator lub stół czołowy do frezowania lub trzecia oś (oś C) do toczenia CNC, możesz wykonywać operacje frezowania na tokarce na frezarce CNC przy użyciu narzędzi dynamicznych i operacje toczenia. Dodatkowe wyposażenie wiąże się jednak z ze znacznym kosztem finansowym, który należy uzasadnić kosztem wytworzenia produktu. W obróbce CNC produktywność i sukces zależą nie tylko od właściwego doboru obrabiarki, ale także od innych czynników, takich jak: 

Nie wystarczy wiedzieć, która część będzie lepsza do jakiego rodzaju obróbki. Zawsze należy określić wszelkie dodatkowe warunki, które muszą być spełnione, aby zapewnić najlepsze wyniki.

Budowa tokarki CNC

Czy widziałeś typową tokarkę CNC? Jej system składa się z kilku elementów, z których każdy na swój sposób poprawia efektywność działania. Jednak sześć z nich jest najbardziej istotnych: 

Sprawdźmy powyższe elementy, celem zrozumienia budowy tokarki CNC. Rama łóżka – jest głównym korpusem maszyny. Wszystkie inne główne elementy są do niego podłączone i przymocowane. Ze względu na dużą wytrzymałość na ściskanie i wysokie właściwości smarne tego stopu, najczęściej wykonywany jest z żeliwa. Łoże wykonane jest z odlewów i mocowane do podłoża. Szyny prowadzące umieszczone na łożu maszyny zapewniają płynny i dokładny ruch liniowy suportu i konika na podstawie.

Wrzeciennik 

Wrzeciennik zawiera jednostkę napędową do obracania wrzeciona, które z kolei obraca obrabiany przedmiot. Wrzeciennik znajduje się po lewej stronie blatu. Wrzeciennik zawiera skrzynię biegów i wał główny. Na zewnątrz wrzeciennika znajduje się regulator i powiązane moduły

Koło zębate posuwu lub „Norton” 

W przekładni posuwu znajduje się system, który reguluje i utrzymuje prędkość liniową narzędzia względem wrzeciona przedmiotu obrabianego. Składa się z kontrolera posuwu i śruby pociągowej, która obraca się z odpowiednią prędkością, aby osiągnąć pożądaną prędkość posuwu.

Wózek tokarski 

Wózek jest napędzany śrubą pociągową, więc podąża za prędkością posuwu kontrolowaną przez przekładnię Norton. Stół przesuwny porusza się w kierunku prostopadłym do ruchu wózka. Przesuwając wózek, narzędzie można przesuwać równolegle do osi roboczej, co ułatwia toczenie. Przesuwając suwak, narzędzie może być promieniowo wsuwane w obrabiany przedmiot w celu wykonania operacji planowania, profilowania lub przecinania. Narzędzia tnące są utrzymywane w uchwytach narzędziowych przymocowanych do prowadnic poprzecznych zamontowanych na wózku. Wózek ślizga się po szynach tokarki, podając narzędzie równolegle do osi obrotu i równolegle do osi wrzeciona z dużą precyzją. Szyny są wbudowane w łoże tokarki i zapewniają sztywną ramę dla tokarki.

Konik 

Konik znajduje się po drugiej stronie wrzeciennika, gdzie zamocowany jest środek podtrzymujący wolny koniec przedmiotu obrabianego w celu jego zrównoważenia. Oprócz centrowania, które jest główną rolą konika, wiercenie jest realizowane za pomocą wierteł centrujących i konwencjonalnych zainstalowanych w zespole konika.

Uchwyt tokarski

Uchwyt służy do trzymania przedmiotu obrabianego. Jest montowany na wrzecionie uchwytu obrotowego i przedmiocie obrabianym. Typowy uchwyt tokarski może mieć trzy, cztery lub pięć szczęk, w zależności od wymagań obróbki, standardowej geometrii części i pożądanej siły mocowania.

Jakie są narzędzia tokarskie CNC?

Na rynku dostępnych jest wiele różnych materiałów inżynierskich, więc sensowne jest, aby narzędzia skrawające były wykonane z różnych materiałów. Kiedy musisz wybrać materiał dla swojego narzędzia, nigdy nie zapominaj, że podczas obróbki narzędzie jest narażone na działanie:

Materiał narzędzia należy dobrać odpowiednio do obrabianego produktu. Twoim głównym celem powinno być utrzymanie twardości i wytrzymałości narzędzia, zwłaszcza w wysokich temperaturach. Najprawdopodobniej spowoduje to obróbkę części o wysokiej jakości powierzchni. Jednak na wynik końcowy mają wpływ inne czynniki, takie jak warunki skrawania i obrabiany materiał, które mają kluczowe znaczenie dla sukcesu. Warunki cięcia są bardzo istotne dla całego procesu. Aby utrzymać stabilność obróbki i zużycie narzędzia na jak najniższym poziomie, zaleca się ustalenie warunków skrawania zgodnie z podręcznikami technicznymi i zalecanymi specyfikacjami producenta narzędzi. Właściwe ustawienie warunków skrawania wydłuży również żywotność narzędzia, zmniejszając koszty wymiany narzędzia. Inne ważne czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze materiału narzędzia skrawającego, to jego odporność na zużycie i stabilność chemiczna. Oczywiście im wyższa odporność na zużycie, tym dłuższa żywotność narzędzia. Jeśli chodzi o stabilność chemiczną narzędzia, to zasada jest taka, że im wyższa tym lepiej, zapobiega szkodliwym reakcjom, które mogą przyspieszać zużycie narzędzia. Najczęściej stosowanymi materiałami narzędziowymi do toczenia CNC są: 

Używanie maszyny CNC – korzyści 

Bez względu na to, jaką część chcesz wykonać za pomocą toczenia CNC, to poniżej przedstawiamy zalety, które z pewnością przekonają Cię do tego rodzaju rozwiązania: 

Mamy nadzieję, że powyższy poradnik pomógł Państwu zrozumieć podstawowe kwestie związane z wykorzystaniem, używaniem oraz budową maszyn CNC. Jak widać, maszyny CNC to świetny sprzęt, który może pomóc zautomatyzować i ulepszyć cały proces produkcji na szeroką skalę.