Frezuokliai veikia taip, kad apdirbamos detalės lieka nejudėdamos, o pjovimo įrankis sukasi aplink jas. Šie įrenginiai puikiai tinka sudėtingų formų apdirbimui, pvz., įlankų, griovelių ir kreivų paviršių, kuriuos kitaip apdirbti neįmanoma. Kita vertus, sukimosi (taškinio) staklės sukasi pati medžiaga prie nejudančių įrankių. Jos puikiai tinka tokiems elementams kaip velenai, įmovos – trumpai tariant, viskam, kas yra apvalios formos ir reikalauja simetrijos visuose aplinkiniuose taškuose. Taip pat yra kombinuotų frezavimo ir sukimosi staklių, kurios sujungia abi šias funkcijas viename įrenginyje. Tai reiškia, kad gamybos metu nereikia perkelti detalių iš vienų staklių į kitas, todėl sumažėja klaidų kaupimasis per kelis gamybos etapus. Tuo labiau tai svarbu pramonės šakose, kur tikslumas yra svarbiausias, pvz., kurdant aviacijos komponentus ar medicininius implantus, kurie turi būti įdedami į žmogaus kūną – tokia integracija leidžia tiksliai laikytis itin siaurų tolerancijų, kurių šiuolaikinė pramonė reikalauja.
Mažosios parduotuvės ir žmonės, tik pradedantys veiklą, dažniausiai nustato, kad frezavimas jiems suteikia didžiausią lankstumą dirbant su maketiniais įrenginiais arba gaminant mažesnius detalių partijų kiekius. Tačiau kai reikia gaminti daug apvalių detalių, sukimo būdu apdirbti dažniausiai būna žymiai efektyviau ir nuosekliau. Frezuojamosios-sukamosios mašinos tikrai turi savo vietą sudėtingoms detalėms, kurios reikalauja kelių operacijų, tačiau šios sistemos kainuoja brangiai tiek finansiškai, tiek dėl to, kiek sudėtinga jas valdyti. Dauguma naujų įmonių savininkų iš tikrųjų gauna geresnį grąžinimą iš investicijų pasirinkdami įrangą, kuri atitinka tai, kokio tipo darbus jie atlieka dažniausiai, o ne iš karto išleisdami daug pinigų į brangią daugiafunkcinę įrangą. Tyrimai rodo, kad apytiksliai du trečdaliai naujokų ilguoju laikotarpiu šiuo būdu sutaupo pinigų.
3 ašių CNC staklės veikia tiesinėse X, Y ir Z ašių kryptimis – to pakanka apytiksliai 90 % prizminiams detalių tipams, pvz., laikikliams, korpusams ir apsauginiams korpusams. 5 ašių sistemos prideda valdomą sukimosi judėjimą (paprastai A ir B ašys), leisdamos nuolatinį kontūravimą, prieigą prie įdubimų bei vienoje montavimo pozicijoje apdirbti organines formas, tokias kaip turbinos mentės arba impuleriai.
Penkių ašių staklės gali sumažinti paruošimo laiką apie 70 procentų sudėtingoms formoms ir padėti išlaikyti žemą atliekų kiekį, ypač kai medžiagos yra brangios. Tačiau yra viena sąlyga: jos kainuoja apie 30–50 procentų daugiau nei įprastos tris ašis turinčios sistemos ir reikalauja daug labiau kvalifikuoto programavimo, gerų tvirtinimo įrenginių bei operatorių, kurie tikrai supranta, ką daro. Pirmą kartą stakles įsigyjančiam asmeniui penkių ašių technologiją tikslinga rinktis tik tuo atveju, jei vienu metu įvykdytos šios trys sąlygos:
Daugumai pradinio lygio taikymų gerai nustatyta 3 ašių mašina užtikrina geriausią galimybės, naudojimo patogumo ir ilgalaikės patikimumo balansą.
Pasirenkant CNC stakles svarbu galvoti ne tik apie paprastus įvertinimus, bet ir iš esmės suprojektuoti stakles taip, kad jos atitiktų kasdienius reikalavimus. Darbo detalių dydis čia vaidina didelę reikšmę. Pavyzdžiui, kalbant apie didelius komponentus, reikia ilgesnių judėjimo ribų bei didesnių stalų. Ypač didelės detalės gali reikalauti išplėstų X/Y/Z ašių ir stipresnių skersinių konstrukcijų, kad būtų tinkamai apdorojamos. Taip pat svarbu, kokią medžiagą planuojama apdirbti. Minkštos medžiagos, pvz., aliuminio lydinys 6061, įrangą apkrauna žymiai mažiau nei kietosios metalo rūšys, tokios kaip D2 įrankių plienas. Šiai kietesnei medžiagai reikia bent 10 AG galios špindelių ir staklių, kurios yra sukurtos su virpesių slopinimo funkcijomis iš lietojo geležies. Tikslumo reikalavimai taip pat labai keičia situaciją. Šiluminėms kosmoso pramonės aplikacijoms reikalingi tikslūs darbai su nuokrypio ribomis iki ±0,0005 colio – šiuo tikslu reikia specializuotų komponentų, pvz., šlifuotų rutulinių veržlių, temperatūros pokyčių kompensavimo sistemų ir aukštos kokybės grįžtamojo ryšio mechanizmų. Tačiau įprastos konstrukcinės detalės su laisvesniais nuokrypio reikalavimais apie ±0,005 colio puikiai tinka su standartinėmis ritininėmis veržlėmis ir paprastomis koduoklių konfigūracijomis, nepažeisdamos patikimumo.
Šių tarpusavyje susijusių filtrų ignoravimas kelia pavojų perlaikytiems dėvimams, nestabiliems paviršiaus apdorojimams ar net visiškai nepriimtiniems detalių rezultatams – ypač apdirbant šilumai atsparias superlydines ar plonosienius kompozitus.
| Kritinis filtras | Žemo diapazono pavyzdys | Aukšto diapazono pavyzdys | Poveikis CNC pasirinkimui |
|---|---|---|---|
| Detales dydis | 6" kubas | 24" × 48" plokštė | Guolio dydis ir X-Y-Z judėjimo ribos |
| Medžiagos tvirtumas | 6061 aliuminio lydinys (B95) | D2 įrankių plienas (B700) | Verstako galia (≥10 AG) ir rėmo standumas |
| Tikslumas | ±0,005 colio (medienos apdirbimas) | ±0,0005 colio (avialaidyno pramonė) | Rutuliukų sraigto klasė ir šiluminė kompensacija |
Pirmą kartą perkantys dažnai mano, kad įprastinės funkcijos, pvz., gyvojo įrankio naudojimas, automatiniai paletės keitikliai ar tie penkių ašių sistemos, automatiškai reiškia geresnius rezultatus. Tačiau pagal pramonės apklausas dėl apdirbimo efektyvumo apie trys iš keturių naujų operatorių pirmąjį darbo metą iš tikrųjų nepanaudoja šių aukštos klasės galimybių. Kas veikia geriau daugumai įmonių? Patikima trijų ašių staklių sistema, sukurtą iš lietojo geležies rėmo, kietintų tiesiaeigio vado elementų ir patikimo valdymo sistemos, dažniausiai greičiau atsipildo. Šios staklės paprastai užtikrina apie 25 procentais greitesnį grąžinimą iš investicijų lyginant su panašios kainos staklėmis, kurios yra įtemptos visokiais papildomais įrenginiais, kurių iš tikrųjų niekas nebereikia.
Kuo paprastesnės mašinos valdyti, tuo greičiau jos pradedamos naudoti. Daugumai operatorių reikia mažiau nei 40 valandų mokymo, kol jie jaučiasi patogiai; klaidos pasitaiko rečiau, o reguliarios techninės priežiūros metu viskas dažniausiai vyksta pagal planą. Tikrieji šios patikimumo kūrėjai – tai tokios sudedamosios dalys kaip didelės sukimo momentų verpetinės ašys, anksčiau įtemptos rutulinės sraigtes, apie kurias kalbama visur, taip pat rėmai, suprojektuoti taip, kad išlaikytų savo formą net esant temperatūros pokyčiams. Šios detalės užtikrina, kad matmenys išliktų nuoseklūs net po daugelio eksploatacijos metų, o daugelis sistemų per penkerius metus pasiekia apie 95 procentų veikimo laiko. Dėmesį sutelkite į tai, kad šie pagrindiniai dalykai būtų gerai įvykdyti, o ne persekiojate kiekvieną specialią funkciją, kuri tik pasitaiko rinkoje. Galų gale, dauguma dirbtuvių nustato, kad patikimi pagrindai ilgalaikiškai duoda žymiai geresnių rezultatų nei bet kokie įspūdingi, bet nereikšmingi papildymai.
Prieš paleisdami CNC stakles, patikrinkite, ar jos atitinka darbo vietoje esamą elektros tiekimą. Pradedančiųjų lygio frezavimo staklės ir sukimo staklės, kurių galingumas mažesnis nei 5 AG, paprastai puikiai veikia su vienfaze maitinimu – tokio tipo maitinimas dažniausiai jau įrengtas garažuose ir mažesniuose gamybos patalpose. Tačiau didesnėms pramoninėms įrangoms reikalai keičiasi. Įrangai, turinčiai galingas sukimo momentą užtikrinančias špindelių sistemą arba stiprią aušinimo sistemą, reikia trijų fazių maitinimo. Pagal praėjusiais metais JAV energijos departamento atliktus tyrimus, tokios sistemos veikdamos sunaudoja apie 20 procentų mažiau energijos ir taip pat veikia žymiai sklandžiau. Tai logiška, jei pažvelgtume, kaip skirtingose maitinimo konfiguracijose veikia varikliai.
Visada patikrinkite įtampą naudodami kalibruotą daugiafunkcį matuoklį ±10 % tikslumo ribose, įrengkite atskirus tinklo tiekimo grandinių su tinkamu žemėjimu ir numatykite biudžetą fazių keitikliui, jei trijų fazių tiekimas neprieinamas. Šių veiksmų praleidimas lemia 32 % ankstyvųjų garantijos galiojimo panaikinimų dėl variklio gedimo ar valdymo nestabilumo, kaip nurodo Gaminimo žurnalas (2023).
Tikslumas prasideda ten, kur įrankis liečia apdirbamąją detalę – todėl įrankių vientisumas yra neabejotinas. Pradėkite nuo trijų pagrindinių kategorijų:
| Investicija | Paskirtis | Pradedantiesiems skirta |
|---|---|---|
| Pabaigos frėzos | Medžiagos šalinimo tikslumas | 2–4 pjūklo dantukų karbido variantai |
| ER tipo spaustukai | Įrankio spaustuko koncentriškumas | ER16–ER32 ISO atitinkančios rinkos |
| Modulinė darbo vietoje laikymo sistema | Nulinio taško tvirtinimo lankstumas | T-formės griovelių stalai ir žingsniniai spaustukai |
Bandymai parodė, kad ER čiumbukai iš tikrųjų sumažina spindulinį bėgimą apie 0,0002 colio lygiu palyginti su įprastais čiumbukais, todėl detalės gaunamos žymiai lygesnės, o pjovimo įrankiai tarnauja ilgiau. Naujosios mašinų dirbtuvės gali iš karto sutaupyti pinigų, sukurdamos paprastą įrankių rinkinį, kuris sudarytas tik iš 6–8 dažniausiai naudojamų elementų, o ne perkant viską vienu metu. Galvokite apie pusės colio, ketvirčio colio ir trijų aštuntųjų colio frezų rinkinį, taip pat keletą centrinės skylės gręžtuvų ir kraštų suapvalinimo įrankių. Toks požiūris paprastai sumažina pradines sąnaudas apie 35 procentų, tuo pat metu užtikrindamas daugumos reikalavimų patenkinimą. Iš tiesų, bandymas kompensuoti netinkamą detalių tvirtinimą nieko nepagelbės. Pagal praėjusių metų „Tikslausis apdirbimas“ ataskaitą beveik pusė (apytiksliai 43 %) visų matavimo problemų, su kuriomis susiduria dirbtuvės pirmaisiais CNC staklių eksploatavimo metais, kyla dėl silpnų spaustuvų jėgų ar nestabilios tvirtinimo įrangos. Todėl, kai leidžia biudžetas, protingiau pirmiausia investuoti į kokybiškus detalių tvirtinimo sprendimus, o ne iš karto dideliais pinigais investuoti į brangius verpeto ašies modernizavimus ar valdymo sistemas.
Pagrindiniai pradedantiesiems skirtų CNC staklių tipai apima frezavimo, sukimo ir frezavimo-sukimo stakles, kurios kiekviena turi specifines funkcijas, leidžiančias atlikti įvairius apdirbimo procesus.
3 ašių CNC staklės dažnai rekomenduojamos pradedantiesiems, nes jos suteikia gerą galimybių, naudojimo paprastumo ir kainos efektyvumo pusiausvyrą, todėl yra tinkamos daugumai pradinio lygio taikymų.
Esminiai atrinkimo veiksniai apima apdirbamojo gaminio dydį, medžiagų suderinamumą, tikslumo reikalavimus, maitinimo sąranką ir įrankius.
ER čiuminėlės sumažina radialųjį bėgimą maždaug 0,0002 colio (apie 0,005 mm) lygiu palyginti su įprastomis čiuminėlėmis, pagerindamos detalės paviršiaus lygumą ir įrankių tarnavimo trukmę.
EN
