Strung CNC, ce este și cum funcționează?

Strung CNC, cea mai folosită mașina unealtă cu comandă numerică, integrând în ziua de azi tehnologii avansate de prelucrare prin așchiere și precizie. Ce este un strung CNC și cum funcționează, componentele și avantajele, cum alegem un strung cu comanda numerică, tipuri și modele. Mai multe detalii despre Programarea mașinilor-unelte cu comandă numerică.

Ce este un strung CNC

Strung CNC istoric

Computer Numerical Control (CNC), este un termen industrial pentru procedeul de fabricație în care traseul sculelor este controlat de un calculator cu un limbaj specific.

CNC a fost încorporat într-o varietate de tehnologii și mașini unelte. O astfel de mașină care este utilizată pentru o gamă largă de procese de producție este de exemplu strungul CNC.

Datorită progreselor tehnologice industriale, strungurile CNC au fost introduse rapid in industrie pentru productia de masa. Strungurile CNC au o serie de avantaje, pot fi configurate și operate cu ușurință, oferă o repetabilitate extraordinară, împreună cu o precizie superioară în producție.

Traseele sculei sunt deseori programate folosind procesele CAD și CAM, sau în unele situații, un operator poate programa manual mașina unealtă direct de la panoul de comandă. Fișierul G-Code sau cod ISO rezultat este apoi încărcat pe mașina CNC, iar mașina va prelucra piesele dorite conform programului CAD / CAM (numit și aplicație).

Un strung CNC este controlat prin intermediul unei interfețe cu ecran (tactil la OSP Okuma) montat pe panoul de comandă. Operatorul care gestionează procesul poate urmării toți parametrii procesului inclusiv simularea vizuală a modului în care va funcționa mașina în faza de prelucrare.

Strung CNC performant

In ultima perioadă tehnologia vine în sprijinul operatorului, acesta putând să gestioneze chiar și mai multe mașini în lucru fără să posede cunoștințe complexe despre specificul fiecăreia în parte.

Strungurile CNC sunt proiectate în diverse moduri și arhitectura internă variază în funcție de necesitățile pieselor finite. Cu toate acestea, majoritatea au asemănări ca și elemente constructive și funcționalitate.

Aceste sisteme se bazează în mare parte pe aceleași principii, întrucât un strung CNC este programat să îndeplinească funcții similare ca ale unui strung tradițional doar că este comandat numeric.

La fel ca alte mașini CNC, strungurile CNC au devenit o parte importantă a industriei de fabricație în ultimii ani. Deci, este de așteptat ca operațiunile unor astfel de mașini să continue să se îmbunătățească și să aibă o pondere semnificativă în acest domeniu.

Utilizări Strung CNC

Există numeroase domenii în care se folosește strungul CNC, acestea sunt: industria auto, electronică, aerospațială, fabricarea armelor de foc, instrumente medicale, energie și extracție, industria de mase plastice, echipamente sportive și multe altele.

Strung CNC părți componente

Un strung este format din mai multe părți componente fixe și în mișcare care sunt interconectate. Este important ca mașina unealtă să fie bine asamblată, rigid cu un lanț cinematic bine determinat.

Batiul

Batiul joacă un rol foarte important în alegerea unei mașini CNC, deoarece dacă mașina dvs. este mai grea, atunci este un indiciu clar că va supraviețui vibrațiilor riguroase și altor operații care afectează eficacitatea unui strung CNC.

Nu căutați un strung CNC ușor, deoarece se poate deforma foarte ușor in timpul prelucrarii sub efectul fortelor de prelucrare și poate afecta rezultatul producției. Greutatea strungului este în mare parte dată de greutatea batiului, structura de bază care oferă dimensional și amprenta la sol.

Arborele principal – Spindle

Arborele principal este componenta cea mai importanta a unui strung CNC, fixând piesa în timpul prelucrarii, și în acelasi timp produce miscarea de revoluție specifică strunjirii.

Această mișcare de revoluție se face cu viteze și forțe mari în prelucrare și cu o precizie și rigiditate data de rulmenţii, roţi dinţate, iar toate sunt scufundate parţial în lubrifiant pentru a reduce pe cât posibil uzura şi oxidarea componentelor. 

Tehnologia actuala Direct Drive a arborelui principal a facut posibil ca motorul să fie montat direct pe arbore, eliminand curele de transmisie sau angrenajele dintate, astfel a crescut rigiditatea sistemului, precizia prelucrarii, viteze mari, eliminare vibrațiilor din prelucrare.

Okuma foloseste tehnologia Direct Drive, arborele principal fiind integrat in axul motorului electric, astfel se asigură o capacitate de prelucrare sporită, în plus ghidajele extrem de rigide suportă capacități de prelucrare puternice.

Aceste strunguri orizontale foarte evoluate oferă capabilități de frezare opționale pe axa Y într-o amprentă compactă la sol.

Strung CNC – Panou de control CNC

Panoul de control este considerat în principal ca fiind creierul unei mașini CNC.

Operatorul încarcă programul de prelucrare în memoria mașinii de pe diverse suporturi media sau canale de comunicații de date (USB stick, rețea internă de calculatoare, etc) sau creând manual programul folosind mediul de programare grafic IGF de la Okuma.

Pinolă – Tailstock

Este opus axial arborelui principal, numit și păpușă mobilă, o parte mobilă a mașinii CNC și poate fi ajustată conform lungimii piesei de strunjit.

Pinola este compusă dintr-o mandrină care se poate deplasa înainte sau înapoi, elementul care face contact cu piesa este prins în mandrină şi se numeşte vârf de centrare.

Turela

Turela este suportul sculelor ce se folosesc in tehnologia de prelucrare fiecarui reper in parte. Ea susține sculele și execută mișcările necesare îndepartarii adaosului de material.

Poziționare sculelor în dreptul piesei pentru prelucrare se face prin indexare turelei, iar numărul de scule poate diferii de la o construcție la alta, 12 scule fiind o valoare comună.

In cazul strungurilor CNC complexe se pot folosii doua turele sau magazie de scule ca in cazul strungurilor multifunctionale Okuma Multus.

Strungurile CNC OKUMA sunt construite cu encodere de poziție absolută, care vă ajută să reveniți la procesul de prelucrare exact în același punct în care s-a intrerupt ciclu program, datorită unei pene de curent sau a oricăror alte probleme sau erori de operare.

Universal

Universalul este partea care prinde piesa şi o ţine pe tot procesul de aşchiere. Prinderea este foarte puternică, iar materialului care urmează să fie prelucrat nu se mişcă. Cel puțin în teorie.

Acest universal poate să fixeze reperul datorită bacurilor care presează piesa din direcţii concentric opuse. Există universale cu 2 bacuri, de obicei pentru piese foarte mici. Apoi sunt cele cu 3 sau 6 bacuri, iar acestea sunt concentrice, adică se mişcă sincronizat spre centrul universalului, sau în revers.

Batiu

Deseori, pentru atingerea unei rigidităţi cât mai mari, batiurile se construiesc din alte materiale decât celelalte componente. Istoric vorbind, majoritatea batiurilor au fost construite din fontă. Motivul este că fonta este mai rigidă decât oţelul la deformări mecanice, dar şi la dilatare sau contractare termică. Mai nou, batiurile se fac din granit, din granit artificial, sau din polimeri epoxidici și alți compuși.

Strungurile OKUMA au batiul din fontă și sunt foarte rigide, fiind recunoscute pentru precizia prelucrării în materiale cu durități ridicate.

Linetă

Este un dispozitiv de susținere cu role a pieselor de strunjire cu lungimi mari, pentru a elimina deformările axiale datorită greutății materialului, pentru un sprijin suplimentar al semifabricatului.

Ele sunt sunt fixe sau mobile, se utilizează și la alimentarea cu bară lungă prin interiorul arborelui principal al strungului.

Tipuri de prelucrări pe un strung CNC

De obicei, există un număr destul de fix de operații care se efectuează cu ajutorul unui strung CNC. Unele dintre ele sunt de strunjire, degroșare, finisare, filetare, canelare etc.

Înainte de a efectua orice operație pe o mașină de strung CNC, ar trebui să fiți conștienți de termeni precum viteza de tăiere, adâncimea prelucrării și avans sculă, care sunt controlate numeric prin optimizarea întregului proces de catre unitatea centrala si software-ul mașinii.

Strunjire Frontală

Aceasta este una dintre cele mai ușoare operații de strung în care materialul metalic este forfecat de la capăt, astfel încât să poată încadra în unghiul drept al axei și să scape de orice urme.

Tapering / Strunjire Conică

Aceasta este o operație în care pur și simplu îngustați forma unui metal la o formă de con folosind o lamă compusă. Pentru a modifica unghiul operației, puteți face acest lucru reglând dispozitivul compus.

Procese de prelucrare și utilizări ale strungului utilizate pe scară largă:

• Strunjire în trepe
• Strunjire conică
• Randalinare
• Filetare interioară și exterioară
• Alezare
• Găurire
• Lărgire

Strunjire longitudinală

Ori de câte ori trebuie să prelucrați un material paralel cu axa, utilizați operație de strunjire. Acest lucru vă permite să micșorați diametrul metalului.

Scule strunjire CNC

• Scule de canelat
• Cuțite de retezat
• Lamele de despărțire
• Burghie
• Cuțite laterale
• Scule cu vârf de carbură

Un strung CNC modern este de obicei proiectat pentru a utiliza scule pe bază de carburi metalice fiind optim intre cost si durabilitate.

Tipuri de strunguri CNC

Strungul CNC este în general de două tipuri: strung orizontal sau strung vertical, dupa poziționarea axului arborelui principal. Cel vertical este uzual folosit la prelucrarea pieselor cu diametru mare și / sau lungime mai mică si piese grele tip roți dințate.

Strung CNC Orizontal

Strungul orizontal CNC este cel pe care îl vedeți mai ales în ateliere. Aceste mașini rotesc o piesă într-o manieră cilindrică și în timp ce entitatea se rotește, mașina de strung orizontal CNC funcționează pe material folosind scule pentru a-i da forma doritî. Astfel de mașini tind, de asemenea, să aibă o amprentă mai mare decât cele verticale. Chiar și mandrina în mașinile CNC orizontale ține obiectul pe verticală. Aceste tipuri de mașini sunt utilizate de obicei pentru materiale mai ușoare.

Exemple repere prelucrate cu strunguri CNC orizontale

Strung CNC Vertical

Într-o mașină de strung vertical, piesa de prelucrat se rotește într-o poziție verticală cam așa cum ați vedea atunci când un olar mișcă roata de ceramică, permite fusului să taie la unghiuri și poziții greu accesibile. O mașină de strungit vertical CNC este utilizată pentru a opera pe materiale mari și grele, atât de mari încât sunt încărcate cu macarale.

Un alt avantaj al unei mașini de strung vertical este că gravitația își favorizează întotdeauna operațiunile, ceea ce înseamnă că pe parcursul funcționării mașinii, piesa de prelucrat este întotdeauna stabilă. Acest lucru permite mișcări mai bune ale axului și tăiere precisă. În ceea ce privește prețul, astfel de mașini sunt foarte scumpe.

Exemple repere prelucrate cu strunguri CNC verticale

Strung CNC multifuncțional (multitasking)

Strungul CNC multifuncţional are pe lângă funcțiile de strunjire și funcții de frezare. Astfel se pot prelucra eficient piesele complexe şi precise din industrii precum aeronautică, naval, auto, etc.

Rigiditate ridicată, precizie, eficienţă şi productivitate ridicată asigurată de o construcţie a batiului din fontă cu ghidaje pretensionate. Arbore principal cu 3 rânduri de rulmenţi, cap unghiular pivotant pentru prelucrări în plan vertical, orizontal, la diferite unghiuri.

Cuplul mare la arborele principal asigură o capacitate mare de aşchiere. O singură prindere a reperului permite strunjirea şi frezarea pieselor complexe în serie reducându-se timpul de setare.

Cum să alegeți strungul CNC potrivit?

Alegerea mașinii de strung CNC potrivite poate fi o sarcină complicată. Există mulți factori care trebuie să îi luați în considerare.

De asemenea, trebuie să verificați nivelul de toleranță al mașinii CNC, deoarece aceasta va suferi o mulțime de operații brute.

Atunci când vine vorba de alegerea unui strung CNC, trebuie să verificați tipul prelucrăriilor dvs. și să alegeți în consecință.

Nu în ultimul rând este bugetul. Să aruncăm o privire asupra câtorva dintre factorii care trebuie luați în considerare atunci când alegeți un strung CNC:

Capacitate dimensiuni prelucrare

Măsurarea oscilației este cantitatea maximă de diametru a oricărui material care poate fi tăiat sau prelucrat pe strung. Măsurarea are loc de la patul strungului până la centrul axului. O măsurare a patului este lungimea maximă a piesei care poate fi determinată prin cunoașterea distanței dintre centre. Această măsurare vă va ajuta să știți ce strung CNC să căutați pe baza puterii dorite.

Greutate

Greutatea este importantă în alegerea strungului, un indiciu clar că va supraviețui vibrațiilor riguroase și altor operații care afectează precizia. Nu căutați un strung CNC ușor, deoarece se poate dezechilibra foarte ușor și poate afecta rezultatul producției dvs. Greutatea strungului este în mare parte dată de greutatea batiului, structura de bază care oferă dimensional și amprenta la sol.

Batiul

Următorul lucru important care trebuie luat în considerare atunci când cumpărați primul dvs. mașină de strung CNC este batiul. Mergeți întotdeauna pentru un batiu din fontă, deoarece va conferi întregii mașini o rigiditate solidă. Batiul este fundamentul pe care se bazează întregul strung CNC. Deoarece strungul CNC suferă o mulțime de vibrații, alegeți un material care va absorbi cea mai mare parte a acestuia. Cu cat strungul e mai rigid și stabil va putea prelucra piese din materiale mai dure (oțeluri carbon, inox).

Arborele principal

Arborele principal este partea care se rotește cu universalul. Acordați o atenție specială atunci când vine vorba de alegerea arborelui principal pentru strungul dvs. CNC, de preferabil motor Direct Drive decât sisteme de transmitere cu curele sau angrenaje dințate.

Funcție de prelucrare pe axa Y

O varietate de operații de frezare pot fi executate cu o deplasare de mare precizie a turelei pe axa Y, utilizând un sistem cu glisare dublă. Astfel, strungul CNC devine un strung multifuncțional prelucrând piesa complet dintr-o singură prindere în universal.

Software Inteligent strung CNC

Performanța îmbunătățită de simulare și utilizarea unui panou multi-tactil asigură o operație grafică intuitivă. Deplasarea, zoom in/out, scalarea și rotirea modelelor 3D, precum și afișarea listelor de parametrii ale sculelor, programe și alte informații pot fi realizate cu ușurință ca și utilizarea unui mobil smart.

Această infrastructură de prelucrare inteligentă asigură o precizie ridicată și o productivitate ridicată. Obținând cele mai bune rezultate ale fiecărei mașini fără deformare termică, fără coliziuni, fără perturbații mecanice. Optimizare automată a traiectoriei sculei de așchiere la cele mai bune condiții de prelucrare.

Okuma a transformat aceste caracteristici într-o realitate, bazându-se pe expertiza sa în prelucrare, pe baza cererilor primite de la clienții din atelierele de prelucrare, și sunt implementate (opțional sau incluse) în noile modele de strunguri CNC moderne Okuma.

Aceste funcții încorporate pe numeroase strunguri CNC Okuma, centre de strunjire, mașini multitasking și centre de prelucrare se numesc Okuma Intelligent Technology pentru a face prelucrarea mai rapidă, mai ușoară și mai profitabilă.

Resurse / Linkuri

• Care sunt componentele unui strung universal?
• What is a CNC Lathe and How Does it Work?

Surse Imagini

• Okuma – EMO Hannover 2017
• Okuma – EMO Hannover 2019
• GreenBau Tehnologie – Metal Show 2018
• GreenBau Tehnologie – Demometal 2018
• Showroom Okuma Europe – Krefeld 2018