Průmyslové obrábění, proč jsou vysokotočivá obráběcí centra klíčová pro náročné úkoly
Dilema točivého momentu v moderním průmyslovém frézování
Výrobníci v průmyslu často narazí na velký problém, když se snaží opracovávat opravdu velké součásti. Vidíte, běžné torno prostě nemohou úkol zvládnout dostatečně dobře při hlubokém řezání. Nemají dostatečný točivý moment, což je jako síla potřebná k otočení řezacího nástroje. Kvůli tomuto nedostatku momentu často torna přestanou fungovat uprostřed procesu. Když se to stane, operátoři jsou necháni s nějakými ne tak dobrými volbami. Buď mohou zpomalit rychlost podávání, což je to, jak rychle materiál prochází řezacím nástrojem. Ale pokud to udělají příliš mnoho, může to být nebezpečné. Nebo mohou pokračovat v normální rychlosti, ale pak se řezací nástroje vydrhují mnohem rychleji. Oba tyto scénáře jsou špatné zprávy. Nakonec to stojí více peněz kvůli potřebě nahrazovat nástroje nebo pomalejší produkční rychlosti. A také to komplikuje dosažení přesných rozměrů pro vyráběné díly. V případě těžkého řezání není jen otázkou mít více síly. Co je skutečně potřeba, je chytrý systém, který dokáže dodat správné množství točivého momentu, bez ohledu na to, jak se zátěž změní během procesu.
Inženýrské průlomy v systémech dodávky točivého momentu
Od chvíle, kdy jsme zažili velké problémy s kroutícím momentem v průmyslovém frézování, podívejme se na to, jak moderní technologie tento problém řeší. Pokročilé obráběcí centra nyní používají konfiguraci přímého pohonu hřídele. Tyto systémy jsou opravdu silné. Dokáží vyvinout spojitý výkon kroutícího momentu přes 2 176 Nm, což je o 68 % lepší než u staromódních systémů. Tyto stroje jsou navrženy tak, aby byly velmi stabilní vzhledem k teplu. I když jsou používány po dobu 14 hodin nonstop pro těžké úkoly, jejich kroutící moment zůstává konstantní jen v rozmezí ±1,5 %. Ale skutečná inovace spočívá v tom, jak kombinují tuto sílu s chytrými řídícími algoritmy. Tyto algoritmy mohou automaticky reagovat na změny zátěže. Například, pokud je materiál, který se řezá, tvrdší nebo měkčí v různých částech, nebo má složitý tvar, algoritmy zajistí, že formování střepy, které je způsobem, jakým je materiál odstraňován během frézování, je po celou dobu procesu vždy správné.
Pevnost předefinovaná pro přesnost při extrémních zátěžích
Víme, že mít hodně kroutící moment je důležité, ale to není všechno, co je potřeba pro přesné frézování. Struktura stroje také hraje velkou roli. Moderní těžkopádné točné centra mají opravdu pevnou základnu. Jsou vyrobeny pomocí jednoblocových litinových základen s posilovanými žebrovými vzory. To je činí neobyčejně dobrými v tlumení vibrací. Ve skutečnosti dokážou dosáhnout koeficientů tlumení vibrací pod 2,5µm/N. Díky této silné struktuře může stroj udržovat polohu řezacího nástroje přesnou do 0,008mm, i když jsou použity maximální řezací síly. Když kombinujete tyto vysokomomentové hlavníky s ultrapevnými rámci, výrobci mohou využít 94% teoretické kapacity hloubky řezu svých řezacích nástrojů. To je obrovský pokrok ve srovnání se starými konvenčními systémy, kde mohli využít pouze 60-70% této kapacity.
Skutečný dopad na výrobu těžkých dílů
Nyní se podívejme, jak všechny tyto vylepšení ve vrcholovém momentu a tuhosti ovlivňují praxi v reálném výrobě. V energetickém sektoru, když pracují na tělesech ventilů vážících 4 tuny, mohou střediska na obrábění s vysokým momentem odebrat kov 79 % rychleji než standardní CNC soustruhy. Pro výrobců z letectví, kteří opracovávají turbínové hřídele ze slitin s vysokým obsahem niklu, je kombinace vyššího momentu a lepší tuhosti úžasná. Sníží chyby způsobené odchylkami nástrojů o 82 %. To znamená, že dokážou dokončit opravdu složité geometrie v jednom nastavení, zatímco dříve potřebovali tři samostatné operace. Všechna tato vylepšení výkonu se sečtou. Zlepšují se tak, že počet hodin obrábění pro každý velký díl klesne o 34 %. A není to jen to - kvalita povrchového dohotovení se značně zlepšuje, dosahují se hrubosti (Ra) ≤ 0,8 µm, a mohou snáz splnit požadavky na geometrické tolerance.
Zabezpečení budoucnosti obráběcích procesů
Nakonec, jak průmysly po celém světě začínají vyrábět větší a složitější součásti, jako jsou pohonové soustavy větrných turbín nebo lodní vrtule, stává se technologie s vysokým točivým momentem opravdu důležitou. Závody, které používají tyto pokročilé systémy, zjišťují, že dosáhnou návratu na investice o 41 % rychleji než kdyby zakoupili konvenční strojní zařízení. Důvodem je, že utrácejí méně na nástroje a dokážou vyprodukovat více ve stejném čase. Navíc jsou tyto systémy velmi flexibilní. Dokážou pracovat s různými typy materiálů, od naměkčených nástrojových ocelí (45 HRC) po vysokosilicové aluminiumy, aniž by bylo třeba je příliš upravovat. To znamená, že výrobci mohou být sebevědomější, když podávají nabídky na velké, výnosné projekty v různých průmyslových odvětvích.