Czy toczenie i frezowanie można wykonywać na tej samej maszynie?
Wprowadzenie
Właściciele wielu zakładów produkcyjnych oraz inżynierowie CNC zadają sobie to samo podstawowe pytanie: Czy toczenie i frezowanie można wykonywać na tej samej maszynie?
Prostą odpowiedzią jest tak — dzięki nowoczesnej technologii CNC z wieloma osiami toczenie i frezowanie można całkowicie wykonać na jednej maszynie w jednym zamocowaniu. W tradycyjnych warsztatach stosowano oddzielne tokarki do toczenia powierzchni cylindrycznych oraz centra obróbkowe do frezowania, co powodowało poważne wąskie gardła przy produkcji złożonych detali posiadających zarówno cechy obrotowe, jak i niestosowne względem osi symetrii.
Obecnie wielofunkcyjne centra tokarskie wyposażone w napędowaną głowicę rewolwerową z narzędziami obrotowymi integrują toczenie, wiercenie i frezowanie w jednym procesie produkcyjnym. Jako profesjonalny producent maszyn CNC firma Dongs Solution wspiera producentów w eliminowaniu błędów powtarzalnego zamocowania oraz w osiąganiu gotowej produkcji w jednym zamocowaniu dla komponentów o wysokiej precyzji.
Ewolucja łączonej obróbki tokarsko-frezerskiej
Od dziesięcioleci toczenie i frezowanie były całkowicie oddzielone w konwencjonalnej produkcji:
Tokarki CNC : Toczy się wyłącznie powierzchnie obrotowe, cylindryczne, otwory i rowki
Centra obróbkowe : Skupia się na powierzchniach płaskich, wpustach, otworach poprzecznych oraz nieregularnych konturach
Ten oddzielony przepływ pracy zmusza operatorów do wyjmowania, ponownego zamocowania i ponownej regulacji położenia przedmiotów obrabianych między dwoma maszynami. Każde ponowne zamocowanie powoduje niewielkie odchylenia pozycjonowania, które kumulują się i prowadzą do wyrzutu części — szczególnie istotne w przypadku komponentów motocyklowych i medycznych, których tolerancje wynoszą ułamki mikrometra.
Aby rozwiązać ten problem, przemysł opracował technologię złożoną toczenie-frezowanie. Nowoczesne poziome centrum tokarskie łączy wirujący wrzeciono tokarki z napędzanymi narzędziami obrotowymi frezarki, umożliwiając wykonanie wszystkich operacji bez usuwania detalu z imaków.
Jak jedna maszyna może wykonywać zarówno toczenie, jak i frezowanie?
Kluczową technologią umożliwiającą obróbkę złożoną są dwa podstawowe rozwiązania konstrukcyjne: tarcza narzędziowa z napędem silnikowym i wieloosiowe sterowanie CNC .
1. Wieża napędowa z narzędziami obrotowymi
W przeciwieństwie do standardowych wież tokarskich, które przechowują wyłącznie statyczne narzędzia tokarskie, wieża napędowa dostarcza mocy obrotowej frezom i wiertłom. Podczas gdy wrzeciono obraca się w celu toczenia średnicy zewnętrznej, narzędzia obrotowe mogą jednocześnie wykonywać wiercenie otworów poprzecznych, frezowanie wpustów oraz frezowanie rowków pod kątem.
2. Synchroniczny system CNC wieloosiowy
Zaawansowane sterowniki CNC synchronizują pozycjonowanie wrzeciona, ruch wieży oraz obroty narzędzi obrotowych. System blokuje przedmiot obrabiany w ustalonym układzie współrzędnych, zapewniając, że wszystkie cechy uzyskane przez toczenie i frezowanie mają ten sam wspólny punkt odniesienia.
Dlatego poziome centra tokarskie Dongs Solution są w stanie utrzymywać stałą współśrodkowość i dokładność pozycjonowania nawet po złożonej obróbce wielofunkcyjnej.
Główne korzyści wynikające z jednoczesnego toczenia i frezowania na jednej maszynie
1. Eliminacja skumulowanych błędów uchwycania
Odchylenie pozycjonowania spowodowane wielokrotnym zaciskaniem jest główną przyczyną niezgodności wymiarowych. Obróbka tokarsko-frezerska w jednym ustawieniu zapewnia jednokrotne zamocowanie przedmiotu obrabianego, dzięki czemu wszystkie cechy geometryczne są idealnie współosiowe z osią centralną.
Brak tolerancji strat związanych z powtórnym pozycjonowaniem
Stabilna współosiowość dla długich wałów zębatych
Jednolita chropowatość powierzchni dla złożonych profili
2. Skrócenie czasu cyklu i zwiększenie wydajności
Obsługa detali, ponowne ustawianie oprzyrządowania oraz kalibracja narzędzi stanowią ponad 40% czasu poświęconego na czynności nieobcinające w tradycyjnych warsztatach. Połączenie toczenia i frezowania na jednej maszynie eliminuje wszystkie procedury pośrednie.
Skrócenie całkowitego czasu cyklu produkcyjnego o 30–50%
Zmniejszenie nakładu pracy ręcznej oraz przenoszenia detali
Uniknięcie opóźnień w dostawach spowodowanych logistyką międzymaszynową
3. Wyższa sztywność umożliwiająca obróbkę materiałów twardych
Frezowanie generuje silne drgania tnące, które łatwo uszkadzają dokładność na lekkich, zwykłych tokarkach. Rozwiązanie Donga wykorzystuje żeliwne łożyska maszyn zoptymalizowane metodą MES oraz wzmocnione zespoły wrzecion.
Zoptymalizowana struktura tłumienia drgań zapobiega drganiom mechanicznym podczas ciężkiego toczenia i szybkiego frezowania, zapewniając stabilność maszyny przy obróbce stali hartowanej, stali nierdzewnej oraz elementów z tytanu przeznaczonych do zastosowań medycznych.
4. Niższe koszty eksploatacji i wskaźnik odpadów
Mniejsza liczba maszyn oznacza niższe koszty konserwacji, mniejsze zapotrzebowanie na powierzchnię zabudowy oraz mniejszą liczbę zmian operatorów. Eliminacja błędów związanych z zamocowaniem redukuje wskaźnik odpadów nawet o 70%, co przekłada się na widoczny wzrost zysków w warsztatach produkujących duże serie.
Główne zastosowania przemysłowe łączonej obróbki tokarsko-frezerskiej
Komponenty układu napędowego pojazdów
Wały zębników, wały turbosprężarek oraz kołki przekładni wymagają toczenia cylindrycznego powierzchni bieżnych oraz frezowania cech takich jak zębatki i otwory smarownicze. Obróbka w jednej pozycji zapewnia spójność całej partii dla dostawców pierwszego stopnia w przemyśle motocyklowym.
Precyzyjne komponenty medyczne
Uchwyty narzędzi chirurgicznych oraz interfejsy implantów tytanowych wymagają nadzwyczajnej precyzji. Połączone toczenie i frezowanie eliminuje ryzyko związane z montażem wynikające z kumulacji odchyłek spowodowanych chwytem.
Części hydrauliczne i ogólne części przemysłowe
Waleczki zaworów, ekscentryczne kołki oraz precyzyjne kołnierzowe zależą od zintegrowanego toczenia i frezowania otworów poprzecznych, aby spełnić surowe wymagania dotyczące uszczelnienia i dynamicznej równowagi.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o częściach wymagających przetwarzania dwufunkcyjnego, zapoznaj się z naszym szczegółowym przewodnikiem: Które części wymagają zarówno toczenia, jak i frezowania?
Często Zadawane Pytania (FAQ)
1. Czy można wykonywać toczenie i frezowanie na tej samej maszynie CNC?
Tak. Wielofunkcyjne centra tokarskie CNC wyposażone w napędzane głowice narzędziowe pozwalają na pełne wykonanie operacji toczenia, wiercenia i frezowania w jednym uchwycie, co określane jest jako kompozytowe toczenie-frezowanie.
2. Jaka jest różnica między zwykłą tokarką a centrum tokarsko-frezarskim?
Standardowa tokarka wykonuje wyłącznie operacje toczenia, podczas gdy centrum tokarsko-frezarskie jest wyposażone w napędzane narzędzia obrotowe umożliwiające frezowanie i wiercenie bez konieczności przenoszenia obrabianego przedmiotu.
3. Czy łączona obróbka tokarsko-frezerska jest odpowiednia do produkcji masowej?
Oczywiście. Znacznie skraca czas poza cięciem oraz stopień odpadów. Dzięki stabilnej powtarzalności stanowi idealne rozwiązanie dla linii produkcyjnych masowych w branżach motocyklowej, medycznej i hydraulicznej.
Podsumowanie
Obróbkę tokarską i frezerską można zdecydowanie wykonywać na tej samej maszynie dzięki nowoczesnej technologii wielofunkcyjnych centrów tokarskich. Ta zintegrowana metoda obróbki eliminuje wady typowe dla rozdzielonych procesów, takie jak kumulacja tolerancji, długi czas realizacji oraz wysokie koszty eksploatacji.
Dla producentów dążących do wyższej precyzji, większej wydajności i silniejszej pozycji konkurencyjnej na rynku modernizacja do kompozytowej maszyny tokarsko-frezerskiej nie jest już opcją — jest koniecznością.
Uzyskaj swoje niestandardowe rozwiązanie tokarsko-frezerskie od Dongs Solution
Jeśli Twoja warsztatowa produkuje złożone wały, elementy medyczne lub części hydrauliczne wymagające zarówno toczenia, jak i frezowania, przestarzałe, oddzielne urządzenia ograniczają Twoją wydajność i zyskowność.
Dongs Solution oferuje wielofunkcyjne centra tokarskie z analizą metodą elementów skończonych (FEA), bezpłatną analizę procesu frezowania oraz 24-godzinną globalną obsługę posprzedażową. Skontaktuj się już dziś z naszym zespołem inżynierów, aby uzyskać spersonalizowaną ofertę cenową na maszynę i ulepszyć swoją linię produkcyjną.