Przemysłowe obrabianie, dlaczego centra obracające o wysokim kancie są kluczowe przy trudnych zadaniach
Dylemat momentu obrotowego w nowoczesnym maszynowaniu przemysłowym
Produkenci przemysłowi często napotykają na duży problem, gdy próbują obrabiać naprawdę duże elementy. Otóż zwykłe toki nie radzą sobie zbyt dobrze z cięciem na dużych głębokościach. Nie mają wystarczającego momentu obrotowego, który jest rodzajem siły skręcającej potrzebnej do obracania narzędzia cięcia. Ze względu na brak tego momentu, tokarki często przestają działać w trakcie procesu. W takiej sytuacji operatorzy zostały z kilkoma mniej niż idealnymi możliwościami. Mogą albo zwolnić prędkość podawania, czyli to, jak szybko materiał przechodzi przez narzędzie cięcia. Ale jeśli zrobią to za dużo, może to być niebezpieczne. Albo mogą kontynuować przy normalnej prędkości, ale wtedy narzędzia cięcia zużywają się znacznie szybciej. Oba te scenariusze są złe. Kończą się one większymi kosztami z powodu konieczności wymiany narzędzi lub wolniejszej prędkości produkcji. Ponadto utrudniają uzyskanie dokładnych wymiarów dla wyrobu. W operacjach cięcia o dużym obciążeniu chodzi nie tylko o większą moc. Potrzebny jest inteligentny system, który może dostarczyć odpowiednią ilość momentu obrotowego, niezależnie od tego, jak bardzo obciążenie zmienia się w trakcie procesu.
Przełomy inżynierskie w systemach dostarczania momentu obrotowego
Skoro widzieliśmy duży problem z momentem obrotowym w obróbce przemysłowej, przyjrzyjmy się teraz, jak nowoczesna technologia rozwiązuje ten problem. Zaawansowane centra obracające korzystają teraz z konfiguracji wirników z napędem bezpośrednim. Są one naprawdę mocne. Mogą wyprodukować ciągły moment obrotowy powyżej 2176 Nm, co jest o 68% lepsze niż w starych systemach. Te maszyny zostały również zaprojektowane tak, aby były bardzo stabilne pod względem ciepła. Nawet jeśli będą używane przez 14 godzin z rzędu do cięcia ciężkiego, moment, który produkują, pozostaje spójny w granicach ±1,5%. Ale prawdziwa innowacja tkwi w tym, jak łączą tę moc z inteligentnymi algorytmami sterującymi. Te algorytmy mogą automatycznie dostosowywać się do zmian w obciążeniu. Na przykład, jeśli materiał, który jest cięty, ma części twardsze lub mińsze niż inne, lub jeśli kształt jest naprawdę złożony, algorytmy mogą zapewnić, że formowanie strzępów, czyli sposób, w jaki materiał jest usuwany podczas cięcia, jest zawsze odpowiedni przez cały proces obróbki.
Sztywność ponownie zdefiniowana dla precyzji przy ekstremalnych obciążeniach
Wiemy, że posiadanie dużego momentu obrotowego jest ważne, ale to nie wszystko w精确nej obróbce. Budowa maszyny ma również ogromne znaczenie. Nowoczesne ciężkie centra obróbkowe mają naprawdę mocną podstawę. Są one wykonane z jednolitych odlewów podstawowych z wzorcami wzmacniającymi. Dzięki temu są wyjątkowo dobre w tłumieniu drgań. W rzeczywistości mogą osiągnąć współczynniki tłumienia drgań poniżej 2,5µm/N. Ze względu na tę mocną konstrukcję, maszyna może utrzymywać dokładność położenia narzędzia cięcia w granicach 0,008 mm, nawet przy zastosowaniu maksymalnych sił cięcia. Gdy połączysz te wysokomomentowe wirniki z nadzwyczaj sztywnymi ramami, producenci mogą wykorzystać 94% teoretycznej zdolności głębokości cięcia swoich narzędzi. To ogromny krok naprzód w porównaniu do starych, konwencjonalnych rozwiązań, gdzie mogli wykorzystywać tylko 60-70% tej zdolności.
Prawdziwy wpływ na produkcję ciężkich części
Teraz, zobaczmy, jak wszystkie te ulepszenia w dziedzinie momentu obrotowego i sztywności wpłyają na rzeczywiste procesy produkcyjne. W sektorze energetycznym, gdy pracuje się nad ciałami zaworów ważących 4 tony, centralki obracające o wysokim momencie mogą usuwać metal o 79% szybciej niż standardowe tornety CNC. Dla producentów lotniczych, którzy obrabiają wały turbin zrobione z stopów bogatych w nikiel, kombinacja większego momentu obrotowego i lepszej sztywności jest niesamowita. Zmniejsza ona błędy odchylenia narzędzi o 82%. Oznacza to, że mogą kończyć naprawdę skomplikowane geometrie w jednym ustawieniu, podczas gdy wcześniej wymagało to trzech oddzielnych operacji. Wszystkie te poprawy wydajności sumują się. Wynikają z nich zmniejszenie liczby godzin obróbki dla każdego dużego elementu o 34%. I nie tylko to, jakość wykończenia powierzchni staje się znacznie lepsza, osiągając roughness (Ra) ≤ 0,8µm, a także łatwiej spełniają wymagania dotyczące tolerancji geometrycznych.
Ochrona przyszłości operacji obróbkowych
Wreszcie, w miarę jak przemysły na całym świecie zaczynają produkować większe i bardziej złożone elementy, takie jak napęd turbin wiatrowych lub wały napędowe morskie, posiadanie technologii obrabiania z dużym momentem obrotowym staje się naprawdę ważne. Fabryki korzystające z tych zaawansowanych systemów stwierdzają, że uzyskują zwrot inwestycji o 41% szybciej niż w przypadku zakupu tradycyjnych maszyn narzędziowych. Jest to możliwe dzięki mniejszym wydatkom na narzędzia oraz możliwości produkowania większej ilości produktów w tym samym czasie. Ponadto, te systemy są bardzo elastyczne. Mogą pracować z różnymi rodzajami materiałów, od stali narzędziowej wentylowanej (45 HRC) po aluminium o wysokim zawartości krzemu, bez konieczności wielkich dostosowań. Oznacza to, że producenci mogą czuć się pewniej podczas składania ofert na duże, przydajne projekty w różnych sektorach przemysłu.