Hvad er en CNC drejebænk? Definition, nøglekomponenter, typer og applikationer

Et stålservicecenter, der har brug for 600 identiske aksler, hver drejet til en diametertolerance på ±0,01 mm, står over for en ligetil beslutning: Stol på dømmekraften fra flere dygtige maskinmestre og accepter del-til-del-variation, eller sæt jobbet på en CNC-drejebænk og lad et program holde størrelsen for hele skiftet. Det korte svar på spørgsmålet er dette: en CNC-drejemaskine er en computerstyret drejemaskine, der spinder et emne om sin egen akse, mens et fast skæreværktøj følger programmerede baner for at fjerne materiale. Det arrangement, en roterende del og et stationært værktøj, er kendt som drejning, og det er fortsat den mest effektive måde at fremstille runde komponenter på såsom aksler, skiver, bøsninger, bøsninger og, i tung industri, møllevalser, der vejer flere tons.

Hvad er en CNC drejebænk egentlig?

CNC står for Computer Numerical Kontrol. På en drejebænk spændes emnet i en spændepatron eller spændetang på spindlen og drejes med en programmeret hastighed, mens skæreværktøjet føres langs to primærakser: X, som styrer diameteren, og Z, som styrer længden. Maskinen udfører et delprogram, normalt skrevet i G-kode, og servomotorer med positionsfeedback flytter værktøjet til koordinater opløst til hundrededele eller endda tusindedele af en millimeter.

Den definerende detalje er, hvad der roterer. På en drejebænk drejer emnet; på en fræsemaskine drejer værktøjet. Denne opdeling forklarer, hvorfor drejebænke ejer markedet for runde dele, og møllerne dominerer prismatiske dele. Moderne maskiner slører linjen lidt: Tilføjelse af levende værktøj og en C-akse til spindlen skaber en mølledrejebænk, der kan bore krydshuller, skære flade og fræse sekskantede profiler uden at fjerne delen fra patronen.

Selve teknologien er moden. Numerisk kontrol opstod i 1950'erne og computerstyring spredte sig gennem 1970'erne og 1980'erne; Det, der har ændret sig siden, er omkostninger, kontrolanvendelighed og pålideligheden af ​​feedbackkomponenter. Resultatet er, at butikker af næsten enhver størrelse nu kører CNC-drejebænke i timevis, mens én operatør ser flere maskiner.

Hovedkomponenterne, del for del

Hver CNC drejebænk, fra en kompakt bænk-top enhed til en tredive tons rulledrejebænk, er samlet fra de samme kernegrupper:

• Headstock: huser spindlen, drivmotoren og gearingen; den her monterede spændepatron eller spændetang griber fat i emnet
  • Spindelboring: gør det muligt for langt stangmateriale at trænge igennem til stangfodret arbejde
  • Chuckkæber: Klem en stang fast ved dens udvendige diameter eller en ring ved dens boring, når den vendes om
• Seng og føringsveje: den strukturelle rygrad; stivhed her bestemmer, hvor tungt et snit maskinen vil tåle
  • Skrå seng: spåner falder fri af arbejdszonen; almindelig på hurtige, mellemstore drejebænke
  • Flad seng: Det traditionelle layout foretrækkes stadig på store, kraftige maskiner
• Vogn og tværslæde: Bær værktøjsstolpen eller tårnet, som automatisk indekserer flere værktøjer til skæreposition
• Bagstamme: understøtter den frie ende af lange eller slanke emner for at forhindre afbøjning
• CNC styreenhed: læser programmet, interpolerer værktøjsstien og styrer servomotorerne
• Kølevæskesystem og spånhåndtering: Skyl varme og spåner ud af skærezonen

Operationer en CNC drejebænk udfører

Én maskine dækker det meste drejearbejde, fordi tårnet bytter værktøj automatisk, og slæderne kan følge enhver programmeret vej. Standardoperationerne er:

1. Lige og konisk drejning: Reduktion af den udvendige diameter langs en cylinder eller en kontrolleret vinkel
2. Beklædning: skæring af flade overflader vinkelret på aksen, normalt i enderne af delen
3. Boring og boring: skabe og forstørre indvendige huller på spindelens midterlinje
4. Rilning og opskæring: skæring af smalle kanaler eller adskillelse af den færdige del fra stangen
5. Gevindskæring: enkeltpunktsskæring af indvendigt og udvendigt gevind i en defineret stigning
6. Riflning: at trykke et grebsmønster ind i håndtag, beslag og dorne
7. Konturdrejning: efter en programmeret profil, hvilket er hvordan kroner, radier og komplekse rulleriller fremstilles

Typer af CNC drejebænke og hvordan de adskiller sig

Vælg efter antal akser

En 2-akset drejebænk, der kun bevæger X og Z, klarer de fleste drejeopgaver. Tilføjelse af levende værktøj og en C-akse producerer en 3-akset mølle-drejemaskine, der er i stand til at krydsbore og fræse. En sub-spindel flytter delen til en anden spindel til bagbearbejdning, og konfigurationer med fire eller flere akser tillader samtidig multiværktøjsskæring på stort arbejde.

Vandret eller lodret

Vandrette drejebænke er standardlayoutet. Lodrette drejebænke, hvor spindlen peger opad, og delen ligger fladt på et roterende bord, passer til store, tunge skiver såsom flanger, svinghjul og bremserotorer, fordi tyngdekraften sætter delen i stedet for at hænge dens fulde vægt på spændepatronkæberne.

Heavy-Duty og Special-Purpose platforme

I den tunge ende er maskiner bygget op omkring emnet i stedet for kataloget. Kraftige vandrette drejebænke parsvinger målt i hundredvis af millimeter med afstande mellem centre på 3.500 mm og derover, massive støbte lejer og stabile hviler, der bærer emner, der vejer flere tons. Maskiner i denne klasse eksisterer, fordi en standard drejebænk, uanset hvor nøjagtig den end er, aldrig var stiv nok til de snit, som store smedegods kræver.

Kraftig CNC-rulledrejebænk Tekniske parametre Se produkt →

CNC drejebænk vs manuel drejebænk

Den praktiske forskel viser sig i repeterbarhed og i hvor værdien bor: En manuel drejebænk belønner operatørens hænder, mens en CNC drejebænk belønner programmet og maskinens stivhed. Som tommelfingerregel for almindeligt stålarbejde holder dygtig manuel drejning omkring ±0,05 mm, mens en sund CNC drejebænk holder ±0,01 mm eller bedre og gentager det på artikelnummer 600 lige så trofast som på artikelnummer 1.

Hvor kraftige CNC-drejebænke tjener deres behold: Rullebearbejdning

Stålvalseværker viser, hvad en produktionsdrejebænk har for at overleve. Arbejdsruller og støtteruller mister diameter og udvikler slidmønstre, der skal vendes igen efter en tidsplan. Armeringsjernsvalser bærer halvmåneriller og ribbekonturer, der skal skæres om nøjagtigt, efterhånden som de slides, og valsetrådsmøller kører valseringe, der har brug for ensartet diameter på tværs af hele ringfladen.

Intet af dette minder om job-shop-drejning. Disse emner er lange, tunge og hårde ved værktøj, og de eksponerer enhver maskine med et let leje, hvilket er grunden til, at rullespecifikke CNC-drejebænke overhovedet findes: forstærkede lejer, overdimensionerede gynger, stabile hviler vurderet i tons, og kontroller, der er indstillet til store diametre og langsomme, kraftige snit. En specialbygget CNC-rulledrejebænk er konfigureret til præcis denne arbejdscyklus, og købere, der sammenligner dedikerede maskiner til rulleringe, kan starte med årsagerne til, at en CNC-rulle-drejebænk har fået sin egen kategori.

Højeffektiv CNC rulle drejebænk Tekniske parametre Se produkt →

Når det samme emne også har brug for fræsede riller i stedet for ren drejning, skærer kombinerede fræsevalseplatforme begge funktioner i én opsætning, hvilket betyder noget, fordi genspænding af en multi-tons rulle mellem operationer risikerer både nøjagtighed og tid.

Hvad skal du tjekke før du køber

Specifikationer betyder kun noget, når de er matchet til dine dele. Gennemfør tjeklisten i denne rækkefølge:

1. Sving over sengen og afstand mellem centre: den største diameter og længde, maskinen fysisk kan acceptere, kontrolleret i forhold til din største strømstyrke og planlagte arbejdsemne
2. Spindelboring og spændepatronstørrelse: stangkapacitet til gennemspindelarbejde og kæbeområde til spændepatronarbejde
3. Stivhed: maskinvægt og sengekonstruktion er ærlige indikatorer; en tung støbt base absorberer vibrationerne fra dybe snit
4. Nøjagtighed: Bed om positioneringsnøjagtighed og repeterbarhed som separate figurer, og spørg, hvordan de blev testet
5. Spindelhastighed og drejningsmoment: høj hastighed giver fin finish, mens lavhastighedsmoment tjener kraftige snit på store diametre
6. Kontrolsystem: Bekræft dokumenteret programmering, CAM-kompatibilitet og servicesupport i dit område
7. Reservedele og service: bekræft tilgængeligheden af reservedele før underskrivelse, fordi sliddele såsom spændepatronkæber, tætninger og afdækninger bestemmer oppetiden år senere

Sikkerhed hører til på samme liste. Fuld afskærmning, låste døre og uddannede operatører bør være en del af købet snarere end en eftertanke, og købere af rullemaskiner kan gennemgå, hvordan man kan forbedre driftssikkerheden af ​​CNC-rulledrejebænke, før de idriftsætter en tung maskine.

Det samme ræsonnement gør sig gældende, når den ene del skal både drejes og fræses. En præcisionsmølle-rulle drejebænk, der udfører begge operationer i en enkelt opsætning, fjerner opretningsrisikoen ved at flytte en tung komponent mellem maskiner, og den betaler ofte prisforskellen tilbage inden for det første år gennem reduceret håndtering og færre kasserede dele.

Bundlinjen

En CNC-drejebænk handler om tre ting, der arbejder sammen: en spindel, der spinder arbejdet, servodrevne glider, der placerer stationære værktøjer uden drift, og en kontrol, der holder den programmerede bane fra den første del til den sidste. Vælg en 2-akset maskine til ligetil runde dele, tilføj strømførende værktøj, når funktionerne mangedobles, og gå op til kraftige, rullespecifikke platforme, når delene vejer tons, og tolerancerne stadig aflæses i hundrededele af en millimeter. Match maskinen til arbejdsemnet først og brochuren dernæst, og investeringen vil vende tilbage i partier, der kommer fra maskinen i samme størrelse, hver gang.