מחרטה אוטומטית ומאפייניה. מחרטה אוטומטית מרובת צירים מחרטה אורכית עם CNC. ייצור ועיבוד חלקים במחרטות אוטומטיות

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-07 20:58

מחרטה היא מכונה מיוחדת, שעיבוד החלקים עליה מתבצע ללא השתתפות של עובד. סוג זה של ציוד יקר מהרגיל. עם זאת, הוא גם נחשב נוח יותר לשימוש. כל הפעולות במכונות כאלה מבוצעות באופן אוטומטי. העובד מפקח רק על טעינת החסר ושולט על איכות החלקים המיוצרים.

מגוון של כלי מכונות

יש כמה סוגים של ציוד כזה. ניתן לייצר חלקים במכונות אוטומטיות חד ציר או רב ציר. מבחינה מבנית, הם שונים מעט. ההבדל היחיד הוא שבציוד כמו מחרטות חד-ציריות, הסיבוב מתבצע באמצעות כלי עבודה אחד בלבד. יש כמה מהם בתכנון של מכונות מרובות ציר. לפי סוג חלקי העבודה, כל המחרטות מחולקות ל:

• חיתוך בורג;
• קרוסלה;
• הסתובבות פנים;
• סיבוב-כרסום;
• turret turning;
• פנייה אורכית.

מכונות חיתוך ברגים משמשות לביצוע כל סוגי פעולות הסיבוב, קרוסלה - לעיבוד חלקי עבודה בעלי מסה גדולה. מכונות מפנה פנים משמשות להפיכת מוצרים גליליים, חזיתיים וקוניים. ציוד כרסום משמש לעיבוד הקלה. מחרטות צריח משמשות לייצור חלקים בעלי צורה מורכבת. לגבי מה מיועדות מכונות חתך אורכי ומהן תכונות העיצוב שלהן, נדון בהרחבה להלן.

הקצאת מחרטות אוטומטיות

כמו במכונות קונבנציונליות, ציוד מסוג זה מבצע עבודות כגון:

• סיבוב אורכי של משטחים גליליים ומדרגים;
• עיבוד שפוע חיצוני;
• חריצים, פניה וכתפיים;
• חורים משעממים;
• קידוח;
• חתך חוט;
• grooving;
• פרופיל סיבוב.

תכונות עיצוב כלליות

כל המחרטות האוטומטיות והחצי אוטומטיות, כמו גם המכונות הקונבנציונליות, נועדו לפיכך להסיר חלקים מסוימים מחומר העבודה תוך כדי סיבוב האחרון. לפי התכנון, סוגים שונים של ציוד זה יכולים להשתנות מאוד. עם זאת, התכונות העיקריות עבור רוב הסוגים נפוצות. העיצוב של כל מחרטה כולל: מיטה,ראש קדמי ואחורי, כרכרה. האחרון נועד להחזיק את הכלי ולהזיז אותו בכיוון הנכון. מנגנון הזנה מיוחד אחראי על התהליך הזה.

על העמוד הראשי של ציוד כמו מחרטה אוטומטית, ציר ומנגנון שינוי מהירות מחוברים. הוא מקובע מאוד, מכיוון שהוא יכול לגרום לרעידות המועברות לחומר העבודה ולהפחית את איכות החלק המוגמר. הציר ב-headstock קבוע על מיסבים ומצויד בהתקני הידוק מיוחדים (לולאות או צ'אקים). הוא מונע על ידי מנוע חשמלי נפרד דרך תיבת הילוכים.

ניתן להשתמש במיטות במחרטות שונות (הפוכות, בצורת V, שטוחות). אלמנט מבני זה צריך להיות ממוקם בצורה מדויקת ככל האפשר. כל חריגה מובילה להפחתה משמעותית באיכות המוצרים המיוצרים.

הגב האחורי משמש לתמיכה בחלקי עבודה ארוכים בזמן הסיבוב. בדרך כלל הוא ממוקם לאורך השולחן ומקובע במיקום הנוח ביותר לייצור החלק.

מחרטות יכולות להיות אוטומטיות באמצעות בקר או התקן פיקוד מכני. ציוד מסוג זה שונה ממכונות CNC פשוטות בכך שגם חלקי העבודה במקרה זה מוזנים אוטומטית לעיבוד. ניתן לצייד מכונות CNC כאלה בנוסף.

ההבדל בין מכונות אוטומטיות למכונות קונבנציונליות

ניתן אפוא לבצע עבודות על מכונות מסוג זה כמו על ציוד סיבוב פשוט. ההבדל טמון בעובדה שהסיבוב של חלקיםבמכונות אוטומטיות זה נעשה לפי המחזור שנקבע בקפידה. במכונה קונבנציונלית, עובד, לאחר שהשלים את הייצור של חלק אחד, יכול מיד להתחיל לסובב חלק אחר. במכונה, החלפת הפקה נמשכת מספר שעות, וההכנה אליו אורכת מספר ימים.

אזור שימוש

מחרטות אוטומטיות הרבה יותר פרודוקטיביות ממכונות רגילות. מכיוון שההחלפות התכופות שלהם מובילות לאובדן זמן ייצור, ציוד זה משמש בדרך כלל בייצור בקנה מידה גדול. בנוסף, מכיוון שציוד כזה הוא די יקר, רצוי להשתמש בו רק אם יש צורך לייצר חלקים של צורות מורכבות מאוד עם מספר גדול של מעברים. לעתים קרובות מאוד, ארגונים משתמשים במכונות מיוחדות מאוד מסוג זה, המיועדות לייצור חלק אחד או קבוצה קטנה של מוצרים.

מכונות מרובי-צירים

סוג זה של ציוד מפנה אוטומטי משמש במפעלים לייצור המוני של חלקים בצורות וגדלים שונים. באופן זה, מכונות כאלה נבדלות ממכונות חד-ציר, המשמשות בעיקר לייצור מוצרים סדרתיים זהים. ישנם שני סוגים של מכונות כאלה:

• אופקי. היתרון העיקרי של מכונות כאלה הוא הנוחות של טעינת חומר המקור. לכן, הם משמשים במקום שבו נעשה שימוש בהזנת בר רציף.
• אנכי. היתרון של מכונות מרובות ציר ממגוון זה הם גדלים קטנים. מציב ציוד פנימיהסוג הזה לא דורש יותר מדי.

מחרטה אוטומטית מרובת ציר ניתן לפעמים להשתמש בייצור בקנה מידה קטן. אבל רק אם מצויד ב-CNC.

מכונות מחרטת אורכי

ציוד מסוג זה הפך לאחרונה ליותר ויותר פופולרי. מכונות מפנה אורכיות משמשות לייצור של חלקים קטנים בעיקר בעלי צורה מורכבת מאוד. תכונה ייחודית של העיצוב שלהם היא נוכחות של ראש ציר נע. סוג מהדק במכונות כאלה משמש קולט. הציר הנגדי במכונות ראש הזזה מותקן על מובילים ליניאריים בעלי דיוק גבוה.

תכונה של המכונות מהזן הזה, בין היתר, הן מידות קטנות. גם אזור העבודה שלהם אינו נרחב מדי. מכונות מסוג זה פועלות בדרך כלל במהירות גבוהה מאוד.

מחרטת הסיבוב האורכית האוטומטית יכולה לשמש בייצור המוני והמוני של חלקים. לרוב, ציוד מסוג זה משמש בתעשיות האופטיקה, החשמל וייצור מכשירים. החותכים במכונות כאלה מותקנים בקליפרים ונעים רק בכיוון האופקי. בייצור, משתמשים במכונות מפנה אורכיות, הן חד ציר והן רב ציר.

מחרטה אוטומטית מסתובבת הזזה נועדה לבצע פעולות כגון:

• צעדים מפנה;
• חריצים וחרוטים;
• משעמםחורים רדודים;
• טיפול במשטחים מעוצבים;
• שרשור פנימי וחיצוני;
• חורים זורמים;
• עקמת משטחים חיצוניים;
• חריצי כרסום עבור ברגים;
• קידוח.

משטחים במכונות אוטומטיות מסוג זה ניתנים לעיבוד שונה מאוד: חרוטי, גלילי, מדורג וכו'. כדי להרחיב את היכולות של מכונות סיבוב אורכיות, משתמשים בכל מיני מכשירים נוספים. לדוגמה, השימוש בידיות הילוכים מפחית את השחיקה של המצלמות ונעלי הדחף.

תכונות עיצוב של מכונות סיבוב אורכי

הראש של מכונות כאלה קבוע במישור העליון של המיטה. לפניו יש פלטה מיוחדת המיועדת להתקנת מכשירים נוספים. קליפר אנכי מותקן במישור העליון שלו, ומעצור מתנדנד מותקן מאחור. ציוד כמו מחרטה אורכית נשלט על ידי מערכת של זיזים וגילי זיזים קבועים במסגרת.

היתרונות העיקריים

היתרונות של מכונות מפנה אורכיות כוללים בעיקר:

• אפשרות לקבל משטחים מעוצבים וקוניים בעת שימוש בחותכים מנסרים;
• משטח מוצר מוגמר באיכות חלקה;
• אפשרות כרסום הן לאורך ציר החלק והן לרוחבואותה;
• יכולת לגלגל מספרים קטנים, סימנים ואותיות.

עיבוד חלקים במחרטות אוטומטיות מסוג זה יכול להתבצע בדיוק מירבי.

עקרון העבודה

בתהליך העיבוד, חומר המקור במכונות כאלה מקבל לא רק תנועה סיבובית, כמו במכונות קונבנציונליות, אלא גם תרגום - לאורך הציר. החותכים עצמם בציוד כגון מחרטות מוטות הזזה נעות רק בניצב למוט. הכוחות הרדיאליים הנוצרים במהלך תהליך העיבוד נקלטים במנוחה היציבה. זה מבטל כל מיני רעידות והסטות ובהתאם, מבטיח דיוק עיבוד גבוה.

מחזור התנועה של העמוד והכלים במכונות סיבוב אורכי אוטומטיות נקבע על ידי מצלמות המכוונות במיוחד לחלק הספציפי הזה. האחרונים מותקנים על פיר מיוחד, שמספר הסיבובים שלו יכול להשתנות אפילו במהירות ציר קבוע.

תחזוקה של מכונות שוויצריות

בפעולה, סוג זה של מכונה פשוט. עם זאת, כמובן, הם דורשים טיפול מסוים. לדוגמה, על מנת שמערכת הקירור תתפקד בצורה חלקה, יש צורך להחליף שמן מעת לעת. כמו כן, מומלץ לשטוף את אמבט הנוזל מדי חודש. עיצוב מערכת הקירור כולל גם פילטר, אותו יש לנקות באותה תדירות. יש לפעול לפי המלצות אלו. תיקון מחרטה הוא יקר.

מכונות CNC

כפי שכבר הוזכר, מכונות המיועדות לייצור חלקי מתכת יכולות להיות מצוידות בנוסף ב-CNC. מערכות בקרה כאלה משמשות בדרך כלל אם המחרטה האוטומטית מיועדת לייצור חלקים בייצור המוני או בקנה מידה קטן. התוכנה המשמשת ב-CNC מאפשרת:

• אוטומציה של תהליך העיבוד;
• שפר את האיכות של חלקים מעובדים;
• צמצם משמעותית את זמן התקנת המכונה.

סוגים שונים של כוננים וממירים ב-CNC משמשים דיגיטליים. הם מנועים חשמליים הפועלים על AC או DC. בעת שימוש ב-CNC, חיישנים מיוחדים מובנים בתוכנית הקינמטית של המכונה. כלי העבודה במכונות המצוידות ב-CNC משמש עמיד ככל האפשר, שכן הן פועלות במהירות ובפרודוקטיביות גבוהות מאוד. מבנה הבסיס של מכונות כאלה חייב להיות קשיח במיוחד.

CNC מכונת סיבוב אורכי רב-צירים

למעשה, התוכנה המספרית עצמה היא לא יותר ממערכת מחשב שמותקנת עליה תוכנה מיוחדת השולטת בכוננים של המכונה. בדרך כלל הציוד הסטנדרטי של מכונות CNC הוא כדלקמן:

• ציר;
• מערכת קירור;
• ציר נגדי;
• תאורה לאזור עבודה;
• חיישן פליטת מכונה;
• משתנה שרוול;
• מכשיר מיוחד לקבלת מוצרים מוגמרים;
• כלים לפנים חיצוני ופנימי;
• כלים מונעים קדמיים ורוחביים;
• מערכת ה-CNC עצמה.

מחרטות פשוטות מרובות צירים חריטה אורכית ללא CNC משמשות בעיקר לייצור המוני של מספר רב של סוגים שונים של חלקים קטנים, לרוב מקטעים ארוכים וקטנים, צורות מורכבות. האחרונים משמשים בדרך כלל כאלמנטים מבניים של ציוד רפואי ומעבדה מודרני, אלקטרוניקה, שעונים וכו'.

התקנת CNC על מכונות כאלה מאפשרת גם לייצר מספר רב של מוצרים, אבל לא זהים, אלא צורות שונות (כלומר, במנות קטנות). אוטומטים רגילים מוגדרים לרוב לייצר חלק מסוים, ורק פעם אחת. העובדה היא ש"תכנות מחדש" מכאני של סוג זה של ציוד, כפי שכבר הוזכר, הוא הליך מורכב וארוך במיוחד. זמן ההשבתה של הייצור במהלך המעבר משפיע מאוד על הרווחיות שלו. לכן, השימוש במכונות קונבנציונליות לייצור קבוצות קטנות של חלקים בצורות שונות נחשב בלתי הולם.

התקנת CNC עוזרת לפתור בעיה זו ולשלב את יתרונות המכונה עם אפשרות להרחבת מגוון המוצרים המיוצרים. אם למכונה יש מערכת בקרה מספרית, תוכל להגדיר אותה מחדשמהר מאוד. לדוגמה, החלפת מוסיף החיתוך מתבצע ישירות על המכונה עצמה מבלי להסיר את המחזיק. כדי לשנות את מהירות הסיבוב של הכלים ואת סדר עבודתם, אתה רק צריך להזין ערכים מסוימים בחלון התוכנית במחשב CNC.

ייצור חלקים במחרטות CNC: תכונות

השתתפות העובד בשימוש במכונות מסוג זה מצטמצמת למינימום. כל מה שנדרש ממומחה הוא לפקח על הפעולה החלקה של הציוד. כמובן, איכות המוצרים במקרה זה תלויה ישירות בדיוק של הגדרת המכונה. לכן, תוכניות NC חייבות להיות מתחשבות ככל האפשר.

המשימה העיקרית של אותן תעשיות המשתמשות בציוד כגון מחרטות CNC אוטומטיות של חריטה אורכית היא לייצר חלקים עם פרמטרים מוגדרים במדויק ובמקביל בעלות נמוכה. הסורגים המשמשים כחומר מוצא במכונות כאלה בדרך כלל אינם בעלי צורה גיאומטרית במיוחד (אפילו מכוילת). במקרה זה, ניתן להעביר בקלות את כל השגיאות ואי הדיוקים לחלק המוגמר. אחרי הכל, כלי עבודה, כמובן, אינם יכולים לשנות באופן שרירותי את מיקומם או את מהירות הסיבוב שלהם ללא התערבות אנושית. תכונה זו של חיתוך במכונות אוטומטיות נקראת "תורשה" והיא הבעיה העיקרית עבור מתכנתים טכניים של ארגונים. זה נפתר בדרך כלל על ידי הפחתת מהירות מצבי העיבוד לאורך כל אורך החיתוך. מה שכמובן מוביל לעלייה בעלות המוצרים עקב עלייה בעלויות הזמן.

בינתיים, ניתן להיפטר מ"תורשה" בהפסדים מינימליים באמצעות תוכנות מיוחדות ליישום CNC מודרניות שפותחו תוך התחשבות במאפיינים הדינמיים של מערכת העיבוד הקובעים אותה. השימוש בהם מאפשר לך להגדיר את מצב החיתוך המדויק ביותר עם הפחתת אובדן הזמן ביותר מפעמיים.

מותגים מובילים

לכן, ההתאמה הנכונה של המחרטה מסוג שוויצרי באמצעות תוכניות CNC מאפשרת להפוך את ייצור החלקים הקטנים לחסכוני ככל האפשר. אבל כמובן, רק אם הציוד עצמו איכותי. תיקון מכונות מחרטות אורכיות אוטומטיות עם CNC מורכב, יקר וגוזל זמן רב. לכן, הבחירה במכונות כאלה היא עניין רציני ואחראי מאוד.

כאשר קונים ציוד כמו מחרטה אוטומטית, קודם כל כדאי לשים לב ליצרן שלה. לדוגמה, מכונות חריטה אורכיות רב-צירים CNC של המותגים הבאים ראויות לביקורות טובות:

• Tornos של סדרת MultiSwiss.
• LA155F30.
• HJM SQC38.

מכונות טורנוס

היתרונות של סדרת המכונות MultiSwiss כוללים, קודם כל, פרודוקטיביות גבוהה ועיצוב פשוט יחסית. מחרטת CNC רב-צירי של Tornos היא די קלה ומהירה להגדרה ולהגדרה מחדש. על מנת לעבוד על מכונה כזו, אינך צריך להיות מומחה במכונות רב-צירים. לִשְׁלוֹטמיוצר כולו על ידי CNC. המאפיינים הטכניים של המכונות של קו זה מוצגים בטבלה.

פרמטר	משמעות
מספר נושאי כלים	7 יחידות
קוטר בר מרבי	14mm
אורך חלק עבודה מקסימלי	40mm
מספר צירים	6 יחידות
מהירות ציר מרבית	8000 rpm
Power	5.6 קילוואט
מומנט מרבי	7.5 Nm
מספר צירים נגדיים	1 יחידות
מהירות ציר נגדית מרבית	8000 rpm
כוח של ציר הנגד	5 קילוואט
מערכת CNC	Fanuc
משקל המכונה	7000 kg
Dimensions	1440x5920x2120mm

LA155F30 models

מחרטות אוטומטיות שלוש-צירים של מותג זה שייכות לדרגת הדיוק "B". היתרונות העיקריים של מכונות LA155F30 הם אמינות וחיי שירות ארוכים. גם אחרי הרבה זמןשימוש במכונות אלו מאפשר לך לעבד חלקים בדיוק מירבי. בנוסף, מכונות LA155F30 אינן יקרות מדי וניתנות לתחזוקה.

המאפיינים של מחרטות אוטומטיות של יצרן זה הן כדלקמן:

• קוטר של פס מעובד מינימום/מקסימום - 6/16 מ"מ;
• אורך מוצר מרבי - 160 מ"מ;
• מהירות ציר ראשי - 80-8000 סל"ד;
• הספק מנוע חשמלי - 5.5 קילוואט;
• משקל מכונה - 2270 ק"ג;
• מידות עם קבצים מצורפים - 5600x900x1720 מ"מ.

HJM SQC38 מכונות

המחרטה האוטומטית מרובת הצירים של המותג הזה מבטיחה גם דיוק מרבי בעיבוד חלקים. ציוד זה מיועד לעיבוד מהיר של חלקים (חריטה אורכית וכרסום). להלן המפרטים של HJM SQC38.

פרמטר	משמעות
מספר כלים מונעים	6 יחידות
קוטר בר מרבי	38mm
אורך מוצר מקסימלי	210mm
מהירות כלי הכונן	4000 rpm
מהירות ציר	8000 rpm
משקל מכונה	4500 kg
Dimensions	2100x1450x1700 מ"מ

מסקנה

לכן, מכונות חריטה אורכיות מסוג CNC מודרניות הן ציוד מאוד נוח, פרודוקטיבי וברוב המקרים אמין. הדבר החשוב ביותר בתפעול שלו הוא להשתמש בתוכנה המתחשבת ביותר. זה יגדיל את הרווחיות של הייצור ויפיק מוצרים איכותיים עם מידות מדויקות.