Toczenie CNC to jedna z kluczowych technologii obróbki skrawaniem, która rewolucjonizuje przemysł w wielu branżach. Dzięki połączeniu tradycyjnych metod toczenia z komputerowym sterowaniem numerycznym (CNC), proces ten zapewnia wyjątkową precyzję, powtarzalność i efektywność produkcji. W tym artykule szczegółowo omówimy wszystko, co warto wiedzieć o toczeniu CNC – od historii i procesu technologicznego, przez rodzaje toczenia i zastosowania, aż po czynniki wpływające na koszty usług.
Na czym polega toczenie CNC?
Toczenie CNC (Computerized Numerical Control) to zautomatyzowany proces obróbki skrawaniem, który polega na usuwaniu wierzchnich warstw materiału z obrabianego przedmiotu w celu nadania mu pożądanego kształtu. Obrabiany element jest wprawiany w ruch obrotowy na tokarkach CNC, podczas gdy narzędzie skrawające (nóż tokarski) przesuwa się równolegle, prostopadle lub w sposób kombinowany w stosunku do osi obrotu. Wynikiem tego procesu są elementy o kształtach walcowatych, stożkowych czy kulistych.
Przykłady produktów uzyskiwanych dzięki toczeniu CNC to na przykład:
- osie i wały napędowe,
- tuleje i pierścienie,
- śruby i nakrętki,
- cylindry i podkładki.
Jak działa tokarka CNC?
Tokarka CNC to zaawansowana maszyna wyposażona w system komputerowego sterowania. Proces toczenia CNC można podzielić na trzy główne etapy:
- Projektowanie CAD– konstruktor przygotowuje model 3D elementu w programie komputerowym.
- Programowanie CAM– model jest przetwarzany na kod sterujący tokarką.
- Obróbka CNC– maszyna wykonuje skrawanie zgodnie z zaprogramowanymi instrukcjami.
Rodzaje tokarek CNC
Istnieje wiele różnych rodzajów tokarek CNC, które można podzielić ze względu na:
Orientację wrzeciona:
- Tokarki poziome: Wrzeciono umieszczone jest poziomo, co umożliwia obróbkę długich i ciężkich przedmiotów.
- Tokarki pionowe: Wrzeciono umieszczone jest pionowo, co umożliwia obróbkę dużych i ciężkich przedmiotów o skomplikowanych kształtach.
Liczbę wrzecion:
- Tokarki jednowrzecionowe: Posiadają jedno wrzeciono, na którym mocowany jest obrabiany przedmiot.
- Tokarki wielowrzecionowe: Posiadają kilka wrzecion, co umożliwia jednoczesną obróbkę kilku przedmiotów, zwiększając wydajność produkcji.
Konstrukcję:
- Tokarki uniwersalne: Są najbardziej wszechstronnym typem tokarek, umożliwiającym wykonywanie różnych operacji toczenia.
- Tokarki specjalizowane: Są przystosowane do wykonywania specyficznych operacji toczenia, takich jak toczenie gwintów, toczenie kół zębatych lub toczenie kształtowe.
- Tokarki karuzelowe: Są stosowane do obróbki dużych i ciężkich przedmiotów o dużej średnicy.
- Tokarki rewolwerowe: Są wyposażone w rewolwerową głowicę narzędziową, umożliwiającą szybką wymianę narzędzi bez przerywania pracy tokarki.
Stopień automatyzacji:
- Tokarki CNC: Są sterowane komputerowo, co umożliwia automatyzację procesu toczenia i zwiększenie jego precyzji.
- Tokarki automatyczne: Są wyposażone w mechanizmy automatyzujące poszczególne etapy procesu toczenia, takie jak podawanie materiału, mocowanie przedmiotu i wymiana narzędzi.
Rodzaje toczenia CNC
Toczenie CNC można podzielić na kilka podstawowych rodzajów w zależności od kierunku ruchu narzędzia oraz zastosowanego procesu:
- Toczenie wzdłużne: Nóż tokarski porusza się równolegle do osi obrotu przedmiotu. Najczęściej wykonuje się je w dwóch przejściach noża – pierwsze jest definiowane jako toczenie zgrubne, a drugie – toczenie dokładne lub toczenie precyzyjne. Służy do tworzenia elementów o wydłużonym kształcie, takich jak wały, osie czy tuleje.
- Toczenie poprzeczne: Ruch narzędzia jest prostopadły do osi obrotu przedmiotu. Służy do obróbki powierzchni czołowych, np. dna cylindrów.
- Toczenie kopiowe: Nóż tokarski porusza się wzdłuż wzornika, odwzorowując jego kształt. Służy do tworzenia elementów o niestandardowych kształtach.
- Toczenie kształtowe: Narzędzie ma specjalnie ukształtowane ostrze, które nadaje obrabianemu elementowi pożądany kontur. Służy do produkcji krótkich brył obrotowych,
Parametry toczenia CNC
W procesie toczenia CNC istotne jest dobranie odpowiednich parametrów obróbki, takich jak:
- Prędkość skrawania: Prędkość, z jaką narzędzie skrawa materiał. Zależy ona od rodzaju obrabianego materiału, rodzaju narzędzia i wymagań dotyczących jakości powierzchni.
- Posuw: Prędkość, z jaką narzędzie przemieszcza się względem obrabianego przedmiotu. Wpływa on na grubość wiórów, jakość powierzchni i wydajność obróbki.
- Głębokość skrawania: Grubość warstwy materiału usuwanej podczas jednego przejścia narzędzia. Wpływa ona na siły skrawania, temperaturę obróbki i wydajność procesu.
- Rodzaj noża tokarskiego: Wybór odpowiedniego noża tokarskiego zależy od rodzaju obrabianego materiału, kształtu obrabianej powierzchni i wymagań dotyczących jakości obróbki.
- Chłodzenie i smarowanie: Chłodzenie i smarowanie są niezbędne do zapewnienia prawidłowej temperatury narzędzia i obrabianego przedmiotu podczas toczenia, a także do zmniejszenia tarcia i zużycia narzędzia.
Dobór odpowiednich parametrów toczenia ma wpływ na jakość obróbki, żywotność narzędzia i wydajność procesu.
Materiały do toczenia CNC
Toczenie CNC to wszechstronna metoda obróbki, która umożliwia precyzyjne kształtowanie różnorodnych materiałów. Wybór odpowiedniego surowca jest kluczowy dla osiągnięcia pożądanych właściwości produktu końcowego. Poniżej przedstawiamy najważniejsze informacje dotyczące materiałów wykorzystywanych w procesie toczenia CNC.
Metale i stopy metali
- Aluminium: lekkie, odporne na korozję, łatwe w obróbce. Zastosowania: motoryzacja (tuleje, wały), lotnictwo (elementy konstrukcyjne), elektronika (obudowy). Wymaga specjalnych ostrzy dla zapobiegania przywieraniu wiórów.
- Stal i stopy stali: szeroki zakres twardości i wytrzymałości, odporność na wysokie temperatury (w przypadku stali żaroodpornych). Zastosowania: narzędzia, wały, tuleje, elementy konstrukcyjne. Obróbka stali twardych wymaga narzędzi z węglika spiekanego lub ceramiki.
- Miedź i jej stopy (mosiądz, brąz): doskonała przewodność cieplna i elektryczna, odporność na korozję. Zastosowania: elektronika (styki), elementy dekoracyjne, części chemoodporne. Miedź wymaga stosowania chłodziw, aby zapobiec przegrzewaniu.
- Tytan: wytrzymały, lekki, odporny na korozję i biokompatybilny. Zastosowania: lotnictwo (części turbin), medycyna (implanty, protezy). Trudny w obróbce, wymaga niskich prędkości skrawania.
Tworzywa sztuczne
- Poliacetal (POM): sztywność, stabilność wymiarowa, odporność na zużycie. Zastosowania: przekładnie, prowadnice, łożyska.
- Polietylen (PE): lekki, odporny na ścieranie i chemikalia. Zastosowania: uszczelki, elementy rur.
- Poliwęglan (PC): przezroczystość, odporność na uderzenia. Zastosowania: osłony ochronne, elementy optyczne.
Kompozyty i inne materiały
- Włókno węglowe (CFRP): bardzo lekkie, wyjątkowo wytrzymałe. Zastosowania: lotnictwo, motoryzacja, sport wyczynowy. Trudne w obróbce, wymaga specjalistycznych narzędzi.
- Materiały ceramiczne i kompozytowe: wytrzymałość na wysokie temperatury i działanie chemikaliów. Zastosowania: przemysł lotniczy, urządzenia high-tech.
Zalety toczenia CNC
- Precyzja: możliwość uzyskania tolerancji wymiarowych nawet na poziomie mikronów.
- Powtarzalność: każdy element jest identyczny, co jest kluczowe w produkcji seryjnej.
- Optymalizacja materiału: minimalizacja strat materiałowych dzięki precyzyjnemu skrawaniu.
- Szybkość produkcji: krótszy czas realizacji dzięki automatyzacji procesu.
- Redukcja błędów: wyeliminowanie błędów ludzkich dzięki komputerowemu sterowaniu.
- Wszechstronność: obróbka różnych materiałów, od metali (stal, aluminium, miedź) po tworzywa sztuczne.
Zastosowania toczenia CNC
Toczenie CNC znajduje szerokie zastosowanie w wielu branżach dzięki swojej wszechstronności i precyzji. Oto najważniejsze obszary wykorzystania tej technologii:
- Motoryzacja: produkcja osi, wałów, tulei, cylindrów i innych części mechanicznych. Obróbka elementów zawieszenia i układów hamulcowych.
- Lotnictwo i kosmonautyka: wytwarzanie precyzyjnych detali do turbin czy silników odrzutowych. Obróbka części konstrukcji lotniczych.
- Medycyna: produkcja implantów, narzędzi chirurgicznych i elementów protez. Obróbka precyzyjnych komponentów do urządzeń diagnostycznych.
- Elektronika i automatyka: elementy do systemów sterowania, obudowy urządzeń elektronicznych. Części do robotów i maszyn przemysłowych.
- Przemysł AGD i meblowy: produkcja części do sprzętu kuchennego, takich jak wałki w mikserach. Obróbka elementów dekoracyjnych mebli.
Podsumowanie
Toczenie CNC to zaawansowana technologia obróbki skrawaniem, która dzięki precyzji, powtarzalności i wszechstronności stała się nieodzownym elementem współczesnego przemysłu. Umożliwia wytwarzanie zarówno prostych, jak i skomplikowanych komponentów z różnych materiałów, takich jak metale, tworzywa sztuczne czy kompozyty, spełniając najwyższe standardy jakości. Dzięki automatyzacji procesu i komputerowemu sterowaniu, toczenie CNC zapewnia optymalne wykorzystanie materiałów, minimalizację błędów oraz szybszą realizację zamówień. Technologia ta znajduje zastosowanie w wielu branżach, od motoryzacji i lotnictwa, przez elektronikę i medycynę, aż po produkcję przedmiotów codziennego użytku, co czyni ją fundamentem nowoczesnej produkcji przemysłowej.
Toczenie CNC - zapraszamy do kontaktu
W RADMOT oferujemy zarówno usługi frezowania CNC, usługi toczenia CNC, jak i wiele usług dodatkowych – mycie, anodowanie aluminium, znakowanie laserowe i montaż.
Skontaktuj się z nami i powiedz, czego potrzebujesz. Mamy duże doświadczenie. Usługi CNC świadczymy od niemal 40 lat. Nasza wycena jest zupełnie darmowa. A jeśli będziesz mieć wątpliwości, jaka technologia sprawdzi się u Ciebie najlepiej, nasza fachowa wiedza jest na Twoje usługi.
