Průvodce výběrem CNC frézovacího centra

Použití stroje podle charakteristiky práce:

Velkosériová práce / jednoúčelově postavený stroj: Zabýváte-li se velkosériovou výrobou, je třeba vybírat obráběcí stroj, který bude spolehlivý, a jeho pořizovací náklady nebudou příliš vysoké. Při výběru jednoúčelového CNC stroje bude nezbytná konzultace s technologem v oblasti řezných nástrojů, který určí nejefektivnější typ nástrojů pro danou práci. Podle požadavků na řezné podmínky nástrojů lze určit typ a výkon vřetene a celkově výběr obráběcího CNC stroje. U jednoúčelových CNC strojů se většinou vyrábí také upínací přípravky. Zde je potřeba dobře zvážit jaký druh upínání (mechanický, pneumatický nebo hydraulický) bude na přípravcích použit a zda obráběcí stroj umožňuje například ovládání pneumatických ventilů a podobně. Pro snížení vedlejších a neproduktivních časů se u velkosériové výroby doporučuje volit CNC centrum s paletovou výměnou, kdy upínání dílce probíhá na přípravné paletě v překrytém čase, zatímco na druhé paletě v prostoru stroje probíhá obráběcí proces.

Sériová práce: U sériové výroby jsou požadavky kladené především na spolehlivost obráběcího CNC stroje. Hlavním kritériem při výběru stroje na sériovou práci by měl být výkon vřetene a tuhost stroje, aby bylo možné dosáhnout co nejefektivnějšího obrábění v relativně krátkém čase. Protože se jedná o obráběcí stroj, který většinu času bude opakovaně vykonávat pouze jeden druh práce, nevznikají příliš vysoké požadavky na řídicí systém, ale především na uživatelské rozhraní.

Kusová práce – standardní obrobky: Vybíráte-li obráběcí CNC stroj převážně pro kusovou práci, je třeba zvážit spoustu možností. Hlavním kritériem by měla být univerzálnost obráběcího stroje a řídicí systém, který nebude pro obsluhu příliš složitý. Platí zde, že je třeba více přemýšlet nad prací samotnou, než nad tím, jakým způsobem se stroj nebo řídicí systém ovládá. Dále byste měli vybírat obráběcí CNC stroj podle rozjezdů os, kde by mělo platit, že je lépe mít rezervu, a proto je vždy vhodnější volit stroj větší.

Kusová práce – speciální obrobky (formy, letecký průmysl): U speciální kusové výroby je vždy kladen důraz na přesnost obráběcího CNC stroje, vysoké otáčky vřetene a vysokou dynamiku stroje pro rychlostní obrábění. Obráběcí CNC centra pro výrobu forem se většinou vybavují elektro-vřetenem s klimatizací, které je schopné pracovat dlouhodobě ve vysokých otáčkách a nedochází k teplotním dilatacím. Stroj by měl být vybaven optickými odměřovacími pravítky a je také doporučena teplotní kompenzace a klimatizace chladicí kapaliny. Při obrábění slitin hliníku nebo grafitu se dnes už běžně používají nástroje s diamantovým povlakem břitů. Tyto nástroje jsou konstrukčně navrženy pro vysoké řezné rychlosti (1000 – 2000 m/min). Je třeba zvolit vhodné vřeteno, zvláště u malých průměrů nástrojů můžou být požadavky na otáčky vysoké. Není-li obráběcí stroj vybaven vysokootáčkovým vřetenem ve standardní výbavě, je možné použít zrychlovací HF vřeteno a dosáhnout otáček až 80 000 ot/min.

Rychlostní nebo silové obrábění?

Při výběru vhodného obráběcího CNC centra je důležité rozhodnutí týkající se způsobu, jakým se bude na stroji obrábět. Například při volbě stroje pro hrubování odlitků nebo velkých obrobků ze surového materiálu je třeba jednoznačně zvolit silový obráběcí stroj. To znamená větší CNC frézka či CNC obráběcí centrum, ložová frézka nebo horizontální obráběcí centrum, vybavené silovým vřetenem s převodovkou a upínacím kuželem DIN ISO 50 nebo HSK-A100 či větší.

Složitější rozhodnutí může nastat při volbě univerzálního CNC stroje. Zde je potřeba mít na paměti, že velká část strojů je dnes konstrukčně řešena jako rychlostní obráběcí centra. Tyto stroje jsou postavené na vedení s lineárními ložisky a vřeteny dosahujícími přibližně 10 000 ot/min s upínacím kuželem DIN/ISO 40.  U těchto CNC strojů se setkáváme s jistým kompromisem mezi hrubováním a dokončováním. Abychom mohli tyto obráběcí CNC stroje hospodárně využívat, je důležité je zbytečně nepřetěžovat silovými nástroji. Nedoporučuje se používat větší průměry fréz než průměr ložisek vřetene. Například pro vřeteno s kuželem DIN/ISO 40 je vhodný nástroj fréza o průměru maximálně 50-60 mm. Použití větších fréz není většinou výhodné z důvodů vysokých nákladů a nízké efektivity obrábění. Správným řešením pro rychlostní obráběcí centra jsou frézy tzv. high feed, nástroje s vysokým posuvem na zub (Fz) a nižším přísuvem (Ap). Zde dochází k velkému úběru materiálu za současného snížení zátěže vřetene.

Důležité je taky poměr mezi otáčkami vřetene a kroutícím momentem. Obvyklou chybou je volba vřetene s vysokými otáčkami na úkor kroutícího momentu. U menších obráběcích center je vhodné volit maximální otáčky vřetene do 10 000 ot/min a kroutící moment přibližně 190-200 Nm. U vřeten s vysokými otáčkami může být hodnota kroutícího momentu i pod 100 Nm, což je pro běžné frézovací operace poměrně málo, na druhou stranu je také potřeba si uvědomit, že jde-li o běžné vřeteno, je jeho použití ve vysokých otáčkách omezené. Vyžadujete-li pro vaši práci vysoké otáčky vřetene, (15 000 ot/min a více) volte raději elektro-vřeteno s vysokorychlostní charakteristikou.

Správná volba technologických postupů

Častou chybou při přípravě technologie pro nový obráběcí stroj bývá také použití zastaralých a nevhodných nástrojů. Pro rychlostní obráběcí CNC centra nejsou vhodné velké průměry frézovacích hlav s neutrální nebo negativní geometrií. Není také vhodné použití velkých vrtáků nebo závitníků. Dnes existuje celá řada řešení, která zajistí hospodárné využití CNC obráběcího stroje. Proto při volbě nových nástrojů vždy přihlédněte k maximálnímu výkonu hlavního motoru, kroutícímu momentu vřetene a maximálním dosažitelným otáčkám. Poraďte se svým dodavatelem nástrojů a použijte nejvhodnější nástroje.

Pokud pro svou výrobu zvažujete pořízení nového obráběcího stroje, neváhejte se na nás obrátit. Součástí našich služeb je i profesionální servis a odborná pomoc při výběru vhodného CNC obráběcího stroje, který bude Vašim potřebám nejlépe vyhovovat!

Společnost macmatic nabízí profesionální poradenství při výběru vhodné obráběcí technologie a obráběcích strojů. V případě zájmu neváhejte kontaktovat naše obchodní oddělení.