Automaty tokarskie typu szwajcarskiego
Adobe Stock – Pixel_BWykorzystywane procesach toczenia obrabiarki można podzielić na wiele różnych typów. Wśród dostępnych maszyn ciekawą alternatywą są automaty tokarskie typu szwajcarskiego. Od tradycyjnych tokarek różnią się przede wszystkim konstrukcją i sposobem toczenia, a także możliwością wykonania precyzyjnej obróbki długich i skomplikowanych części.
- Konstrukcja automatu tokarskiego typu szwajcaskiego i sposób obróbki toczeniem przy jej użyciu
- Wysoka precyzja i duża prędkość toczenia najważniejszymi zaletami tokarki typu szwajcarskiego
- Więcej odrzutów, czyli główna wada automatu typu szwajcarskiego
- Coraz większe zainteresowanie tokarkami typu szwajcarskiego ze strony różnych branż
Procesy toczenia należą do jednych z najczęściej wykorzystywanych w obróbce skrawaniem. Duża różnorodność obrabianych przedmiotów (m.in. ze względu na wielkość czy kształt), różne wymagania co do precyzji obróbki czy wydajności tego procesu, a także inne potrzeby – niekiedy bardzo specyficzne –sprawiają, że na rynku dostępnych jest wiele typów tokarek i automatów tokarskich. Takim dość specyficznym rodzajem jest automat tokarski typu szwajcarskiego, który (ze względu na budowę i sposób obróbki) nazywany jest także automatem tokarskim wzdłużnym lub z przesuwnym wrzeciennikiem. Przy pomocy tej maszyny wykonywane są procesy toczenia elementów o podłużnym kształcie.
Budowa tokarki typu szwajcaskiego i sposób obróbki
W tradycyjnych tokarkach przedmiot, który podlega obróbce, jest umieszczany w uchwycie maszyny, a następnie jest wprawiany w ruch obrotowy. W tym czasie narzędzie skrawające, które przesuwa się w różnych kierunkach względem obrabianego przedmiotu, przeprowadza proces skrawania i nadaje detalowi pożądany kształt.
W tokarkach typu szwajcarskiego proces ten wygląda nieco inaczej. Obrabiany przedmiot jest bowiem nie tylko wprawiany w ruch obrotowy, ale jednocześnie wykonuje ruch wzdłużny (wzdłuż osi Z), natomiast narzędzie obróbcze pozostaje podczas całego procesu nieruchome.
Różnica w samym procesie toczenia jest możliwa dzięki innej konstrukcji maszyny. Ważnym elementem w tokarce wzdłużnej jest tuleja prowadząca. Obrabiany pręt, który jest mocowany wewnątrz tokarki, wychodzi z jej wrzeciona, a następnie przechodzi przez wspomnianą tuleję. Obróbce poddawana jest więc tylko ta część przedmiotu, która wystaje za tuleją prowadzącą. Takie rozwiązanie konstrukcyjne przekłada się na dużo większą sztywność obrabianego materiału, a w konsekwencji na większą dokładność procesu skrawania.
W przypadku długich prętów ważną rolę w całym procesie odgrywa również wrzeciono przechwytujące. Przede wszystkim chwyta ono obrobiony już przedmiot, zapewniając mu dodatkowe podparcie. Jednocześnie umożliwia niemal natychmiastowe rozpoczęcie obróbki drugiej strony detalu po jego odcięciu. Dzięki takiemu rozwiązaniu cały proces przebiega dużo sprawniej, a po jego zakończeniu otrzymany detal często nie wymaga już dalszej obróbki.
Większa precyzja obróbki przy użyciu tokarki typu szwajcarskiego
Wspomniana budowa automatu tokarskiego wzdłużnego z tuleją prowadzącą, która zapewnia lepsze podparcie obrabianego materiału, przekłada się na większą precyzję obróbki. W konwencjonalnej obróbce na tokarce oddziaływanie dużych sił skrawania powoduje bowiem ugięcie, drgania lub wibrowanie przedmiotu obróbki.
Im dłuższy jest obrabiany fragment (im dalej od wrzeciona tokarki przeprowadzana jest obróbka), tym te niepożądane efekty są większe. A to może nawet znacznie zmniejszyć dokładność procesu toczenia. Dlatego też w przypadku długich elementów często konieczne jest użycie dodatkowego elementu podpierającego.
W tokarce wzdłużnej rolę takiej podpórki pełni wspomniana tuleja prowadząca. Ponieważ obróbce poddawany jest tylko ten fragment detalu, który wystaje tuż za tuleję, to mimo oddziałujących na niego sił skrawania nie ugina się on albo ugina się bardzo nieznacznie.
Jeśli porównać obróbkę podobnego detalu na tokarce tradycyjnej i typu szwajcarskiego, bez wątpienia większą precyzję otrzymamy w tym drugim przypadku. Różnica będzie coraz bardziej widoczna, im mniejsza będzie średnica obrabianych przedmiotów.
Większa prędkość procesu toczenia
Duża precyzja procesu toczenia na tokarce wzdłużnej nie odbija się negatywnie na szybkości tego procesu. Co więcej, automaty typu szwajcarskiego pozwalają na skrócenie całego procesu obróbki. W przeciwieństwie bowiem do tradycyjnych tokarek CNC – ze standardowymi 3 lub 4 osiami liniowymi – automaty tokarskie mają nawet kilkanaście osi. Dzięki takiej konstrukcji możliwa jest całościowa obróbka detalu na jednej maszynie, bez konieczności korzystania z innych obrabiarek.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Oczywiście niezwykle istotna jest także dostępność wielu różnych narzędzi w maszynie. W najbardziej zaawansowanych automatach tokarskich wzdłużnych w magazynie narzędzi może znajdować się nawet kilkadziesiąt różnych narzędzi. Takie rozwiązanie eliminuje konieczność czasochłonnego przezbrajania maszyny i umożliwia przeprowadzenie różnych procesów (oprócz toczenia, także np. frezowania, wiercenia, gwintowania czy piłowania) przy jednym mocowaniu detalu. W efekcie po przeprowadzonym procesie uzyskany detal może być już gotowy do użycia bez konieczności wykonywania obróbki wykańczającej.
Więcej odrzutów, czyli główna wada automatu typu szwajcarskiego
Mimo licznych zalet obróbki na tokarce wzdłużnej nie można zapomnieć o jednej istotnej wadzie. Konstrukcja tego typu automatu tokarskiego sprawia bowiem, że pewna część końcówki materiału pozostanie nieobrobiona i będzie stanowiła odrzut. Chodzi o tę część pręta, która znajduje się wewnątrz maszyny i nie wychodzi poza tuleję prowadzącą.
Z reguły jest to odcinek o długości 20–30 cm. Tym samym, w porównaniu z większością tradycyjnych tokarek, z takiej samej ilości materiału na tokarce wzdłużnej uzyskamy mniej finalnych detali. Dla przedsiębiorstwa może to oznaczać stratę, która będzie rosnąć im droższy materiał będzie przedmiotem toczenia.
Od zegarków po precyzyjne detale
Automaty tokarskie typu szwajcarskiego, jak nietrudno się domyślić, narodziły się w Szwajcarii, gdzie początkowo były wykorzystywane przede wszystkim przez branżę zegarmistrzowską. Przez ponad 100 lat funkcjonowania tokarki te jednak ewoluowały i dziś sięgają po nie przedsiębiorstwa z wielu różnych sektorów przemysłowych.
Przede wszystkim urządzenia te są wykorzystywane do toczenia wzdłużnego przedmiotów o stosunkowo dużej długości i praktycznie dowolnej średnicy (nawet bardzo małej), które wymagają wysoce precyzyjnej obróbki. Właściwości tego typu tokarki sprawiają, że przy jej użyciu można bardzo dokładnie obrabiać nawet bardziej giętkie detale.
Poza wspomnianym przemysłem zegarmistrzowskim (w którym automaty tokarskie wzdłużne wciąż są z powodzeniem stosowane) po tego typu maszyny chętnie sięgają także producenci części dla przemysłu medycznego. W ostatnich latach widać także rosnące zainteresowanie nimi ze strony przemysłu motoryzacyjnego, elektronicznego, lotniczego czy IT – czyli wszędzie tam, gdzie niezbędne jest wykonanie procesów toczenia małych, precyzyjnych i złożonych elementów.
O Autorze
