Rodzaje obrabiarek przemysłowych

Metal to materiał powszechnie stosowany do produkcji wielu wyrobów, zarówno części maszyn, jak i przedmiotów codziennego użytku. Za sprawą swoich właściwości użytkowych – m.in. wytrzymałości na obciążenia mechaniczne, sprężystości, zdolności do dobrego przewodzenia ciepła oraz prądu elektrycznego, a także łatwości obróbki, metal jest niezastąpionym surowcem w przemyśle.

Jednak precyzyjna obróbka metalu wymaga stosowania odpowiednich urządzeń, które umożliwią uzyskanie detali o założonym kształcie i charakterystyce. Wśród maszyn pozwalających na przygotowywanie różnego rodzaju części metalowych, najważniejszą rolę odgrywają przemysłowe obrabiarki do metalu. Przekonajmy się, jakie są ich zastosowania i kiedy są wykorzystywane.

 

Mechaniczna obróbka metalu

Wykonywanie części i detali z metalu jest możliwe dzięki różnym typom obróbki. One dają możliwość nie tylko swobodnego kształtowania materiału, ale również zmiany jego właściwości fizyko-chemicznych. Do najczęściej wykorzystywanych metod pracy z metalem należy obróbka cieplna, plastyczna, chemiczna oraz ubytkowa. Metody termiczne oraz chemiczne są stosowane głównie przy wykonywaniu półproduktów – odlewaniu, kuciu, walcowaniu powstających z metalu prętów, kształtowników czy blach, a także przy poprawie ich charakterystyki, np. przez hartowanie czy nasycanie różnymi pierwiastkami zmieniającymi parametry użytkowe metalu.

Metody termiczne i chemiczne sprawdzają się doskonale do poprawiania cech gotowego produktu, jednak do wcześniejszego ukształtowania niezbędne jest stosowanie metod obróbki plastycznej i ubytkowej.

Obróbka plastyczna jest jednym z ważniejszych etapów przygotowania materiału do dalszego przetwarzania. W jej ramach zwykle tnie się materiał na fragmenty, które będą dalej kształtowane, lub odcina się z nich element o potrzebnych w danym zastosowaniu wymiarach.

Cięcie metalu może być wykonywane na różne sposoby, zarówno przy użyciu wysokiej temperatury (np. palnikiem gazowym lub laserem), obróbki ściernej (np. cięcie strumieniem wody), jak i mechaniczne, za pomocą narzędzia o większej twardości, które narusza strukturę materiału dzięki wywieraniu odpowiedniego nacisku. W zastosowaniach przemysłowych jednymi z najpowszechniej używanych maszyn pozwalających na cięcie metalu są przecinarki taśmowe.

Kształtowanie metalu jest najczęściej realizowane za pomocą różnych odmian obróbki ubytkowej. Polega ona na usuwaniu części metalu, tzw. naddatku, aż do momentu, gdy obrabiany detal uzyska odpowiednie przy danym zastosowaniu wymiary. Podczas różnych metod obróbki ubytkowej z materiału odspajane są kolejne wióry. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu powierzchni tnących o większej twardości niż obrabiany materiał.

Urządzenia wykorzystywane do obróbki skrawaniem to tokarki, frezerki, a także wiertarki oraz dłutownice.

 

Przecinarki taśmowe do metalu

Przecinarki taśmowe do metalu wykorzystują ruch posuwisty taśmy, która jest przesuwana dzięki dwóm kołom, które regulują jej napięcie jednocześnie ją napędzając. Przecinarki pracują przeważnie wykonując cięcia prostopadłe lub cięcia pod pod kątem,dostępne również urządzenia pracujące wyłącznie prostopadle. Produkuje się zarówno modele grawitacyjne, gdzie cięcie następuje dzięki opadaniu ramienia przecinarki pod własnym ciężarem, jak i automatyczne, gdzie ruch ramienia oraz posuw ciętego materiału jest realizowany dzięki mechanizmowi sterowanemu siłownikami.

Przy wykorzystaniu przecinarki taśmowej można ciąć materiały różnego rodzaju. W zależności od używanej przecinarki taśmowej oraz jej wyposażenia można obsługiwać zarówno pojedyncze elementy, np. pręty o różnych przekrojach, płaskowniki, profile czy rury, jak i całe ich pakiety obejmujące po kilka sztuk.

Przecinarki taśmowe dają możliwość bardzo wydajnego cięcia dużej liczby elementów przy bardzo zadawalającej dokładności. Niewielka szerokość szczeliny oraz brak oddziaływań termicznych na strukturę materiału to kolejne zalety przecinarek taśmowych.

 

Tokarki

Tokarki to obrabiarki, które pozwalają na uzyskiwanie wszystkich kształtów powstałych przez obrót dowolnej bryły geometrycznej lub krzywej. W przypadku urządzeń tego typu obrabiany kawałek materiału jest umieszczany w specjalnych kłach dwóch elementów podtrzymujących – wrzeciona i konika albo szczękach zaciskowch w uchwytach tokarskich zakładanych następnie na wrzeciono, po czym wprawiany w ruch obrotowy. Odpowiedni kształt jest nadawany za pomocą przesuwanego narzędzia w postaci noża tokarskiego. Jego ostrze jest wykonane z materiału o większej sztywności, np. stali szybkotnącej albo specjalnych spieków ceramicznych.

Nóż tokarski jest przesuwany wzdłuż osi obrotu materiału lub w płaszczyźnie, która jest do niej prostopadła. Przez przemieszczanie noża z obracającego się materiału są oddzielane kolejne wióry, aż do uzyskania założonych wymiarów i kształtu.

Przy pomocy odpowiedniego doboru noży tokarskich i sposobu ich prowadzenia można uzyskiwać niemal dowolne kształty od linii łamanych, przez krzywizny, stożki czy kształty kuliste. Poza obróbką zewnętrznej strony obracającego się materiału możliwe jest również wytaczanie lub wiercenie, czyli kształtowanie jego wewnętrznych powierzchni, np. przy wykonywaniu tulei lub wierceniu otworów

Tokarki są produkowane zarówno ze sterowaniem ręcznym jak i cyfrowym (CNC) W pierwszym przypadku, za przesuwanie noża (posuw wzdłużny i poprzeczny) odpowiada operator poprzez przesterowanie odpowiednich pokręteł i dźwigni uzyskując założony konstrukcyjnie kształt detalu. W tokarkach sterowanych cyfrowo  (CNC za precyzyjne pozycjonowanie ostrza narzędzia poprzez program CAM odpowiadają automatyka w postaci czujników położenia oraz specjalnych precyzyjnych mechanizmów wewnętrznych maszyny zintegrowanych z silnikami napędowymi przemieszczającymi narzędzie.

Przy pomocy tokarek można wykonywać m.in. różnego rodzaju wałki czy wrzeciona, a także przygotowywać elementy do dalszej obróbki.

 

Frezarki

Frezarki to maszyny, dzięki którym można wykonać elementy o bardzo złożonych kształtach. Obrabiarki tego rodzaju charakteryzują się tym, że formowany materiał jest unieruchomiony, a w ruch obrotowy jest wprawiane używane narzędzie, czyli frez. Wirujący frez może być zwykle przemieszczany w trzech osiach, a nierzadko również pochylany pod rozmaitymi kątami.

Frezy mają różną budowę. Produkowane są narzędzia, w których powierzchnią roboczą jest powierzchnia boczna , jak również takie, gdzie płaszczyzną roboczą jest czoło frezu. Oferowane są również frezy stanowiące połączenie tych dwóch możliwości, czyli narzędzia czołowo-boczne.

Frezy boczne poruszają się tak, że oś ich obrotu jest prostopadła do obrabianej powierzchni, a w przypadku frezów czołowych równoległa do niej. Ostrza frezów mogą mieć różną geometrię, a tym samym pozwalać na uzyskiwanie różnych krzywizn czy linii łamanych.

Frezarki, podobnie do tokarek, są oferowane w wersjach sterowanych manualnie bądź numerycznie (CNC).

Przy użyciu frezarki wraz z odpowiednio dobranymi narzędziami jakimi są frezy można wykonać niemal dowolny detal, od korpusu lub obudowy urządzenia po koła zębate i pasowe, korbowody czy ramiona.

 

Dłutownice

Dłutownice to urządzenia, które umożliwiają specyficzny rodzaj obróbki wiórowej. W ich przypadku dłutak, zwany nożem dłutowniczym, wykonuje ruch posuwisto-zwrotny z góry na dół, odspajając wiór. Efektem tego działania jest utworzony rowek o jednakowym profilu biegnący przez całą długość obrabianego materiału.. Ta metoda może być stosowana przy nacinaniu wielowypustów, rowków przeznaczonych do osadzania klinów lub żłobienia kanałów w otworach o rozmaitym przekroju w zależności od kształtu narzędzia

Dłutownice mogą być również wykorzystywane do wykonywania kół zębatych metodą obwiedniową. W tym przypadku używane są tzw. noże Fellowsa. Te narzędzia służą do nacinania uzębienia w taki sposób, że po każdorazowym dłutowaniu obrabiany materiał jest dodatkowo obracany, podobnie jak samo narzędzie.