W tym artykule
Tokarka pozioma obraca przedmiot obrabiany wokół poziomej osi wrzeciona. Tokarka pionowa obraca go wokół osi pionowej. Różnica ta zmienia sposób, w jaki przedmiot jest podpierany, obciążany i prezentowany narzędziom; nie określa jednak, która z maszyn wykona część o większej dokładności.
Szeroki pierścień i długi wał stawiają różne pytania dotyczące ich podparcia. Zaczynając od ich masy, proporcji oraz dostępnych powierzchni chwytu, porównaj możliwe konfiguracje maszyn do obróbki.
Postępuj zgodnie z osią obrotu przedmiotu obrabianego
W zwykłym toczeniu wrzeciono obraca przedmiot obrabiany, podczas gdy narzędzie posuwa się w jego kierunku. Oba ustawienia pozwalają na toczenie średnic, toczenie czołowe powierzchni oraz wytaczanie otworów przy zastosowaniu odpowiednich narzędzi. Przewodnik po operacjach tokarskich wyjaśnia te zadania skrawające; zmiana orientacji wrzeciona wpływa na ich fizyczne rozmieszczenie.
Wsparcie i obciążenie często decydują o użytecznym ułożeniu
Na konwencjonalnym pionowym tokarzu do toczenia z uchwytem umieszczonym pod obrabianą częścią szeroka surowa blacha może spoczywać na poziomej powierzchni podporowej. Jej ciężar wspomaga przyleganie do tej powierzchni. W broszurze serii VTM firmy Okuma opisano tę zaletę w odniesieniu do łożysk o dużym średnicy oraz kołnierzy. Część nadal wymaga odpowiedniego zlokalizowania i zabezpieczenia przed obciążeniami tnącymi oraz obciążeniami obrotowymi; siła grawitacji nie zastępuje uchwytu.
Na tokarce poziomej imak lub trzpień zaciskowy mocuje przedmiot obrabiany z jednej strony. Dłuższy wał może wymagać wspornika tylnego (centra tylnego) lub dodatkowego podparcia wzdłuż jego długości. Załadunek i wycentrowanie ciężkiego półfabrykatu wymagają również praktycznego rozwiązania do obsługi. Z kolei podawanie prętów może być wygodne przy powtarzalnych częściach odpowiednich do tej metody, o ile zamontowane wrzecio, uchwyty i podajnik umożliwiają taką ścieżkę obróbki.
Samą długość nie można traktować jako decydującego czynnika. Sekcja między punktem skrawania a jego podporami determinuje w dużej mierze sztywność. Wyjaśnienie ugięcia cienkich wałów pokazuje, dlaczego podpora końcowa nie zapewnia sztywności każdej rozpiętości.
Toczenie pionowe obejmuje więcej niż tylko stół umieszczony pod obrabianą częścią
Pionowe wrzeciono odwrócone mocuje przedmiot obrabiany od góry. Układ VSC firmy EMAG, na przykład, umieszcza wrzecio robocze nad przedmiotem obrabianym, a narzędzia – poniżej. Skierowana w dół strefa robocza zapewnia odprowadzanie wiórków inną ścieżką niż przy górnej wnęce skierowanej ku górze. Rzeczywista geometria oraz system zarządzania wiórkami nadal decydują o tym, co jest skutecznie usuwane.
Niektóre pionowe maszyny do podnoszenia części wykorzystują również wrzeciono do załadunku elementów z systemu transferowego. Ta funkcja automatyzacji wynika z konkretnego rozwiązania konstrukcyjnego. Nie wynika ona w sposób domyślny z określenia „pionowy”.
Nie ogranicza się również do krótkich tarcz toczenie pionowe. EMAG dokumentuje maszyny do toczenia wałów w pozycji pionowej wyposażone w wrzeciono robocze, uchwyt przeciwwrzecionowy oraz wieże narzędziowe. Nawet wtedy, gdy wał jest ustawiony pionowo, kluczowymi zagadnieniami pozostają jego podparcie i dostęp do niego.
Porównaj zaproponowane ustawienia obróbkowe dla tej samej części
| Część lub potrzeba produkcyjna | Użyteczne porównanie początkowe | Sprawdź przed wybraniem |
|---|---|---|
| Szeroka, ciężka pierścieniowa tarcza lub kołnierz | Pionowe versus poziome chwytanie u dołu stołu | Powierzchnia oporowa, otwór do podnoszenia, masa i obracający się zasięg |
| Długi wał z cienkimi odcinkami | Obsługiwane toczenie wałów poziomych w porównaniu z toczeniem wałów pionowych dedykowanych konkretnym zastosowiom | Lokalizacje podparć, smukłe rozpiętości i dostęp narzędzi |
| Krótkie części w powtarzalnej produkcji | Zasilanie prętami lub załadowanie od przodu w układzie poziomym w porównaniu do pozycji pionowej | Forma magazynowa, długość chwytu, załadunek i obróbka drugiego końca |
| Cienki pierścień lub tuleja | Alternatywne metody zamocowania przedmiotu obrabianego w obu orientacjach | Odkształcenie spowodowane zaciskaniem i określony warunek kontroli |
Żadna z orientacji nie ujawnia automatycznie powierzchni chwyconej ani nie kończy obu końców. Określ, które powierzchnie kończy każdy układ i w jaki sposób detal jest zlokalizowany po przeniesieniu. Otwory lub płaszczyzny wtórne wymagają również odpowiednich narzędzi napędzanych, osi lub osobnej operacji.
Porównanie maszyn powinno obejmować rzeczywisty półwytwór, uchwyty, dostęp narzędzi oraz trasę obsługi. Znamionowa średnica, wysokość i obciążenie to osobne ograniczenia; spełnienie jednego z nich nie oznacza, że cały układ mieści się w maszynie. Porównaj pełną trasę obsługi dla wymaganej ilości części, w tym przygotowanie i przemieszczenia.
Dla przeglądu toczenia CNC dostarcz rysunek gotowego wyrobu oraz wszelkie znane wymiary surowca lub jego masę. Zaznacz dopuszczalne powierzchnie chwytu, funkcjonalne otwory i powierzchnie czołowe oraz wymagania dotyczące kontroli jakości. Te szczegóły umożliwiają wyjaśnienie zaproponowanej orientacji części w oparciu o jej konstrukcję.
Najczęściej zadawane pytania
Czy tokarka pionowa jest tym samym co frezarka pionowa?
Nie. W zwykłym toczeniu pionowym obrabiany przedmiot zapewnia obroty tnące. Pionowy centrum frezarskie obraca frez. Maszyny wielozadaniowe mogą łączyć operacje, dlatego należy sprawdzić zainstalowane funkcje, a nie tylko nazwę maszyny.
Czy pochyła postać (slant bed) sprawia, że tokarka staje się pionowa?
Nie. Nachylenie łóżka i orientacja wrzeciona roboczego to różne cechy. Tokarka z nachylonym łóżkiem może nadal mieć poziomą oś wrzeciona roboczego.
Czy istnieje stała średnica, przy której część musi zostać przesunięta do toczenia pionowego?
Nie. Zakresy maszyn się nakładają, a średnica nie opisuje masy, długości, powierzchni chwytu ani wymaganych operacji. Porównaj pełny zaproponowany układ zamiast stosować uniwersalny próg średnicy.
Źródła techniczne
MIT OpenCourseWare, Tokarka, opis obrotu przedmiotu obrabianego i podparcia od strony suwaka tylnego. Okuma, Seria VTM: duże pionowe maszyny wielozadaniowe, kwiecień 2020, układ wrzeciona oraz omówienie obciążeń pionowych. EMAG, Tokarki CNC, konfiguracje VL i VSC; oraz Pionowy ośrodek tokarski do wałów: 4-osiowa obróbka wałów wirników, wałów przekładni i innych, 16 marca 2021. Hurco, Konstrukcja łóżka tokarki CNC: rzeczywiste nachylenie vs płaskie łóżko typu „latający klin” oraz Zakup tokarki CNC? Oto, co warto wiedzieć i rozważyć.
