Valce patria medzi mechanicky najnáročnejšie komponenty v priemyselnej výrobe – musia udržiavať presnú geometriu pri nepretržitom zaťažení, odolávať únave povrchu počas miliónov cyklov a dodržiavať rozmerové tolerancie, ktoré priamo určujú výkon systémov, ktorým slúžia. Či už ide o tlačiarenský stroj, valcovňu ocele, papierenský stroj, textilný kalander alebo dopravníkový systém, kvalita valca začína a končí pri stroji, ktorý ho spracováva. CNC stroj na spracovanie valcov s sa stali výrobným štandardom práve preto, že ručné alebo konvenčné obrábanie nemôže dôsledne poskytovať povrchovú úpravu, rozmerovú presnosť a geometrickú správnosť, ktoré si vyžadujú moderné aplikácie valcov. Tento článok skúma, ako tieto stroje fungujú, aké konfigurácie existujú, aké špecifikácie sú dôležité a ako pristupovať k procesu výberu s jasnosťou, ktorú si významná kapitálová investícia zaslúži.
CNC valčekový obrábací stroj je účelový alebo silne prispôsobený CNC obrábací stroj určený na vykonávanie jednej alebo viacerých operácií na valcových valcových obrobkoch – zvyčajne sústruženie, brúsenie, frézovanie, vŕtanie, ryhovanie alebo ich kombináciu – pod počítačovým numerickým riadením. Definujúcou výzvou spracovania valcov je kombinácia veľkých rozmerov obrobku, vysokého pomeru dĺžky k priemeru, náročných požiadaviek na povrchovú úpravu a úzkych geometrických tolerancií (valcovitosť, priamosť a hádzanie), ktoré musia byť dodržané po celej dĺžke valca.
Štandardné CNC sústruhy a obrábacie centrá dokážu spracovať malé valce, ale špeciálne stroje na spracovanie valcov obsahujú funkcie špecificky zamerané na štrukturálne a geometrické výzvy dlhých, ťažkých valcových obrobkov: predĺžené dĺžky lôžka, pevné podpery pre veľké zaťaženie rozmiestnené pozdĺž dĺžky obrobku, vysokopevnostné vreteníky a koníky navrhnuté pre veľké zaťaženie ložísk a brúsne systémy, ktoré merajú spätné rezanie obrobku alebo brúsenie. CNC ovládač v reálnom čase. Výsledkom je stroj schopný spracovať valce s dĺžkou od niekoľkých stoviek milimetrov do niekoľkých metrov, s hmotnosťou od niekoľkých kilogramov po mnoho ton a až po hodnoty povrchovej úpravy a rozmerové tolerancie, ku ktorým sa manuálne metódy nedokážu spoľahlivo priblížiť.
Kategória CNC strojov na spracovanie valcov zahŕňa niekoľko rôznych typov strojov, z ktorých každý je optimalizovaný pre inú fázu procesu výroby valcov alebo inú triedu aplikácie valcov.
Sústruhy na sústruženie valcov sú primárne hrubovacie a polodokončovacie stroje vo výrobe valcov. Odstraňujú veľké množstvo materiálu z kovaných alebo odlievaných polotovarov valcov, čím sa stanovuje základná geometria – priemer, profil koruny, rozmery čapu a prechody nákružkov – predtým, ako sa obrobok presunie na brúsenie. CNC sústruhy na sústruženie priemyselných valcov sú typicky konfigurované ako vysokovýkonné horizontálne sústruhy s dĺžkami lôžka od 3 do 20 metrov, priemerom otáčania od 600 mm do viac ako 2 000 mm a krútiacim momentom vretena meraným v desiatkach tisíc newtonmetrov. CNC systém riadi koordinovaný pohyb vozíka pozdĺž lôžka (os Z) a priečneho posúvača kolmo na os vretena (os X), čo umožňuje otáčanie zložitých profilov koruny a kužeľových sekcií v jedinom prechode bez použitia ručnej šablóny.
Brúsenie valcovaním je dokončovacia operácia, ktorá určuje konečnú kvalitu povrchu a rozmerovú presnosť valca. CNC valcové brúsky používajú abrazívne brúsne kotúče - skôr než rezné nástroje - prechádzajúce povrchom valca na odstránenie presného množstva materiálu, zvyčajne v rozsahu mikrometrov na jeden priechod. CNC systém riadi polohu brúsneho kotúča a rýchlosť posuvu so submikrónovým rozlíšením, čo umožňuje stroju vyrábať valcové valce s hodnotami drsnosti povrchu pod Ra 0,1 µm a geometrickými toleranciami (valcovitosť a hádzanie) pod 1 µm pri presných aplikáciách. Priebežné meranie, pri ktorom sa meracia sonda počas brúsenia dotkne povrchu valca a privádza údaje o rozmeroch späť do riadiacej jednotky na automatickú kompenzáciu, je štandardom na moderných CNC valcových brúskach a vďaka nemu je vo výrobnom prostredí možné dosiahnuť výrobu so submikrónovou toleranciou.
Niektoré aplikácie valcov vyžadujú povrchové textúry, vzory alebo reliéfne prvky opracované do povrchu valca – napríklad raziace valce na balenie, gravírované valce na potlač textilu a štruktúrované valce na výrobu optických filmov. CNC valcové frézky a gravírovacie stroje pridávajú k základnej konfigurácii valcovania rotačné frézovacie alebo gravírovacie vreteno, pričom CNC systém koordinuje rotáciu vretena (os C), posuv vozíka (os Z), krížový posuv (os X) a niekedy orientáciu vretena nástroja (os B) na vytvorenie špirálových, obvodových alebo zložitých trojrozmerných vzorov povrchu tela valca.
Najschopnejšia – a najdrahšia – kategória integruje sústruženie, frézovanie, vŕtanie a niekedy aj brúsenie v jednom stroji s automatickou výmenou nástrojov. Tieto CNC centrá na spracovanie valcov umožňujú kompletné obrábanie valcov od hrubého polotovaru až po hotový obrobok v jedinom nastavení, čím sa eliminujú chyby polohovania a čas nastavenia, ktoré sa hromadia, keď sa valec musí prenášať medzi viacerými určenými strojmi. Pre presné valce, kde je geometrická presnosť prvoradá, minimalizácia zmien nastavenia priamo zlepšuje kvalitu finálneho dielu.
| Špecifikácia | Čo určuje | Typický rozsah |
| Swing Over Bed | Maximálny priemer valca, ktorý je možné spracovať | 400 mm – 3 000 mm |
| Vzdialenosť medzi centrami | Maximálna dĺžka valca, ktorý je možné spracovať | 1m – 20m |
| Krútiaci moment vretena | Maximálna rezná sila udržateľná pri sústružení | 5 kNm – 100 kNm |
| Rozlíšenie polohy | Minimálny prírastkový pohyb na každej osi | 0,1 µm – 1 µm |
| Dosiahnuteľná drsnosť povrchu | Možnosť konečnej povrchovej úpravy valca | Ra 0,05 µm – Ra 3,2 µm |
| Stabilná oddychová kapacita | Maximálna nosnosť obrobku medzi stredmi | 500 kg – 100 t |
| Priebežné meranie | Rozmerová spätná väzba v reálnom čase počas obrábania | Štandardne na presných brúskach |
Stabilné podpery sú jedným z mechanicky najkritickejších prvkov akéhokoľvek CNC stroja na spracovanie valcov a ich kvalita dizajnu má priamy a merateľný vplyv na geometrickú presnosť hotových valcov. Keď je dlhý a ťažký valec podopretý iba na koncoch čapu medzi vreteníkom a koníkom, vlastná hmotnosť valčeka spôsobí jeho vychýlenie smerom nadol v strede – priehyb, ktorý môže na veľkom valci dosahovať až niekoľko milimetrov a ktorý, ak nie je kompenzovaný, spôsobí súdkovitú chybu v sústruženom alebo brúsenom priemere. Pevné opierky umiestnené v intervaloch pozdĺž telesa valca poskytujú strednú podporu, ktorá znižuje toto vychýlenie na prijateľnú úroveň.
Na moderných CNC strojoch na spracovanie valcov samostrediace stabilné podpery automaticky prispôsobujú svoje polohy podporných valcov skutočnému priemeru obrobku a udržiavajú konštantný kontrolovaný prítlak počas celého cyklu obrábania. Hydraulicky ovládané pevné podpery s CNC riadeným polohovaním môžu sledovať naprogramované zmeny priemeru pozdĺž dĺžky valca, čo umožňuje stabilnú podperu aj na kužeľových alebo profilovaných valcoch, kde by pevná podpera s pevným priemerom stratila kontakt. Počet pevných podpier dodávaných so strojom a ich nosnosť musia byť prispôsobené maximálnej dĺžke obrobku a hmotnosti valcov, ktoré sa majú spracovávať – príliš málo pevných podpier alebo podopierok poddimenzovaných obmedzí praktickú schopnosť stroja pod jeho nominálne špecifikácie.
Mnohé priemyselné valce nie sú rovné valce – sú brúsené alebo sústružené so zámerne konvexným profilom koruny pozdĺž ich dĺžky. Korunové profily slúžia na kompenzáciu elastického vychýlenia valca pri zaťažení v prevádzke, čím zaisťujú, že kontaktný tlak medzi povrchom valca a spojovacím materiálom (papier, kovový pás, tkanina alebo fólia) zostane rovnomerný po celej pracovnej šírke a nebude sa koncentrovať v strede alebo okrajoch valca. Požadovaný špecifický profil koruny – či už ide o jednoduchý kruhový oblúk, parabolickú krivku alebo zložitý polynomický profil optimalizovaný analýzou konečných prvkov – musí CNC stroj verne reprodukovať.
Táto požiadavka kladie špecifické požiadavky na interpolačnú schopnosť CNC systému a na presnosť polohovania osi X v celej dĺžke pohybu osi Z. Chyby vo vyhotovenom profile koruny – dokonca aj odchýlky niekoľkých mikrometrov od špecifikovanej krivky – sa priamo premietajú do nerovnomerného kontaktného tlaku v prevádzke, ktorý v tlačiarenských aplikáciách spôsobuje chyby v sútlači farieb, vo valcovniach spôsobuje zmeny hrúbky valcovaného produktu a v papierenských strojoch spôsobuje kolísanie plošnej hmotnosti v priečnom smere. Vyhodnotenie presnosti kontúrovania CNC systému (nielen jeho polohovacie rozlíšenie) a vyžiadanie si aktuálnych údajov o meraní profilu korunky od výrobcu stroja je základným krokom v procese výberu pre akúkoľvek aplikáciu, kde je presnosť profilu korunky kritická.
CNC stroje na spracovanie valcov musia spracovať širokú škálu materiálov valcov, z ktorých každý má rôzne charakteristiky obrobiteľnosti, ktoré ovplyvňujú výber rezných nástrojov, brúsnych kotúčov, rýchlostí, posuvov a chladiacich systémov.
CNC stroje na spracovanie valcov predstavujú značnú kapitálovú investíciu – od niekoľkých stoviek tisíc dolárov za základný CNC sústruh na valcovanie až po niekoľko miliónov za veľkú, plne vybavenú presnú valcovú brúsku. Investičné rozhodnutie by sa malo posudzovať naprieč celým životným cyklom, nielen nákupnou cenou. Medzi kľúčové faktory nad rámec špecifikácie stroja patrí dostupnosť a náklady na náhradné diely (najmä ložiská vretena, orovnávacie systémy brúsnych kotúčov a komponenty CNC riadiacej jednotky), servisná infraštruktúra výrobcu stroja v regióne kupujúceho, kvalita programov školení operátorov a údržby a skúsenosti výrobcu s podobnými aplikáciami.
Pred dokončením akéhokoľvek nákupu si vyžiadajte skúšku obrábania na reprezentatívnych obrobkoch – valcoch rovnakého materiálu, veľkosti a požiadaviek na toleranciu, aké sa majú vyrábať vo výrobe. Odmerajte skúšobné kusy nezávislým metrologickým zariadením (nielen vlastným meracím systémom stroja), aby ste si overili, či skutočný výkon stroja spĺňa špecifikované požiadavky. Pozrite si referenčný zoznam výrobcu strojov pre porovnateľné aplikácie a kontaktujte priamo referenčných zákazníkov, aby ste mohli posúdiť dlhodobú spoľahlivosť a schopnosť podpory reagovať. CNC stroj na spracovanie valcov, ktorý funguje podľa špecifikácií v prvý deň, ale v treťom roku sa ťažko udržiava alebo podporuje, nie je dobrou investíciou bez ohľadu na jeho počiatočnú cenu.
Download Material
E-mail: [email protected] 
Mob: +86-13806297906 
Tel: +86-513-85562198 
Add:č. 99 Tiantong Road, Nantong City, provincia Jiangsu.
Továrenská scéna
Copyright@ Jiangsu Dingshun Heavy duty Machine Tool Co., Ltd. Všetky práva vyhradené.
