CNC-metaaldraaibank: 7 meest efficiënte technieken

Een CNC-metaaldraaibank is een werktuigmachine die het eeuwenoude roterende draaiprincipe combineert met computergestuurde precisiebesturing om de bewerkingsnauwkeurigheid, herhaalbaarheid en productiviteit naar een nieuw niveau te tillen. Of u nu een hobbyist bent die op zoek is naar een kleine metaaldraaibank, een fabriekseigenaar die metaaldraaibanken voor de productie evalueert, of een ervaren technicus die op zoek is naar geavanceerde bedieningsvaardigheden, in dit artikel leert u meer over de verschillende soorten CNC-metaaldraaibanken en zeven bewezen technologieën die de efficiëntie verhogen.

Soorten CNC-metaaldraaibanken

Voordat u een CNC-metaaldraaimachine aanschaft, moet u eerst de grootte en configuratie van de machine afstemmen op de daadwerkelijke bewerkingsvereisten.

Kleine CNC-metaaldraaibank

De maximale draaidiameter van een kleine metaaldraaibank is doorgaans 200 tot 350 mm, en de lengte van het bed is 500 tot 1,000 mm.

• Kleine machinefabriek voor het uitvoeren van onderhoud en prototypebewerking.
• Onderaannemers voor kleine onderdelen in de lucht- en ruimtevaart- en automobielindustrie
• Wapenproductie (wapensmeden) en verwerking van wapenonderdelen

De mini-metaaldraaibank, geconfigureerd als CNC-machine, kan veel meer functies uitvoeren dan handmatige bediening, met name bij draadbewerking (vereist nauwkeurige synchronisatie van spindel en voeding), conisch draaien en contourbewerking met meerdere voedingen.

Volwaardige industriële CNC-metaaldraaibank

CNC-metaaldraaibanken van industriële kwaliteit variëren van draaicentra met een maximale draaidiameter van 400 tot 600 mm en een afstand tussen de punten van 1 tot 2 meter tot zware CNC-draaibanken die rollen, assen en drukvaten van meerdere meters lang kunnen verwerken. Typische configuraties van dergelijke machines zijn onder andere:

• Live tooling revolverFreesbewerkingen kunnen worden voltooid zonder opnieuw te hoeven klemmen.
• SubspindelVoltooi alle bewerkingen aan de voor- en achterkant van het werkstuk in één opspanning.
• Hogedrukkoelsysteem (HHPCS) 
• Automatische staafaanvoer: het realiseren van lichtloze productie

Aanbevolen CNC-metaaldraaibank: JIANKE Z-serie Zwitserse draaibank

Kenmerken van JIANKE CNC-draaibank:

Dubbele spindel met onafhankelijke aandrijving, ondersteunt synchrone verwerking.Uitgerust met twee onafhankelijke spindels, kan elke spindel zelfstandig bewerkingshandelingen uitvoeren. De twee spindels maken synchrone en gezamenlijke bewerking van het werkstuk mogelijk, wat de bewerkingsefficiëntie aanzienlijk verbetert.

Het standaard uitlijnapparaat zorgt voor de concentriciteit van de binnen- en buitencirkels.Het ingebouwde centreerapparaat kan de concentriciteit van de binnen- en buitencirkel van het werkstuk in realtime tijdens het bewerkingsproces controleren, waardoor effectief aan de hoge precisie-eisen wordt voldaan.

Flexibele verwerkingsmodus, schakelen tussen enkele en dubbele spindel naar behoefte.Met een hoge mate van flexibiliteit kan, afhankelijk van de verschillende procesvereisten, gekozen worden voor een bewerkingsmodus met één of twee spindels, om zich aan te passen aan de productie van diverse onderdelen.

Optionele geleidingshuls/beweegbare geleidingshuls, vrij aanpasbaar aan het werkstuk.: ondersteuning voor optionele geleidingshuls of beweegbare geleidingshuls, schakelbaar afhankelijk van de eigenschappen van het werkstuk, waardoor het bewerkingsbereik van de machine wordt uitgebreid.

De oliegekoelde, gemotoriseerde spindel zorgt voor een gelijkmatigere koeling en een stabielere werking.De oliegekoelde gemotoriseerde spindel heeft een gelijkmatigere koeling dan de luchtgekoelde gemotoriseerde spindel; vergeleken met de mechanische spindel is deze stabieler en geschikt voor langdurige, continue bewerking.

Motor met absolute waarde, geheugen voor uitschakeling, tijdsbesparend en arbeidsbesparend.De machine is uitgerust met een motor met absolute waarde, waardoor deze automatisch de beginpositie onthoudt bij het in- en uitschakelen. Het is niet nodig om de nulstellingsprocedure te herhalen, wat tijd bespaart, zorgeloos werkt en handmatige tussenkomst vermindert.

Belangrijkste verschillen: CNC-draaibank versus handmatige draaibank

Inzicht in bovenstaande verschillen helpt bij het bepalen of CNC-draaibanken of handmatige metaaldraaibanken beter aansluiten bij uw workflow, voordat u informatie over te koop aangeboden metaaldraaibanken bekijkt.

7 CNC-metaaldraaitechnologieën: Verbeter de bewerkingsefficiëntie aanzienlijk 

De volgende 7 technologieën overbruggen de hardnekkige kloof tussen CNC-fabrieken met een hoge productiecapaciteit en gewone fabrieken. Elke technologie is gericht op een specifiek probleem in het CNC-metaaldraaiproces.

CSS, constant oppervlaktesnelheid snijden

Een van de meest invloedrijke functies van CNC-metaaldraaibanken is de constante oppervlaktesnelheid (CSS) modus, dat is de G96 instructie in de standaard G-code. In tegenstelling tot draaien met een vast toerental, past CSS de spindelsnelheid automatisch aan wanneer de metalen draaibank gereedschap bevindt zich dichtbij of ver van het midden van het werkstuk, zodat de snijsnelheid aan de gereedschapspunt gedurende het gehele snijproces constant blijft.

Waarom is een constante oppervlaktesnelheid zo belangrijk? Omdat het de levensduur van het gereedschap aanzienlijk kan verlengen en de oppervlakteruwheid gelijkmatiger kan maken. En omdat er altijd met de optimale snijsnelheid wordt gewerkt, wordt de cyclustijd ook verkort.

De aanbevolen snijsnelheid voor elk materiaal (referentie-startwaarde, hardmetalen gereedschap): 

• Zacht staal: 120 ~ 180 m/min
• 304 roestvrij staal: 60 ~ 100 m/min
• Aluminium: 300 ~ 600 m/min
• Titanium: 30 ~ 60 m/min

Gebruik de gegevens van de fabrikant van het metaaldraaigereedschap en pas deze aan op basis van de kleur van de spanen en het daadwerkelijke oppervlakte-effect.

Hogedrukkoelvloeistof (HPC) toevoer

De standaard koelvloeistof kan de chip wegspoelen en de algehele temperatuur verlagen, terwijl de hogedruk koelvloeistof (HPC, meestal 70 ~ 150 bar) wordt nauwkeurig in de snijzone gebracht, waardoor de spanen worden gebroken voordat ze zich ophopen, de levensduur van het hardmetalen wisselplaatje met 2 ~ 4 keer wordt verlengd en dieper snijden met een hogere voedingssnelheid mogelijk is.

Als uw CNC-metaaldraaimachine HPC ondersteunt, moet dit in de volgende toepassingen zijn ingeschakeld: 

• Moeilijk te bewerken materialen (titaniumlegering, Inconel-legering, gehard staal) 
• Diepgroef- en afsteekbewerkingen Diepgroef- en afsteekbewerkingen
• Het cruciale proces van spaanafvoer bij het boren van lange gaten.

Voor fabrieken die metaaldraai-machines overwegen aan te schaffen, is HPC een prioriteitsconfiguratie bij de bewerking van superlegeringen of speciale legeringen.

Optimaliseer het gereedschapspad: strategie voor voorbewerking + nabewerking

Efficiënte CNC-metaaldraai-machineprogrammering scheidt vrijwel altijd het voorbewerken van het nabewerken, in plaats van te proberen de uiteindelijke afmeting met één gereedschap te bereiken.

• Ruwe pas: hoge aanvoersnelheid (0.3 ~ 0.5 mm/omwenteling), grote snijdiepte (2 ~ 5 mm), tolerantie in diameterrichting 0.3 ~ 0.5 mm.
• Halve finish pass (optioneel): gemiddelde voeding (0.15 ~ 0.25 mm/omwenteling), snijdiepte 0.5 ~ 1 mm, tolerantie 0.05 ~ 0.1 mm.
• Finishing pass: lage aanvoersnelheid (0.05 ~ 0.1 mm/omwenteling), minimale snijdiepte (0.05 ~ 0.1 mm), nieuw mes of speciaal afwerkingsmes met geometrische hoek.

De bovenstaande gestructureerde aanpak voor het gebruik van gereedschap op een metaaldraaibank verlengt de levensduur van de snijplaten door verse snijkanten te reserveren voor kritische nabewerkingen en maakt agressief voorbewerken mogelijk zonder het uiteindelijke oppervlak te beschadigen.

Live-gereedschap en Y-as-bewerkingen

Een modern CNC-draaicentrum, uitgerust met een aangedreven gereedschap (dat wil zeggen een roterend freesgereedschap gemonteerd op een revolverkop), stelt CNC-metaaldraaibanken in staat om frees-, boor-, kruisboor- en sleufbewerkingen uit te voeren zonder het werkstuk naar een apart bewerkingscentrum te hoeven overbrengen.

Voordelen:: 

• Het voorkomen van herpositionering: dit is de belangrijkste oorzaak van positioneringsfouten.
• Vermindert de totale doorlooptijd en de voorraad onderhanden werk (WIP).
• Een eenmalige klemming wordt bereikt op een kleine metaaldraaibank met een vlak draaicentrum.
• Veelvoorkomende bewerkingen met elektrisch gereedschap op CNC-metaaldraaibanken zijn onder andere: zeskantfrezen, kruisboren, spiebaanfrezen, excentrische bewerkingen en draadfrezen.

TNRC, gereedschapsneusradiuscompensatie, G41/G42

Elk gereedschapsblad van een metaaldraaibank heeft een neusradius, meestal 0.2, 0.4, 0.8 of 1.2 mm. Wanneer CNC-metaaldraaibanken afschuiningen of gebogen oppervlaktecontouren bewerken, zal het werkelijke snijpunt afwijken van het geprogrammeerde pad, tenzij de Compensatie van de radius van de gereedschapsneus (TNRC) wordt geactiveerd door G41 (linker compensatie) of G42 (rechter compensatie).

Het negeren van TNRC leidt tot maatafwijkingen in de conus, radius en afschuining, waarbij de afwijking soms wel gelijk is aan de totale tipradius. Nadat de compensatie is geactiveerd, zal de draaibank automatisch het gereedschapspad aanpassen en nauwkeurige geometrische vormen produceren, zelfs op complexe oppervlaktecontouren.

Automatisering van onderspindel en onderdelenopvanger

Voor onderdelen die aan beide uiteinden bewerkt moeten worden, kan een CNC-metaaldraaibank met een onderspil het afgewerkte voorvlak vastklemmen, het werkstuk automatisch omkeren en de nabewerking aan de achterzijde in hetzelfde programma voltooien, waardoor een tweede klemming volledig overbodig wordt.

Met behulp van een onderdelenopvanger of transportband kan een automatisch bewerkingsproces worden gecreëerd en kan de draaibank worden gerealiseerd:

• Automatische aanvoer vanuit staafaanvoerder (staafaanvoerder) 
• Voltooi alle bewerkingen van het front-end oppervlak.
• Plaats het werkstuk op de onderspil.
• Na de voltooiing van de afwerking van het eindproduct, alle verwerking.
• Voltooide onderdelen verschijnen automatisch.

Voor metaalbewerkingsdraaibanken met een hoge productiecapaciteit kan deze ene functie de productiviteit verdubbelen tot verdrievoudigen ten opzichte van een draaibank met één spindel waarbij het werkstuk handmatig gedraaid moet worden.

Procesmeting en adaptieve regeling

De meest geavanceerde CNC-metaaldraaitechnologie is dimensionale controle met gesloten regelkring: de aanraaksonde Een meetinstrument meet het werkstuk tijdens of direct na het bewerkingsproces, waarna de CNC-controller de gereedschapscompensatie automatisch aanpast op basis van de meetresultaten. Dit om de maatafwijking te corrigeren die wordt veroorzaakt door... gereedschap slijtage, thermische uitzetting or materiaalvariatie.

Voordelen:: 

• Substantiële vermindering van afval en herstelwerkzaamheden
• Maak onbewaakt nachtelijk draaien van draaibanken mogelijk, zonder toezicht van het licht.
• Automatische compensatie voor gereedschapslijtage bij metaaldraai-gereedschappen, waarbij de gereedschappen tot hun werkelijke limieten worden gebruikt in plaats van de conservatieve, geplande gereedschapswisselintervallen.
• Lever de benodigde gegevensregistraties aan voor kwaliteitsdocumentatie ter ondersteuning van continue procesverbetering.

Hoe kies je het juiste gereedschap en gereedschapssysteem voor je CNC-metaaldraaibank? 

Geen enkele CNC-metaaldraaibank kan de capaciteitslimiet van zijn eigen gereedschap overschrijden. Selectie van wisselplaatkwaliteit:

• P-kwaliteit (blauw): staal en gietijzer
• M-klasse (geel): roestvrij staal en hittebestendige legering
• K-klasse (rood): gietijzer, gehard materiaal
• N-klasse (groen): non-ferrometalen (aluminium, koper, messing) 
• S-kwaliteit (bruin): hittebestendige superlegeringen en titanium

Voor mini-metaaldraaibanken of kleine metaaldraaibanken in hobby- of lichte productieomgevingen, Alori's or Dorisch Revolversystemen met snelle gereedschapswisseling bieden voldoende flexibiliteit tegen veel lagere kosten dan volwaardige revolversystemen.

Hoe onderhoudt u uw CNC-metaaldraaibank?

Een goed onderhouden CNC-metaaldraaibank kan tientallen jaren lang een stabiele nauwkeurigheid leveren. De belangrijkste onderhoudstaken zijn als volgt: 

• DagelijkseControleer en vul de koelvloeistofconcentratie aan; reinig de spanentransporteur en de spanen in het werkgebied; controleer de slijtage van de snijkant van het gereedschap op de metaaldraaibank.
• Wekelijks Smering van de geleiding, kogelspindel en gereedschapstoren volgens het schema van de fabrikant; controle van het smeeroliepeil van de spindel; reiniging van het filter.
• MonthlyGebruik een teststaaf en een meetklok om de geometrische nauwkeurigheid te controleren; controleer de slijtage van de spankopbekken.
• Elk jaarEen uitgebreide nauwkeurigheidscontrole uitvoeren; de koelvloeistof vervangen; het spindellager controleren; de parameters van de CNC-controller kalibreren.

Het verwaarlozen van de smering van de geleidingen is de meest voorkomende oorzaak van voortijdig verlies van nauwkeurigheid bij alle draaibanken.

Conclusie

De kernprincipes bij de keuze van een CNC-metaalbewerkingsmachine zijn consistent: inzicht in de mogelijkheden van de machine, de keuze van het juiste gereedschapssysteem voor metaalbewerking, het gebruik van beproefde efficiëntietechnieken voor intelligente programmering en strikt dagelijks onderhoud.

Bij de beoordeling van een te koop aangeboden CNC-metaaldraai-machine is het belangrijk dat de specificaties van de machine overeenkomen met de afmetingen van het werkstuk en de productiebatch. Geef prioriteit aan de besturing en de service na verkoop, en beschouw de gereedschapskeuze als een investering in plaats van een simpel kostenbesparingsproject.