Автоматические токарные станки: преимущества и ограничения для двухосевой резки металла

Является ли автоматический токарный станок практичным выбором для двухосевой отрезки металла?

В мире точной металлорезки автоматический токарный станок чаще всего используется для формовки металлических деталей. Вопрос: можно и следует ли использовать токарный станок для процесса двухосевой отрезки (2-axis cutoff)?

Процессы на автоматическом токарном станке

На автоматическом токарном станке заготовка удерживается и вращается, пока режущий инструмент выполняет резку — обычно для получения резьбы, конусов, сверления, фасок и других сложных форм. Обычно последним шагом является отрезка (parting off) — удаление готового конца заготовки. Резь делается под прямым углом к оси токарного станка.

Швейцарский автоматический токарный станок требует исходного материала с допуском по диаметру не хуже ±0,0005. Этот тип станка инженерирован для более сложных задач, чем двухосевая отрезка. Однако простой одновинтовой токарный станок (chucker) определенно способен на высокообъемную резку на длину.

Некоторые применения для чаккера (chucker)

Чаккер-тип токарного станка можно запрограммировать на подачу материала для двухосевой отрезки. Подходит для отрезки прутков или трубок, где другие методы (сдвигание/шерер, холодная пила) непрактичны.

Одновинтовой автоматический токарный станок требует прутковозаводчик (bar puller) или пруткоподача (bar feeder) для повторной подачи металла. Прутковозаводчик — дешевле: автоматически тянет один пруток через станок для отрезки. Но когда отрезанные куски падают, человек должен вручную перезагружать заводчик.

Пруткоподача, как следует из названия, способна подавать несколько последовательных прутков. Исключает необходимость человека у станка. Но — более высокая начальная капитальная стоимость.

Помимо подачи материала, нужно учитывать: режете ли вы цельный пруток или трубку — у каждого своя реакция на отрезку при вращении. Токарный станок — вращательный процесс, поэтому для экструдированных профилей он не подойдет.

Недостатки при резке трубок и прутков

В одновинтовом сценарии отрезка трубки на автоматическом токарном станке почти неизбежно образуются заусенцы (burrs). Хорошим программированием инструмент может и отрезать деталь, и сломить внешние края, устраняя заусенец по ВН. Но заусенец по ВН (ID burr) проблематичнее. Требует доп. программирования и дополнительного инструмента или второй шпинделя для сломки внутренних краев.

При отрезке цельного прутка заусенец по ВН решается программированием. Но «пупок» (pip) остается проблемой. Можно подумать: так как заготовка вращается, подача резака должна пройти только радиус, а не весь диаметр — экономия времени.

Но опытные токарши знают: это не так, режущие инструменты направлены. После прохождения центра направление вращения подает заготовку к резаку в противоположную сторону. Перестает резать — наоборот, ударяет в опорную структуру. Хаос.

Это создает уникальную проблему отрезки твердых прутков на автоматическом токарном станке: можно приблизиться к центру, но не пересечь его. Характерен крошечный пупок — иногда заметный — в центре детали.

У деталей отрезанных на длину две стороны — пупок на твердом прутке — сложная проблема, требующая доп. действий. Теоретически можно просто обточить сторону заготовки; практически — на обратной стороне пупок останется.

Решение — резак с двумя режущими кромками плюс другой подвижный шпиндель. Это позволит пересечь центр и убрать пупок на отрезанном прутке; но добавит время и стоимость.

Другие проблемы для двухосевой отрезки

Автоматический токарный станок режет только один пруток или трубку за раз, не позволяет пучковую резку. Эффективность зависит от типа подачи: bar feeder или bar puller.

С bar feeder:

• Если материал изогнут — не пройдет. Точка.
• Если волнистый или неидеально прямой — может не пройти правильно, нанося проблемы, убивающие цель (и повышающие стоимость) bar feeder.
• Экстремально шероховатая поверхность может положительно или негативно влиять на подачу, варьируясь с материалом и состоянием поверхности.
• Чем меньше диаметр, тем дороже и проблемнее bar feeder.

Bar puller, с другой стороны, справляется с меньшими диаметрами и некоторым изгибом. Но снова — человек перезагружает прутки по одному. Плюс длина шпинделя должна быть ограничена, чтобы не создавать «бич» (whipping) — и проблема безопасности, и состояние материала/отрезки.

Является ли автоматический токарный станок вашим лучшим выбором?

Как и с лазерной резкой, простую двухосевую отрезку можно сделать на автоматическом токарном станке. Но правда в том, что лучше зарезервировать его для более сложных, многооперационных задач.

В конечном счете, решение об использовании токарного станка для отрезки требует тщательного анализа вашего уникального применения и его параметров. Лучший выбор также требует понимания разных вариантов точной двухосевой металлорезки.

Как автоматическая токарная резка сравнивается с другими методами точной металлорезки? Читайте дальше, чтобы узнать больше.