Tokarki CNC zajmują niezastąpioną podstawową pozycję w precyzyjnej obróbce tokarskiej samochodowych części zamiennych, złączek hydraulicznych, elementów złącznych dla przemysłu lotniczego i ogólnych dziedzin produkcji sprzętu mechanicznego. Ciągła produkcja-przez-zegar, niewłaściwe parametry programowania, naturalne zużycie narzędzi i niekompletna codzienna konserwacja będą powodować różne nieprawidłowe stany operacyjne, które bezpośrednio szkodzą precyzji wymiarowej przedmiotu obrabianego, jakości obróbki powierzchni, ciągłości produkcji i wydajności dostaw do fabryki. Większość usterek pojawiających się na warsztatowych tokarkach CNC można podsumować w ośmiu typowych kategoriach, obejmujących dryft wymiarowy, wady obróbki powierzchni, wibracje mechaniczne i nietypowy hałas, awarie uszkodzeń narzędzi, a także problemy z alarmami systemu sterowania numerycznego. W tym artykule przeanalizowano wewnętrzne przyczyny wszystkich typowych usterek tokarki i przedstawiono funkcjonalne rozwiązania zorientowane na rzeczywistą pracę warsztatu, pomagające technikom zajmującym się konserwacją na pierwszej linii w szybkim rozwiązywaniu problemów, zmniejszeniu odsetka złomu obrabianego przedmiotu i stabilizacji-długoterminowej dokładności działania, a także żywotności sprzętu tokarskiego CNC.
Niestabilny rozmiar przedmiotu obrabianego i losowe wahania tolerancji
Niestabilność wymiarowa przedmiotu obrabianego i przypadkowe wahania tolerancji zajmują pierwsze miejsce wśród wszystkich częstych usterek tokarek CNC. Identyczne programy obróbki i dane dotyczące ustawień narzędzi często prowadzą do niespójnych danych wymiarowych w ramach jednej partii gotowych produktów bez ustalonych zasad zmienności. Zjawisko to wynika głównie z odkształcenia termicznego zespołu wrzeciona i śruby kulowej po długim czasie pracy z-prędkościami, niewielkiego luzu występującego w elementach przekładni zasilającej, niewystarczającej sztywności mocowania trój-szczękowego lub cztero-szczękowego uchwytu oraz powolnego ścierania końcówki narzędzia tnącego. Wzrost temperatury wewnątrz korpusu tokarki zmienia względne położenie przestrzenne pomiędzy frezem a przedmiotem obrabianym, podczas gdy zmienna siła skrawania będzie powodować mikroprzemieszczenia w procesach obróbki, ostatecznie tworząc nieregularną tolerancję pływania. Operatorzy maszyn muszą przeprowadzić pełne rozgrzewanie-urządzenia przed formalną produkcją seryjną, regularnie kończyć kompensację błędów termicznych wrzeciona i śruby pociągowej za pomocą systemu sterowania numerycznego, sprawdzać i regulować siłę mocowania uchwytu, aby wyeliminować luzy w pozycjonowaniu przedmiotu obrabianego, a także zgodnie z harmonogramem wymieniać starzejące się oprawki narzędziowe i zużyte końcówki tnące, aby zasadniczo usunąć nagromadzone błędy obróbki.
Słabe wykończenie powierzchni, ślady narzędzi i linie drgań
Wyraźne ślady narzędzi, regularne drgania i-chropowate powierzchnie wykończone często pojawiają się po procedurach toczenia wykańczającego, co nie spełnia wymogów późniejszego polerowania i dopasowania montażu. Dopasowanie prędkości obrotowej wrzeciona do posuwu niezgodne z charakterystyką obróbki, niewystarczająca ogólna sztywność układu frezowego, zbyt duży wysięg narzędzia, luźny stan mocowania smukłych przedmiotów obrabianych na wale oraz drgania środka konika są głównymi przyczynami takich wad powierzchniowych. Oprócz czynników związanych ze strukturą mechaniczną, pasywowane krawędzie skrawające i niedopasowany rodzaj chłodziwa zwiększą opór skrawania i będą generować dodatkowe zadziory i zmarszczki na powierzchni przedmiotów obrabianych. Optymalizacja parametrów skrawania w celu uniknięcia rezonansowego zakresu prędkości obrotowej całej maszyny, skrócenie długości przedłużenia narzędzia w celu zwiększenia sztywności konstrukcyjnej, dodanie pomocniczych konstrukcji wsporczych dla smukłych detali, terminowa wymiana tępych narzędzi skrawających i dobór odpowiedniego środka chłodząco-smarującego może zmniejszyć tarcie podczas skrawania i skutecznie ograniczyć wibracje podczas przetwarzania, aby zoptymalizować jakość wykończenia powierzchni.
Poza-tolerancją-okrągłości i walcowości części obrabianych
Błąd okrągłości i cylindryczność poza--tolerancją powszechnie występują w częściach wałów i tulejach, łatwo powodując owalne kontury na obrabianych przedmiotach i niszcząc luz kooperacyjny podczas montażu produktu. Nadmierne bicie wrzeciona, poluzowana siła naprężenia wstępnego łożyska wrzeciona, mimośrodowe mocowanie surowców, współosiowe odchylenie końcówki konika i nierównomierna siła nośna w procesie skrawania stanowią główne przyczyny wad precyzji geometrycznej. Długotrwałe-wibracje robocze pogorszą ścieranie elementów łożysk wrzeciona i obniżą precyzję obrotową wrzeciona, podczas gdy mimośrodowe mocowanie bezpośrednio zniekształca kołową ścieżkę skrawania narzędzia tokarskiego. Fabryki mogą rozwiązać ten problem, okresowo kalibrując wartość liczbową bicia wrzeciona i luz łożyskowy, korygując współosiowość środka konika, utrzymując równomierne naprężenie zaciskające półfabrykatów i przyjmując tryb cięcia warstwowego w celu zmniejszenia pojedynczego obciążenia skrawania, stale utrzymując-wysoką precyzję efektu toczenia kołowego przedmiotów obrabianych.
Nieprawidłowe zużycie narzędzia, wykruszanie się krawędzi i pękanie narzędzia
Nienormalne warunki utraty narzędzia, w tym przyspieszone ścieranie, wykruszanie się krawędzi i nagłe pękanie narzędzia, znacznie podnoszą koszty obróbki w warsztacie i zakłócają ciągły rytm produkcji. Niewłaściwe ustawienie głębokości skrawania i prędkości posuwu, skoncentrowane twarde zanieczyszczenia wewnątrz surowców przedmiotu obrabianego, niewystarczające pokrycie płynu chłodzącego oraz niewłaściwy dobór kątów geometrycznych narzędzia są głównymi czynnikami powodującymi uszkodzenie narzędzia. Przeciążone parametry skrawania powodują natychmiastową koncentrację naprężeń na wierzchołkach narzędzi, natomiast niedostateczny efekt chłodzenia prowadzi do-zmiękczenia w wysokiej temperaturze i przyspieszonego ścierania krawędzi skrawających. Technicy muszą opracować zróżnicowane standardy parametrów dla toczenia zgrubnego i toczenia wykańczającego, aby uniknąć-skrawania przeciążeniowego o wysokiej intensywności, sprawdzać z wyprzedzeniem anomalie twardości surowca podczas podawania półwyrobu, gwarantować ciągłe i wystarczające pokrycie natryskiwaniem chłodziwa na obszary skrawania oraz wybierać odpowiednie gatunki i kąty narzędzi, ukierunkowane odpowiednio na stal, aluminium, miedź i stal nierdzewną, aby wydłużyć całkowity cykl serwisowy narzędzi skrawających.
Nieprawidłowy hałas mechaniczny i wibracje podczas pracy
Skrzypienie, ryk i okresowe wibracje mechaniczne podczas pracy tokarki zawsze oznaczają ukryte awarie mechaniczne wewnątrz sprzętu. Zużyte części łożysk wrzeciona, niewystarczający dopływ oleju do smarowania szyny prowadzącej, luźna struktura nakrętki śruby pociągowej, starzejące się elementy tłumiące i metalowe wióry uwięzione w ruchomych szczelinach prowadnicy są częstymi źródłami usterek nietypowych dźwięków i wibracji. Niewystarczające długotrwałe-smarowanie zwiększy opór tarcia mechanicznego, a luźne części przekładni wytwarzają siłę uderzenia w ramach luzu w przypadku ruchu posuwisto-zwrotnego-z dużą prędkością. Personel powinien przestrzegać planu regularnej konserwacji smarowania szyn prowadzących i par przekładni, usuwać wióry gromadzące się na szynach prowadzących podczas codziennych prac konserwacyjnych sprzętu, wymieniać poważnie zużyte łożyska wrzeciona i starzejące się akcesoria tłumiące w ustalonym cyklu oraz mocować wszystkie luźne elementy łączące przekładni, aby zasadniczo wyeliminować nieprawidłowe wibracje i hałas.
Osiowe odchylenie wymiarowe masy-produkowanych detali
Odchylenia osiowe wymiarów przedmiotu obrabianego często zdarzają się podczas masowej produkcji automatycznego toczenia, nawet jeśli każda operacja ustawiania narzędzia jest ściśle ustandaryzowana. Nagromadzony luz śruby pociągowej podającej, zużycie tulei ochronnej śruby, opóźniona reakcja pozycjonowania serwomotoru i luźna konstrukcja blokująca głowicy narzędziowej powodują osiowe odchylenie wielkości gotowych detali. System podawania nie może dokładnie wykonać wyznaczonej odległości podawania zaprogramowanej w numerycznym kodzie sterującym, gdy luz przekładni kumuluje się w pewnym stopniu. Personel zajmujący się konserwacją musi regularnie mierzyć i kompensować luz śruby pociągowej, sprawdzać szczelność pokrywy ochronnej śruby, aby zapobiec ścieraniu wiórów na powierzchni śruby, kalibrować dokładność pozycjonowania każdej stacji wieży narzędziowej i debugować parametry reakcji serwa każdego wału podającego, aby skutecznie skorygować osiowe odchylenie wymiarowe obrabianych części.
Nawijanie wiórów na przedmiotach obrabianych i narzędziach skrawających
Owijanie się wiórów wokół przedmiotów obrabianych i narzędzi skrawających jest częstym problemem podczas toczenia miękkich materiałów metalowych, takich jak stopy aluminium i miedź. Długie, ciągłe wióry powstające podczas skrawania owijają się ciasno na zewnętrznym okręgu przedmiotu obrabianego i głowicy tnącej, zarysowując obrabianą powierzchnię, a nawet ciągnąc końcówkę narzędzia, powodując wtórne uszkodzenia. Zbyt duża pojedyncza głębokość skrawania, mała precyzja łamania wiórów przez narzędzia oraz nieodpowiedni kierunek przepływu chłodziwa to główne przyczyny ciągłego splątania wiórów. Pracownicy mogą dostosować parametry skrawania, aby w rozsądny sposób zmniejszyć pojedynczą grubość skrawania, wymienić narzędzia na standardowe rowki do łamania wiórów, dostosować kąt wtrysku chłodziwa, aby intensywnie wpływać na pozycje formowania wiórów, a także zainstalować pomocnicze urządzenia przedmuchujące usuwające wióry, aby uzyskać płynną separację wiórów i automatyczne opadanie wiórów.
Nagłe alarmy systemu CNC i nieoczekiwane wyłączenie maszyny
Losowe alarmy systemowe i nagłe wyłączenie sprzętu bezpośrednio wstrzymają całą linię produkcyjną i spowodują straty ekonomiczne w zakładach przetwórczych. Typowe typy alarmów obejmują alarm przeciążenia serwa, alarm ciśnienia smarowania, alarm-przekroczenia temperatury wrzeciona i alarm przekroczenia limitu ruchu. Przeciążenie serwa wynika głównie z nadmiernego obciążenia skrawającego lub zablokowania ruchu podawania spowodowanego zablokowanymi wiórami; niewystarczające ciśnienie oleju smarowego wynika z awarii pompy olejowej lub zablokowania rurociągu; przegrzanie wrzeciona jest spowodowane ścieraniem łożysk i słabym odprowadzaniem ciepła; alarmy przekroczenia zakresu są wyzwalane przez nieprawidłowe współrzędne programu lub awarię wyłącznika krańcowego. Operatorzy zajmujący się konserwacją powinni najpierw sprawdzić komunikaty o kodach alarmów podawane przez system CNC, aby szybko ustalić lokalizację usterki, w odpowiednim czasie usunąć blokady wiórów w ścieżkach podawania, regularnie sprawdzać stan pracy pompy smarowania i wentylatora rozpraszającego ciepło, sprawdzić wartości współrzędnych programu i przetestować czułość wyłączników krańcowych ruchu, aby całkowicie usunąć ukryte zagrożenia związane z alarmem systemu.
Wniosek
Te osiem typowych usterek zasadniczo obejmuje większość nietypowych zjawisk spotykanych w codziennej pracy sprzętu tokarskiego CNC, a każdy nietypowy problem odpowiada określonym czynnikom struktury mechanicznej, problemom z ustawieniem parametrów lub lukom w konserwacji. Przedsiębiorstwa przetwórcze powinny ustanowić standardowe mechanizmy codziennej kontroli i regularnej konserwacji tokarek CNC. Terminowe rozwiązywanie problemów i codzienna konserwacja naukowa mogą znacznie obniżyć częstotliwość awaryjności obrabiarek, zmniejszyć wytwarzanie wadliwych produktów, przedłużyć żywotność precyzyjnego sprzętu i stale poprawiać ogólną wydajność przetwarzania i korzyści ekonomiczne warsztatu produkcyjnego. Stabilna praca sprzętu CNC jest ważnym warunkiem zrównoważonego rozwoju przedsiębiorstw zajmujących się obróbką precyzyjną, a opanowanie ukierunkowanych rozwiązań usterek jest niezbędną umiejętnością dla kierownictwa warsztatu i personelu konserwacyjnego pierwszej linii.
