Toczenie cnc – co musisz o nim wiedzieć?

Toczenie jest jednym z podstawowych rodzajów obróbki skrawaniem (obróbki wiórowej), w której wyspecjalizowali się pracownicy APJ Sikora. Ten rodzaj obróbki ewoluował na przestrzeni lat z prostych i często niedokładnych metod skrawania do poziomu zaawansowanej technologii. W poniższym artykule dowiesz się czym jest proces toczenia, od czego zaczynano i jak wygląda obecnie.

Czym jest toczenie CNC?

Toczeniem nazywamy proces podczas którego obrabiany przedmiot jest wprawiany w ruch obrotowy, a nieruchome narzędzie tnące stopniowo nadaje mu pożądany kształt. Materiał obrabiany (najczęściej w postaci pręta) mocowany jest w uchwytach tokarki, a narzędzia skrawające usuwa część materiału poruszając się po jego powierzchni zadaną przez operatora ścieżką.

Historia toczenia

Początki toczenia i obróbki skrawaniem

Toczenie jako proces obróbki metalu istnieje od tysięcy lat. Już w starożytności ludzie wykorzystywali proste tokarki napędzane siłą ludzkich mięśni lub przez zwierzęta. Z czasem, szczególnie w okresie rewolucji przemysłowej w XVIII wieku, tokarki zaczęły ewoluować, zyskując na precyzji i wydajności dzięki zastosowaniu mechanicznych napędów oraz bardziej zaawansowanych narzędzi skrawających.

Sterowanie numeryczne

Przełom w historii obróbki skrawaniem nastąpił w połowie XX wieku wraz z wynalezieniem technologii sterowania numerycznego (NC). Pierwsze systemy NC były mechaniczne i wykorzystywały perforowane taśmy, na których zapisywane były instrukcje dla maszyn. Te instrukcje pozwalały na precyzyjne sterowanie ruchem narzędzi, co umożliwiało wykonywanie bardziej skomplikowanych kształtów i detali niż było to możliwe przy tradycyjnych metodach ręcznych.

Rozwój technologii komputerowej w latach 60. i 70. XX wieku doprowadził do powstania systemów sterowania komputerowego, znanych jako CNC. W porównaniu do swoich poprzedników, maszyny CNC były znacznie bardziej wszechstronne i precyzyjne. Dzięki komputerom możliwe było programowanie bardziej skomplikowanych operacji, a także łatwiejsze modyfikowanie programów i optymalizowanie procesu produkcji.

W latach 80. i 90. CNC stało się standardem w przemyśle metalowym oraz innych gałęziach przemysłu, takich jak przemysł drzewny, tworzyw sztucznych czy lotniczy. CNC zrewolucjonizowało produkcję, pozwalając na masowe wytwarzanie komponentów o bardzo wysokiej precyzji, a jednocześnie redukując koszty produkcji i czas potrzebny na wytworzenie części.

Współczesne toczenie CNC

Dzisiaj toczenie CNC to zaawansowany proces, który wykorzystuje najnowsze technologie komputerowe, takie jak symulacje 3D, analiza danych oraz automatyzacja procesów produkcyjnych. Maszyny CNC są w stanie pracować z minimalnym nadzorem.

Toczenie CNC jest wykorzystywane w wielu gałęziach przemysłu, od motoryzacyjnego po medyczny, i jest niezbędne w produkcji komponentów o wysokiej precyzji i jakości. Rozwój technologii CNC wciąż trwa, z wprowadzeniem nowych materiałów, lepszych algorytmów sterowania oraz integracji z innymi technologiami, takimi jak druk 3D czy sztuczna inteligencja.

Rodzaje toczenia

Toczenie wzdłużne: Obróbka powierzchni cylindrycznych poprzez przesuwanie noża tokarskiego równolegle do osi obrotu przedmiotu.

1. Toczenie poprzeczne (czołowe): Obróbka powierzchni czołowych poprzez przesuwanie narzędzia prostopadle do osi obrotu.
2. Toczenie stożkowe: Nadawanie kształtu stożka poprzez ustawienie narzędzia pod kątem względem osi obrotu lub przesuwanie suportu pod kątem.
3. Toczenie kształtowe: Obróbka powierzchni o złożonym profilu przy użyciu specjalnie profilowanych noży.
4. Nacinanie gwintów: Tworzenie gwintów zewnętrznych na powierzchniach walcowych lub stożkowych za pomocą noży gwintowych.
5. Toczenie rowków: Tworzenie rowków o określonej szerokości i głębokości na powierzchni przedmiotu.
6. Toczenie profili spiralnych: Obróbka polegająca na jednoczesnym obrocie i przesuwie narzędzia, tworząc spiralne kształty.

Rodzaje tokarek:

1. Tokarki uniwersalne (kłowe): Najbardziej powszechne, pozwalające na szeroki zakres operacji toczenia.
2. Tokarki rewolwerowe: Wyposażone w rewolwerowy suport narzędziowy, umożliwiający szybkie zmiany narzędzi i zwiększenie wydajności.
3. Tokarki CNC: Sterowane numerycznie, zapewniają wysoką precyzję i automatyzację procesu toczenia.
4. Tokarki karuzelowe (pionowe): Przeznaczone do obróbki dużych i ciężkich przedmiotów o dużych średnicach.
5. Tokarki automatyczne: W pełni zautomatyzowane maszyny do produkcji seryjnej małych detali.
6. Tokarki precyzyjne (szwajcarskie): Używane do obróbki bardzo małych i precyzyjnych elementów, często w przemyśle zegarmistrzowskim.
7. Tokarki kopiarki: Pozwalają na odtwarzanie kształtu wzorca na obrabianym przedmiocie za pomocą urządzeń kopiujących.
8. Tokarki tarczowe: Specjalistyczne maszyny do obróbki tarcz i pierścieni.
9. Tokarki specjalne: Zaprojektowane do konkretnych zadań, takich jak tokarki do kół kolejowych czy wałów korbowych.
10. Tokarki wielonożowe: Wyposażone w kilka noży pracujących jednocześnie, zwiększając wydajność obróbki.

Co składa się na wycenę detali toczonych?

Wycena detali toczonych, czyli elementów wytwarzanych za pomocą tokarek, zależy od wielu czynników, które ściśle związane są z procesem produkcji, materiałem, geometrią detalu oraz nakładem pracy. Poniżej przedstawiam najważniejsze elementy, które wpływają na końcową cenę toczenia cnc:

1. Rodzaj i koszt materiału

Wybór materiału, z którego zostanie wykonany detal, ma bezpośredni wpływ na cenę. Najczęściej używane materiały to:

• Stal,
• Stal nierdzewna,
• Aluminium,
• Mosiądz,
• Tworzywa sztuczne.

Koszt materiału zależy od jego ceny rynkowej, dostępności oraz trudności w obróbce. Droższe, trudniejsze do obróbki materiały, takie specjalistyczne stopy, podniosą koszt wykonania.

2. Złożoność detalu i czas obróbki

Im bardziej skomplikowany kształt detalu, tym dłużej trwa proces toczenia, co wpływa na koszt produkcji. Geometria elementu, liczba operacji obróbczych oraz dokładność, którą należy osiągnąć, mają duży wpływ na czas pracy maszyny i operatora.

Złożoność obejmuje:

• Liczbę i rodzaj powierzchni (cylindryczne, stożkowe, gwintowane),
• Złożoność otworów, rowków czy kształtów kształtowych,
• Wymagane tolerancje wymiarowe i chropowatość powierzchni.

3. Rodzaj maszyny i stopień automatyzacji

Wykorzystanie różnego rodzaju tokarek, takich jak tokarki CNC, tokarki uniwersalne czy rewolwerowe, wpływa na koszt produkcji. Tokarki CNC, które są sterowane numerycznie, mogą generować wyższy koszt początkowy z powodu programowania, ale obniżają koszty przy produkcji seryjnej dzięki większej wydajności i precyzji.

Tokarki manualne wymagają większego zaangażowania operatora, co zwiększa czas i koszt pracy. Automatyczne tokarki są bardziej efektywne przy dużych seriach produkcyjnych.

4. Ilość produkowanych detali

Koszt jednostkowy zmniejsza się wraz ze wzrostem liczby produkowanych elementów. Przy produkcji seryjnej można zoptymalizować ustawienia maszyn oraz zmniejszyć koszty związane z przygotowaniem procesu (np. programowanie CNC czy narzędzia).

W przypadku małych serii, koszty związane z przygotowaniem i ustawieniem maszyn mają większy wpływ na koszt pojedynczego detalu.

5. Operacje dodatkowe

Niektóre detale toczone wymagają dodatkowych operacji, takich jak:

• Szlifowanie dla uzyskania wyższej precyzji,
• Polerowanie dla nadania powierzchni połysku,
• Obróbka cieplna w celu zwiększenia wytrzymałości,
• Powłoki ochronne (np. cynkowanie, anodowanie),

Każda dodatkowa operacja zwiększa czas i koszt produkcji.

6. Koszt narzędzi i ich zużycie

Narzędzia używane do toczenia, takie jak noże tokarskie, wiertła, rozwiertaki, również podlegają zużyciu. Detale wykonane z twardych materiałów wymagają bardziej wytrzymałych narzędzi, które są droższe, a także częstszej ich wymiany, co podnosi koszty.

7. Dokładność i kontrola jakości

Wymagane tolerancje wymiarowe oraz normy jakości mogą wpłynąć na wydłużenie czasu produkcji. Wysokie wymagania dotyczące precyzji oznaczają, że proces produkcji musi być bardziej kontrolowany, a każda partia detali może wymagać dodatkowej kontroli jakości.

8. Koszt przygotowania procesu (programowanie CNC, projektowanie)

W przypadku produkcji na tokarkach CNC konieczne jest stworzenie programu sterującego. Koszt programowania zależy od złożoności detalu i może być istotny przy produkcji jednostkowej lub małych serii.

Ponadto, przygotowanie dokumentacji technicznej oraz projektowanie CAD/CAM to dodatkowy koszt, który często jest jednorazowy dla danego projektu.

9. Transport i logistyka

Koszt dostawy gotowych detali, zwłaszcza przy dużych zamówieniach lub nietypowych rozmiarach, może również wpłynąć na końcową wycenę.

10. Czas realizacji

Ekspresowe zamówienia, które wymagają priorytetowego traktowania, mogą wiązać się z dodatkowymi kosztami. Produkcja na czas, szczególnie w przypadku krótkich terminów, może wymagać pracy w nadgodzinach lub rezerwacji maszyny.

Podsumowując:

Toczenie CNC to zaawansowany proces obróbki skrawaniem, który jest kluczowy w wielu branżach. Firma APJ Sikora z Częstochowy specjalizuje się w precyzyjnym toczeniu CNC, oferując usługi na najwyższym poziomie. Poznaj, jak działa ta technologia, jakie korzyści oferuje oraz dlaczego warto skorzystać z naszych usług.

Tokarki CNC w APJ Sikora

Nasze zaawansowane tokarki CNC zapewniają:

• Automatyzację procesów,
• Wysoką precyzję i powtarzalność,
• Obróbkę szerokiej gamy materiałów,
• Możliwość realizacji zarówno małych serii, jak i produkcji masowej.

Cena toczenia CNC zależy od wielu czynników:

• Rodzaj materiału – Stal, aluminium, mosiądz i inne materiały różnią się kosztem i trudnością obróbki.
• Złożoność detalu – Skomplikowane kształty wymagają dłuższego czasu obróbki.
• Ilość produkowanych detali – Produkcja seryjna pozwala obniżyć koszt jednostkowy.
• Operacje dodatkowe – Szlifowanie, polerowanie czy obróbka cieplna podnoszą koszty.

Wybierz APJ Sikora – specjaliści ze Śląska od toczenia CNC

Jeśli szukasz precyzyjnej i niezawodnej obróbki CNC, APJ Sikora to doskonały wybór. Z nami możesz liczyć na terminową realizację zamówień, najwyższą jakość wykonania i konkurencyjne ceny. Skontaktuj się z nami, aby dowiedzieć się więcej i zamówić toczenie CNC na miarę Twoich potrzeb.