Technologie LFV optimalizuje procesy soustružení

Dlouhotočné CNC automaty značky Citizen patří již řadu let ke světové špičce v  obrábění tyčových materiálů, kdy nástroj stojí a polotovar (tyč) se pohybuje ve vodicím pouzdře. V poslední době jsou stroje koncipovány jako hybridní, to znamená, že mohou pracovat jak v dlouhotočném, tak v krátkotočném režimu (což je vlastně způsob obrábění na dvouvřetenovém soustruhu).
Díky tomu, že tyto stroje mají dvě nebo více samostatně řízených nástrojových skupin, jsou schopny pracovat s několika nástroji současně, a tak obrobit součástku ve výrazně kratším čase, což zásadním způsobem zvyšuje produktivitu obrábění. Ale to není rozhodně vše, čím si vydobyly uznání zákazníků.
To, čím jsou dlouhotočné stroje Citizen výjimečné, je nízkofrekvenční vibrační obrábění – patentovaná technologie LFV (Low Frequency Vibration cutting), kterou lze najít pouze u vybraných strojů z portfolia této značky, např. u modelů Cincom kompletní řady L ( tzn. L12, L20 a L32 ), dále nově i stroj A20 a u automatického soustruhu řady Miyano BNA-42GTY. Jde o univerzálně použitelnou a vysoce účinnou technologii, kterou inženýři Citizenu poprvé prezentovali v Evropě v roce 2016 na veletrhu AMB, kde okamžitě vzbudila velký zájem. Umožňuje obrábění téměř všech geometrických tvarů obrobku z nejrůznějších materiálů. A je mj. ideální pro obrábění těžko obrobitelných, kujných či problematických materiálů, jako jsou např. nerezová ocel, měď či plasty s těžko lamatelnými třískami. Po několika letech od svého uvedení prokázala technologie LFV přesvědčivě své výhody.
Třísky jsou neodmyslitelnou součástí kovoobrábění, ale některé materiály, jako je titan, nerezová ocel, měď, hliník, ecobrass (mosaz bez příměsí olova), hastelloy apod., však patří z tohoto pohledu mezi problematické kvůli dlouhým nekontrolovatelným třískám. Výrobci se to zpravidla snaží řešit výkonným systémem odvodu třísek proudem vysokotlaké kapaliny, ale společnost Citizen vytvořila vysoce efektivní řešení na zcela jiném principu: Lámání třísek pomocí vysokofrekvenčních vibrací.
Princip, na němž nízkofrekvenční vibrační obrábění (LFV) funguje, vychází z oscilačního pohybu: Pohony obráběcích os rozvibrovaných v axiálním směru generují oscilační pohyby ve směru X nebo Z, které jsou synchronizovány s rotací vřetena. Oscilace os je plně synchronizovaná vzhledem k fázím rotace vřetena a vibrace jsou synchronizovány s vřetenem. Poslední řez je bez oscilace a díky tomu se dosahuje finálního povrchu vysoké kvality s požadovanou geometrií. Proměnlivá hloubka třísky v závislosti na otáčkách vytváří Air cutting,  tzv. „vzduchové řezy“, které pak lámají třísku přesně definovaným způsobem. Jejich délku může uživatel v programu snadno řídit změnou frekvence „prog. parametrů". Díky této technologii lze vyrobit téměř všechny geometrie součástí, a to včetně souběžného obrábění v osách X a Z, např. pro zkosení a poloměry.

Osy vibrují v radiálním směru
Při nízkofrekvenčním vibračním obrábění slouží Air cutting „vzduchové řezy“ k jemnému rozlámání třísek a jejich vytlačení. Tento systém rovněž účinně zabraňuje zvyšování teploty obrábění, což prodlužuje životnost nástroje a pozitivně se promítá i do vysoké přesnosti obráběcího procesu. Navíc se výrazně snižují náklady, protože není vyžadováno použití vysokotlaké chladicí kapaliny (lámání třísky probíhá bez nutnosti aplikace vysokotlaké jednotky).
Technologie LVF funguje v několika režimech vhodných pro různé typy aplikačního nasazení. V módu 1 je určena hlavně k lámání třísky (řízené vibrace na otáčku vřetena), v módu 2 pro vrtání a soustružení s vysokorychlostním vřetenem (je definováno, za kolik otáček má dojít k vibraci), u módu 3 dochází k lámání třísky i v cyklu závitování (řízené vibrace na rotaci vřetena v cyklu závitování). Tato technika je charakteristická i vytvářením a odlučováním jemných třísek.
Dlouhé nelámané třísky, které u konvenčního způsobu obrábění na dlouhotočných automatech hrozí rizikem navinutí na nástroj nebo obrobek a s tím souvisejících problémů, jsou v případě využití LFV technologie řízeným způsobem rozděleny. Tím je eliminována hrozba nežádoucího nouzovému zastavení stroje. Technologie Air cutting brání vytváření tzv. třískových hnízd a díky speciální regulační technologii stroje s LFV je účinně zvládnuto řízené lámání třísek i při řezání obtížně obrobitelných materiálů. V kombinaci se základním principem, jímž je konstrukce stroje pro vysokou přesnost, otevírá průkopnická technologie nové možnosti v obrábění. Výrobce poukazuje dokonce na šanci až 500% zvýšení ziskovosti s využitím LFV!

K hlavním výhodám LFV patří:
- snížený řezný odpor i velikost třísky,
- programovatelné lámání třísky,
- netvoří se nežádoucí zastavěné hrany,
- prodloužená životnost nástroje,
- teplota obrábění se nezvyšuje – zvýšená přesnost obrábění,
- umožňuje velmi jemné řezy a dosažení zlepšené kvality povrchu.

Portfolio strojů Cincom nyní pokrývá širokou škálu průměrů obrábění tyčových materiálů od malých součástí pro hodinářský průmysl až po velké průměry 38 mm a případně i dlouhé dílce.
Není to však jen unikátní technologie LFV, která přivedla stroje Citizen Cincom mezi obráběcí elitu. Dlouhotočný CNC obráběcí stroj s 12 řízenými osami (včetně B osy) pro plynulé 5osé obrábění je určen pro obrábění komplexních a složitých součástí se třemi nástroji současně do maximálního průměru 25 mm. Na posledním MSV v Brně získal dlouhotočný CNC obráběcí stroj Cincom D25 Zlatou medaili za zvýšení technologických možností obrábění na dlouhotočných automatech, a to jmenovitě schopností plynulého 5osého obrábění a dynamického obrábění až třemi nástroji naráz. Tento systém pomocí metody High Dynamic Turning zvyšuje dynamičnost procesu obrábění. Svou premiéru si nový stroj však odbyl už o něco dříve, na veletrhu EMO v Hannoveru, kde vzbudil značnou pozornost odborníků díky své vysoké funkčnosti a efektivnosti, protože je v porovnání se současnými stroji na trhu mnohem rychlejší.
Z hlediska vysokého stupně automatizace a zkracování výrobních časů stojí za zmínku další stroj z výrobního závodu Citizen Machinery, a to Cincom MC20. Stroj se pyšní až čtyřmi vřeteny, 12 řízenými osami a velkou variabilitou práce s polotovarem i obrobky. Pro plnou automatizaci je vybaven integrovanými manipulátory nebo i podavači tyčí. Nejefektivnější využití tohoto stroje je na práci s přířezem do průměru až 45 mm a výsledný obrobek je soustružen i efektivně frézován. Díky velké variabilitě a třem až čtyřem vřetenům se daří co nejvíce optimalizovat rozložení práce na jednotlivých vřetenech bez prodlev. Též umožňuje i vysokou míru automatizace, tzn. i následné měření, korekce, ale i např. montáž jednoduchých sestav přímo na stroji. Tyto stroje nacházejí uplatnění hlavně v automobilovém průmyslu, a to např. v Toyotě, Aisinu a mnoha dalších. Stroje MC20 jsou vhodné na výrobu součástí s vysokou přesností a s mnohem větší variabilitou obrobků oproti strojům typu transferová linka nebo 6vřetenové automaty, kde je již velmi složité přeseřizování a omezený výrobní program.
Za zmínku stojí také pokroky firmy Citizen Machinery v oblasti laserové technologie. V současnosti je možné laserem na stroji nejen obrábět, ale i svářet a nejnověji i povrchově kalit.

Publikováno: 12. 3. 2020 | Počet zobrazení: 1045 238