NÁZEV ŠKOLY: Střední odborné učiliště, Domažlice, Prokopa Velikého 640 ŠABLONA: NÁZEV PROJEKTU: REGISTRAČNÍ ČÍSLO PROJEKTU: V/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Zlepšení podmínek pro vzdělávání CZ.1.07/1.5.00/34.0639 NÁZEV A ČÍSLO MATERIÁLU: VY_52_INOVACE_05.26 VYTVOŘENO: Březen 2014 AUTOR: VZDĚLÁVACÍ OBLAST: VZDĚLÁVACÍ OBOR: SADA: NÁZEV VZDĚLÁVACÍHO MATERIÁLU: Bc. Josef Konop, Josef Johánek Odborný výcvik Mechanik seřizovač, Obráběč kovů, Strojní mechanik OV pro 2. 4. ročníky T4-2 Hlavní části CNC soustruhu 1
ANOTACE: Prezentace slouží žákům k seznámení se s hlavními částmi CNC soustruhu, jejich správným popisem a zacházením. Během popisu stroje se žáci seznámí se základní údržbou stroje, nástrojů a nářadí. Používání jednotlivých upínačů, držáků a destiček pro obrábění. OČEKÁVANÝ VÝSTUP: Žáci se naučí správnému chování na pracovišti a kolem CNC soustruhu. Naučí se provádět základní údržbu stroje, nástrojů a nářadí. Naučí se správnému popisu jednotlivých částí CNC soustruhu a jejich funkci během soustružení, jak mají správně upínat jednotlivé držáky, upínače a destičky pro různé soustružnické operace. ROČNÍK: 2. - 4. DRUH UČEBNÍHO MATERIÁLU: Prezentace STUPEŇ A TYP VZDĚLÁVÁNÍ: POMŮCKY: CÍL INOVACE: METODICKÉ POKYNY: Středoškolské vzdělávání Servisní manuál k CNC soustruhu, nástroje, upínače, nářadí a CNC soustruh Výklad učiva a seznámení se s hlavními částmi CNC soustruhu, jejich funkcí, upínáním nástrojů a údržbou stroje Část prezentace je zaměřena na opakování 2
Výchovný cíl: vést žáky k přesnému a pečlivému provádění jednotlivých pracovních úkonů a vlastní odpovědnosti za vykonanou práci, pořádku na pracovišti k šetření NC a CNC strojů, nářadí a upínacích nástrojů při práci chápat rozdíl práce na klasickém stroji a CNC stroji vést žáky k opatrnosti při upínání a obrábění materiálu na CNC strojích vést žáky k dodržování bezpečnosti práce Výukový cíl: seznámit žáky s významem soustružení na CNC strojích seznámit žáky s používanými nástroji na CNC soustruhu seznámit žáky s popisem NC obrazovky seznámit žáky s ovládacím panelem seznámit žáky s významem jednotlivých tlačítek Naučit: žáky správnému chování v prostoru a kolem CNC soustruhu žáky chápat, co je to souřadný systém CNC soustruhu žáky správně formulovat význam jednotlivých tlačítek žáky správně se orientovat v jednotlivých oknech obrazovky žáky přepínat jednotlivá okna obrazovky dodržovat bezpečnost a hygienu práce 3
Učební pomůcky: prospekty s různými NC a CNC stroji servisní manuál výukového CNC soustruhu katalogy s nástroji, nářadím a upínači pro CNC stroje video s obráběním na CNC soustruhu Obsah instruktáže: význam hlavních částí CNC soustruhu popis jednotlivých hlavních částí CNC soustruhu pojmenování základních soustružnických nástrojů popis základních upínačů pro CNC soustruhy popis různých druhů soustružnických destiček bezpečnost práce kontrolní otázky 4
Význam hlavních částí CNC soustruhu: k zajištění dostatečné tuhosti rámů strojů slouží často svařence ty jsou plněné polymerbetony, kovovými pěnami, apod. dříve se u klasických strojů používala litina v současné době se opět začíná používat k výrobě rámů CNC soustruh je tvořen částmi základními a pomocnými jejich funkce jsou optimalizovány pro použití, pro které byl výrobcem stroj vyroben soustruhy jsou stroje tvořené z hlavního korpusu na něm jsou namontovány části a zařízení typu mechanického, elektromechanického, elektrického, pneumatického, olejodynamického či hydraulického jsou samostatně nebo kombinovaně koordinovány pro funkci úpravy materiálu 5
Lože: používá se valivé vedení (dříve kluzné), které má výhody i nevýhody mají nízké hodnoty tlumení rázů, citlivost na nečistoty, lože se musí chránit kryty proti nečistotám a s tím souvisí nutnost řešit jejich mazání lože jsou u soustruhů šikmé a suporty jsou umístěny za osou rotace Suport: je umístěn na ložích, po kterých se pohybuje je na něm umístěna revolverová hlava s obráběcími nástroji pro obrábění skládá se z podélného a příčného suportu, které po ložích vykonávají pohyby v ose X a ose Z 6
Revolverová hlava: je to zásobník nástrojů, na kterém jsou upevněny držáky s nástroji pro obrábění vyrábí se v různých tvarech (hvězdicová, bubnová, korunková hlava, apod.) a pro různý počet nástrojů soustruhy mohou mít i několik revolverových hlav, které jsou pohyblivé nezávisle na svých suportech revolverová hlava je hydraulicky blokována na své základně, samozřejmě kromě případů, kdy se otáčí konečná pozice po indexování je přesně určena pomocí spojky ve fázi indexování se revolverová hlava uvolní a je otáčena pohonem motoru indexování když snímač polohy hlavy potvrdí její pozici, motor indexování se zastaví a hlava se zablokuje používají se pro obrábění před osou a za osu obrábění některé hlavy mají možnost i upínání pro poháněné nástroje, např. pro vrtání mimo osu nebo frézování, gravírování popisů na čele obrobku 7
Vřeteníky: vykonávají hlavní pohon vřetena a otáčky se pohybují u běžných strojů v rozmezí od 5000 až 12 000 ot/min, u frézování a vrtání i vyšší, až 30.000 ot/min. jsou uloženy mezi ložisky, která jsou mazána a chlazena, jsou pevně spojena s lóžemi strojů vřeteno je poháněné motorem se střídavým proudem přímo prostřednictvím sady klínových řemenů rychlost vřetene je kontrolována přímo snímačem, který hlásí jednotce CNC otáčky/min. vřetena Sklíčidlo: pro upínání obrobků se používají tříčelisťová nebo čtyřčelisťová sklíčidla různých velikostí a jsou upevněna na vřeteníku hydraulický válec je tvořen tělem, kontrolním ventilem a rotačním elementem kontrolní ventil má za úkol udržet konstantní hydraulický tlak, i když hydraulický tlak oleje dodávaného z hydraulického agregátu z různých důvodů neočekávaně poklesne 8
Ovládání pedály: v přední části soustruhu jsou umístěny dva pedály tyto pedály slouží k uvolnění/upnutí vřetena a ovládání koníku jsou chráněny hliníkovým krytem, aby bylo zamezeno náhodnému sešlápnutí po instalaci stroje je nutné pedály umístit tak, aby umožňovaly pohodlné a optimální používání pro obsluhu Pohony: pro pohony vřeten se využívají motory s plynulou regulací otáček přesné polohování a pootáčení vřeten o požadovaný úhel mají možnost vysokého zrychlení a zpomalování servomotory posuvů a kuličkové šrouby přenášejí pohyby suportů s nástroji (soustruhy) nebo stoly s obrobky (frézky), přesnost pohybu stroje je do tisíciny milimetru 9
Posuvné kuličkové šrouby: jsou jednou z nejdůležitějších částí posunového mechanismu osy X a Z jsou vybavené kuličkovými šrouby o velkém průměru šrouby zajišťují rychlý, přesný pohyb bez vůle s minimálním třením a vysokou opakovatelnost nájezdů šrouby osy X jsou zvenčí chráněny ložisky, jejichž konstrukce s dvojitým předpětím zajišťuje velmi nízkou závislost na teplotních změnách kuličkové šrouby jsou automaticky mazány a chráněny před poškozením a třískami kuličkové šrouby jsou téměř neopotřebitelné omezovač krouticího momentu chrání osy před přetížením v případě přetížení jedné osy dojde k okamžitému zastavení stroje a objeví se chybové hlášení osa X je opatřena brzdou toto zařízení zastaví nebo přeruší lineární pohyb osy, dojde-li k odpojení proudu stisknutím tlačítka nouzového zastavení nebo při výpadku elektrické energie 10
Odměřování dráhy: odměřuje dráhu a zajišťuje okamžitou polohu suportu nebo pracovního stolu každá osa CNC stroje má vlastní odměřovací zařízení používají se různé systémy odměřování dráhy, např. digitální odměřování, analogové odměřování, induktivní odměřování a to se dělí na přímé a nepřímé, inkrementální a absolutní odměřování Osy X a Z: kuličkový šroub osy Z, napojený na kluznou plochu, je poháněn přímo AC motorem osy kluzná plocha revolverové hlavy se pohybuje napříč ose Z také motor osy X je spojen přímo s kuličkovým šroubem revolverová hlava se pohybuje podél osy X příčně ke kluznému pohybu osy Z 11
Hydraulický koník (opce): při výrobě dlouhých součástí, hřídelů, kdy je nutné pravou stranu obráběného kusu podepřít koník je ovládán hydraulicky a to je řízeno příkazy z CNC programu pevné těleso koníku je namontováno ve stabilním obalu, který je posazen na přesném vedení mazací agregát dodává automaticky olej jak na výsuvné těleso koníku, tak na vedení celého koníku koníkem lze pohybovat pomocí hydrauliky 12
Chladicí soustava: používá se při obrábění k chlazení obrobku a nástroje nebo mazání nástroje a odplavování třísek do řezu je v požadovaném množství z příslušných nastavitelných trysek středem nástroje nebo vnějším chlazením nástroje přiváděna chladicí kapalina, která chladí nástroj i obrobek chladicí soustava se skládá z čerpadla, nádrže a rozvodových trubek v základně stroje je vyhloubena nádrž vybavena čerpadlem, které vhání chladicí kapalinu, obsaženou v nádrži do chlazených částí trendem je omezit nebo úplně odstranit chlazení při obrábění, z hlediska ekologie Dopravník třísek: třísky vznikající při obrábění, jsou odváděny do sudů nebo palet určené pro sběr třísek používá se pásový dopravník, který je umístěn pod CNC strojem podélně pod prostorem obrábění, tak aby třísky padaly na pás a následně byly vysypány do palet pohon dopravníku zajišťuje elektromotor 13
Ovládací panel: ovládací panel je umístěn na pravé straně soustruhu v pozici ideální pro snadný a ergonomický přístup obsluhy automatická měřící funkce vypočítává a zadává velikost vůle pro jednodušší nastavení vřetena a nástrojové hlavy je panel vybaven funkcí ručního ovládání systém je vybaven zařízeními pro hlášení alarmů jak na stroji, tak na ovládacím panelu ovládací panel je rozdělen do dvou částí: panel ovládání stroje a obrazovka Automatické blokování hydraulického válce: toto zařízení zamezuje možnostem zranění obsluhy nebo poškození stroje zapříčiněné výpadkem nebo poklesem hydraulického tlaku dodávaného na válec v případě poklesu tlaku okamžitě automaticky zamezí poklesu vnitřního tlaku ve válci, aby byla dodržena konstantní síla upnutí obrobku ve sklíčidle 14
Hydraulická jednotka: hydraulická jednotka je umístěna v zadní části soustruhu a má za úkol řídit sérii zařízení stroje, jako např. sklíčidlo, koník, nástrojovou hlavu, apod. zásobuje olejem jednotlivá zařízení tlak oleje je řízen elektro-ventily umístěnými na jednotlivých zařízeních Presostat: je tlakový ventil, který je instalován na hydraulické jednotce jako bezpečnostní zařízení dojde-li k poklesu hydraulického tlaku pod určitou hladinu, toto zařízení okamžitě zastaví všechny operace na stroji, aby nedošlo k ohrožení obsluhy nebo poškození stroje tato situace je signalizována alarmem 15
Odlučovač oleje: řemenový odlučovač oleje se skládá z motoru, stěrky vedení, konce řemenice a řemene je namontován na nádrž chladicí kapaliny, aby odstraňoval olej z povrchu chladicí kapaliny řemen je položen do chladicí kapaliny, aby mohl nabírat olej ze směsi olej je sbírán oběma stranami řemene a pomocí stěrky odváděn do sběrné nádoby odlučovač oleje je schopen sám vyčistit chladicí kapalinu na požadovanou úroveň Mazací jednotka: na zadní levé straně soustruhu je umístěna mazací jednotka ta má za úkol zásobovat olejem různé třecí plochy (vedení, kuličkové šrouby) a to automaticky a s frekvencí nastavenou CNC řízením 16
Elektrický rozvaděč: elektrický rozvaděč obsahuje všechna elektrická a elektronická zařízení ty ovládají chod soustruhu, vřetena, pojezdy, vstupy a výstupy napájení elektrickým proudem atd. Kontrola otevřených dveří: přední dveře obsluhy nemohou z bezpečnostních důvodů zůstat otevřeny, pokud je stroj v provozu toto je zajištěno snímačem umístěným na horní části dveří je přísně zakázáno zasahovat či odmontovávat toto bezpečnostní zařízení kdykoliv je zpozorováno nesprávné fungování tohoto snímače, je nutno stroj zastavit a obrátit se bez prodlení na servis 17
Osvětlení pracovního prostoru: stroj je vybaven halogenovým osvětlením pracovního prostoru toto zajišťuje viditelnost v pracovním prostoru lampa je typu zářivky, s hliníkovým krytem a je pokryta speciální folií osvětlení je chráněno proti poškození chladicí kapalinou, třískami apod. Bezpečnostní sklo: automatické dveře jsou opatřeny bezpečnostním sklem to má za úkol chránit obsluhu před nebezpečím poranění při procesu obrábění 18
Kontrolní otázky: 1. Vysvětlete, z čeho jsou konstruovány rámy CNC strojů a proč? 2. Vyjmenujte základní části CNC soustruhu a krátce je popište. 3. Co je nejdůležitější částí posuvného mechanizmu? 4. Jaké jsou systémy odměřování dráhy? 5. Jak je řízen koník u CNC stroje? 6. Popište chlazení a k čemu slouží. 7. Jaké jsou hlavní části ovládacího panelu? 8. Čím je řízen tlak oleje? 9. Kde je umístěna mazací jednotka, která zásobuje olejem třecí plochy CNC stroje? 10. Proč nemohou zůstat otevřeny hlavní dveře stroje, když je v provozu? 11. Z jakého důvodu jsou automatické dveře opatřeny bezpečnostním sklem? 19
Použité zdroje foto a obrázky: Snímek 3 - http://www.doucovanijablonec.kvalitne.cz/img/knihy.png Snímek 4 a 10 - ŠTULPA, M., CNC obráběcí stroje. Praha: BEN - technická literatura, 2008. ISBN 978-80-7300-207-7. Snímek 6, 8, 11 a 14 - SIEMENS AG, Obsluha programování, Sinumerik. Erlangen: Siemens AG, 2003, DE. 6FC5298-6AD50-0TP2. Snímek 19 - http://i.idnes.cz/09/043/gal/efl2aa40b_25ks_5_kniha_v.jpg Ostatní snímky - použité vlastní fotografie Použité zdroje: VÁVRA, P., LEINVEBER, J. Strojnické tabulky. Praha: SNTL, 1984. SIEMENS AG, Obsluha programování, Sinumerik. Erlangen: Siemens AG, 2003, DE. 6FC5298-6AD50-0TP2. HOFFMANN QUALITÄTSWERKZEUGE CZ s. r. o, Hlavní katalog. Nürnberg: Hoffmann Group, 2008. ŠTULPA, M., CNC obráběcí stroje. Praha: BEN - technická literatura, 2008. ISBN 978-80- 7300-207-7. ISCAR LTD, Kompletní přehled nástrojů Iscar. Plzeň: 01/2006. 7860556 20