Czym jest obróbka szwajcarska?
Obróbka szwajcarska jest podobna do konwencjonalnego toczenia na tokarce, ale różnica polega na sposobie przemieszczania i podparcia materiału. Standardowa tokarka ze stałym wrzeciennikiem jest przeznaczona wyłącznie do obracania materiału podstawowego; poza jego obrotem, materiał jest idealnie nieruchomy w tulei zaciskowej. Narzędzie tnące to część, która porusza się po materiale w celu wykonania odpowiednich cięć. W przypadku obróbki szwajcarskiej materiał przechodzi przez przesuwny wrzeciennik i tuleję prowadzącą, przesuwając się wzdłuż osi wzdłużnej maszyny. Dlaczego ta różnica jest ważna?
Historia tokarek szwajcarskich
Chociaż szwajcarska obróbka skrawaniem stała się modnym terminem dopiero w ciągu ostatniej dekady, w rzeczywistości została opracowana w Szwajcarii w latach 70-tych XIX wieku jako rozwiązanie dla przemysłu zegarmistrzowskiego. Wynalazca Jakob Schweizer stworzył tokarkę z przesuwnym wrzeciennikiem, próbując znaleźć bardziej wydajny sposób na produkcję cienkich części potrzebnych do jego zegarków. Jego urządzenie jest jednym z powodów, dla których najsłynniejszy na świecie producent zegarków, Rolex, pochodzi ze Szwajcarii. W ciągu dekady od stworzenia szwajcarskiej maszyny przez Schweizera, jego pomysł był produkowany masowo i rozprzestrzenił się na całym świecie. Dzisiejsze szwajcarskie maszyny wyglądają zupełnie inaczej niż pierwsze maszyny, które powstały prawie 150 lat temu, ale ich nisza pozostaje taka sama: obróbka małych, cienkich części, których nie może wykonać żadna inna maszyna.
Gdzie używane są szwajcarskie maszyny?
Wyobraź sobie, że trzymasz między dłońmi długi, cienki kij. Gdybyś miał szybko pocierać dłonie o siebie, aby wprawić kij w ruch obrotowy, część kija znajdująca się najbliżej twoich dłoni byłaby najbardziej stabilna, ale koniec kija nie tyle obracałby się wokół własnej osi – co kręciłby się w kółko. Ta koncepcja sprawia, że szwajcarskie maszyny są tak użyteczne. Długie, wąskie części są predysponowane do coraz większego chybotania się w kierunku końca, który nie jest utrzymywany przez maszynę ze względu na ich siłę dośrodkową. W maszynie szwajcarskiej, tuleja prowadząca eliminuje problemy, które może powodować, wspierając materiał tak blisko narzędzia tnącego, jak to tylko możliwe (nawet 0,020″-0,080″). Nawet przy agresywnych prędkościach jest mało prawdopodobne, aby części się odchyliły lub zostały wyżłobione. Chociaż zaleca się stosowanie szwajcarskiej maszyny do każdej części o stosunku długości do szerokości 3:1 lub większym, większość szwajcarskich maszyn może bez problemu ciąć części o stosunku długości do szerokości do 20:1.
W przeszłości przemysł medyczny był dominującym użytkownikiem szwajcarskiej obróbki skrawaniem. Szczególnie śruby kostne były trudne – jeśli nie niemożliwe – do obróbki zgodnie ze specyfikacją przy użyciu standardowych tokarek. Śruby wiążą się z szeregiem komplikacji związanych z obróbką: ich stosunek długości do szerokości jest często bardzo wysoki; są one w większości obrabiane z tytanu, który jest znany ze słabej przewodności cieplnej i prawdopodobieństwa powodowania problemów z obciążeniem wiórami; a ich tolerancje są niezwykle wąskie, aby pacjent był zarówno bezpieczny, jak i wygodny. Nowoczesne śruby kostne mają nawet gwinty wielostopniowe, w których dwa lub więcej gwintów przechodzi wokół śruby co najmniej jeden pełny obrót, zwiększając złożoność całej części. Podsumowując, staje się jasne, że szwajcarska obróbka skrawaniem jest najlepszą opcją w takich sytuacjach.
Obecnie niemal każda branża produkcyjna korzysta ze szwajcarskiej obróbki skrawaniem. Ponieważ tolerancje części klientów stają się coraz bardziej zawężone, a margines rentowności staje się coraz mniejszy, szwajcarska obróbka skrawaniem staje się coraz bardziej wartościowa. Nie tylko umożliwia większy zakres produkcji części, ale także podnosi jakość istniejących części, jednocześnie skracając ich czas cyklu. Każdy renomowany, wysokowydajny, nowoczesny warsztat lotniczy, naftowy i gazowy, motoryzacyjny, obronny lub elektroniczny będzie posiadał szwajcarską maszynę.
Jakie materiały są używane w szwajcarskiej obróbce skrawaniem?
Maszyny szwajcarskie oferują wyraźną przewagę nad konwencjonalnymi tokarkami w zakresie materiałów, które mogą bezpiecznie ciąć. Najczęściej szwajcarskie części są obrabiane z popularnych materiałów, takich jak aluminium, tytan i stal nierdzewna. Wielu producentów wykorzystuje jednak stopy niklu, stal węglową, brąz, mosiądz i miedź. Szwajcarskie maszyny mogą nawet ciąć tworzywa sztuczne, często jako opłacalna i bardziej precyzyjna alternatywa dla formowania wtryskowego przy tworzeniu prototypów. Praktycznie każdy sztywny plastik może być użyty, ale najbardziej powszechne są poliwęglan i teflon.
Podstawowa konstrukcja tokarek szwajcarskich
Dwie cechy, które sprawiają, że tokarka jest standardową tokarką szwajcarską, to tuleja prowadząca i przesuwny wrzeciennik. Pręt jest szybko obracany podczas przechodzenia przez tuleję prowadzącą. Tuleja ta zapewnia wsparcie niezbędne do wyeliminowania ugięcia. Przesuwny wrzeciennik utrzymuje materiał i przesuwa się wzdłuż prowadnic na łożu maszyny. Narzędzie pozostaje nieruchome i tnie blisko miejsca, w którym trzymany jest materiał.
Utrzymując stacjonarne narzędzie tnące sztywno zaparkowane w odległości 2 mm od materiału i pozwalając materiałowi przechodzić przez narzędzie, szwajcarscy użytkownicy mogą ciąć bardzo długie, małe średnice. Kluczem do osiągnięcia tego celu jest stan materiału. W przypadku korzystania z tulei prowadzącej, konieczne jest użycie materiału szlifowanego lub SMQ (Screw Machine Quality). Należy pamiętać, że nie można wytoczyć okrągłej części z materiału, który jest nieokrągły. Średnice tulei prowadzących są zazwyczaj szlifowane z dokładnością +/- .0002 lub lepszą. Zaleca się, aby w przypadku stosowania materiału szlifowanego o średnicy .4375 używać tulei prowadzącej o średnicy .4375.
Najnowsze maszyny szwajcarskie mogą pracować w trybie Hybrid lub Chucker, w którym tuleja prowadząca jest usuwana z maszyny. Istnieją również maszyny z głowicą rewolwerową lub suwakiem, które przesuwają narzędzia do nieruchomego materiału, ale zdecydowana większość maszyn szwajcarskich nadal posiada tuleje prowadzące i przesuwa materiał do narzędzia. W każdej maszynie szwajcarskiej narzędzie tokarskie utrzymuje stałą odległość od punktu podparcia, aby zminimalizować ugięcie.
Zalety szwajcarskich maszyn
Szwajcarska maszyna może stanowić różnicę między jedynie rentownym zakładem obróbki skrawaniem a wiodącym w branży warsztatem. Oto jak to zrobić:
- Mniej ustawień i operacji dla części z elementami frezowanymi i toczonymi.
- Wyższa jakość wykończenia powierzchni.
- Większe prędkości obróbki i krótsze czasy realizacji.
- Mniejsze drgania i ugięcia w przypadku długich, wąskich części.
- Węższe tolerancje.
- Większa różnorodność materiałów, z których można korzystać.
Gotowy do wypróbowania Swiss?
Dobra wiadomość dla obecnych użytkowników Mastercam: nie potrzebujesz już dodatkowego pakietu oprogramowania, aby uwolnić cały potencjał swojej szwajcarskiej maszyny. Rozwiązania Mastercam Swiss Machining Solutions są dostępne dla klientów korzystających z frezarek i tokarek i są dostarczane ze zoptymalizowanymi postprocesorami zaprojektowanymi do pracy z prawie wszystkimi szwajcarskimi markami maszyn. Chcesz wypróbować szwajcarskie rozwiązania Mastercam jako nowy klient? Skontaktuj się z lokalnym sprzedawcą tutaj.
Related Articles
Jak Catamount przekształcił swoją obróbkę lotniczą za pomocą Mastercam
Założona ponad 20 lat temu, Catamount Machine Works zyskała reputację dzięki precyzyjnej obróbce i bezkompromisowej jakości. Od momentu przejęcia w 2018 r. firma przeszła niezwykłą transformację - przyjmując zaawansowaną technologię i optymalizację procesów, aby sprostać...
Co nowego w Menedżerze płaszczyzn Mastercam 2026?
Jeśli kiedykolwiek zdarzyło Ci się przewijać długą listę płaszczyzn, próbując znaleźć tę, której potrzebujesz, Mastercam 2026 ma dobre wieści. Menedżer płaszczyzn został udoskonalony o nowe narzędzia organizacyjne, które pomagają spędzać mniej czasu na szukaniu, a więcej na...
Mastercam 2026 R2: Moc, precyzja i produktywność na nowo zdefiniowane
W Mastercam innowacja zaczyna się od słuchania. Właśnie dlatego przechodzimy z rocznego na półroczny harmonogram wydawniczy, odzwierciedlając nasze zaangażowanie w dostarczanie ciągłej wartości i skuteczniejsze reagowanie na zmieniające się potrzeby nowoczesnej produkcji. ...