Soustruh

Soustruh  - stroj na řezání ( soustružení ) obrobků z kovů , dřeva a dalších materiálů ve formě rotačních těles. Na soustruzích provádějí hrubé a dokončovací soustružení válcových, kuželových a tvarových ploch, závitování , ořezávání a koncové opracování, vrtání , zahlubování a vystružování otvorů atd. Obrobek se otáčí od vřetena , fréza  - řezný nástroj - se pohybuje podél se saněmi třmenu od hnacího hřídele nebo vodícího šroubu, který přijímá rotaci z podávacího mechanismu.

Významný podíl strojového parku tvoří stroje soustružnické skupiny. Zahrnuje podle klasifikace Experimentálního výzkumného ústavu kovoobráběcích strojů devět typů obráběcích strojů, které se liší účelem, konstrukčním uspořádáním, stupněm automatizace a dalšími vlastnostmi.

Použití přídavných speciálních zařízení na strojích (pro broušení , frézování , vrtání radiálních otvorů a další druhy zpracování) výrazně rozšiřuje technologické možnosti zařízení .

Soustruhy, poloautomaty a automaty, v závislosti na umístění vřetena , nesoucí zařízení pro nastavení obrobku obrobku , se dělí na horizontální a vertikální. Vertikální stroje jsou určeny především pro zpracování dílů značné hmotnosti, velkého průměru a relativně malé délky.

Nejběžnější soustruhy v sovětských dobách jsou 1K62 a 16K20 .

Historie vytvoření

Soustruh je prastarý nástroj. Nejstarší důkazy o soustruhu sahají do starověkého Egypta kolem roku 1300 př.nl [1] . Existuje také málo důkazů o jeho existenci v mykénské civilizaci pocházející z 18. nebo 14. století před naším letopočtem. E. [2] .

Jasné důkazy o opracovaných artefaktech byly objeveny v 6. století př. n. l.: fragmenty dřevěné mísy v etruské hrobce v severní Itálii a dvě ploché dřevěné desky s ozdobnými opracovanými okraji v moderním Turecku [3] .

V období válčících států v Číně, asi 400 př.n.l. e. staří Číňané používali soustruhy k ostření nástrojů a zbraní v průmyslovém měřítku [4] .

První známá malba zobrazující soustruh pochází ze 3. století př. n. l. ze starověkého Egypta [5] .

Soustruh byl pro průmyslovou revoluci velmi důležitý. Je známý jako „matka obráběcích strojů“, protože to byl první obráběcí stroj, který vedl k vynálezu dalších obráběcích strojů [6] .

V roce 1717 Andrej Konstantinovič Nartov , „dvorní soustružník Jeho Veličenstva císaře Petra Velikého“, poprvé vynalezl šroubořezný soustruh s mechanizovaným třmenem a sadou výměnných ozubených kol [7] . V tehdejších soustruzích byla fréza upnutá ve speciálním držáku, který se pohyboval ručně a přitlačoval k obrobku. Kvalita závisela pouze na přesnosti rukou mistra, tím spíše, že v té době se již soustruhy používaly pro zpracování kovových, nikoli dřevěných výrobků. Pouze velmi zručný řemeslník mohl řezat závity na šrouby, aplikovat složité vzory na obrobek, vyrábět ozubená kola s jemnými zuby. Nartov ve svém stroji nejen opravil frézu, ale také použil následující schéma: kopírovací prst a posuvné měřítko byly uvedeny do pohybu jedním vodicím šroubem, ale s různými kroky řezání pod frézou a pod kopírkou. Tím byl zajištěn automatický pohyb třmenu podél osy zpracovávaného obrobku. Stroj umožnil brousit nejsložitější vzory na téměř jakémkoli povrchu. Paradoxně, přes všechna další vylepšení mechanizovaného třmenu vynalezeného Nartovem, zůstal princip jeho fungování v naší době stejný [8] . První soustruhy Nartov jsou uchovávány ve sbírce Ermitáž jako mistrovská díla inženýrského umění 18. století [9] .

První plně zdokumentovaný celokovový soustruh vynalezl Jacques de Vaucanson kolem roku 1751. Bylo to popsáno v Encyklopedii.

Důležitým raným soustruhem v Británii byl horizontální vyvrtávací stroj, který byl instalován v roce 1772 v Royal Arsenal ve . Byl tažený koňmi a umožňoval vyrábět mnohem přesnější a výkonnější děla, která byla s úspěchem použita v americké válce za nezávislost na konci 18. století. Jednou z klíčových vlastností tohoto stroje bylo, že se obrobek otáčel na rozdíl od nástroje, což z něj technicky dělá soustruh. Henry Maudslay, který později zdokonalil mnoho soustruhů, pracoval od roku 1783 v Royal Arsenal [10] . Podrobný popis Vaucansonova soustruhu byl zveřejněn desítky let předtím, než Maudslay svou verzi zdokonalil. Je pravděpodobné, že Maudsley nevěděl o Vaucansonově práci, protože jeho první verze posuvného dorazu měly mnoho chyb, které nebyly nalezeny ve Vaucansonově soustruhu.

Během průmyslové revoluce byla mechanizovaná síla generovaná vodními koly nebo parními stroji přenášena do soustruhu přes lineární hřídel, což umožnilo rychlejší a snadnější práci. Kovoobráběcí soustruhy se vyvinuly v těžší stroje s tlustšími a tužšími součástmi. Mezi koncem 19. a polovinou 20. století nahradily lineární hřídel jako zdroj energie jednotlivé elektromotory na každém soustruhu. Od 50. let 20. století byly servo mechanismy používány k řízení soustruhů a dalších obráběcích strojů pomocí číslicového řízení, které bylo často kombinováno s počítači k vytvoření číslicového řízení (CNC). Dnes ve zpracovatelském průmyslu koexistují ruční a CNC soustruhy.

Typy soustruhů

K dispozici jsou různé formy soustruhů v různých formátech a specifikacích. Jsou zde dřevoobráběcí soustruhy, kovoobráběcí stroje a stroje pro dekorativní soustružení, opracování skla a diamantové řezání. Existují lehké soustruhy, které jsou užitečné pro měkkou práci, například v malých nástrojárnách, nebo pro praktické aplikace nebo demonstrace. Existují výkonné soustruhy používané pro hromadnou výrobu v elektrárnách, ocelárnách a papírnách, lodním a automobilovém průmyslu, těžbě, textilním průmyslu.

Šroubořezný soustruh

Šroubořezný soustruh je určen k provádění různých soustružnických operací na železných a neželezných kovech , včetně soustružení kuželů, řezání metrických, modulárních, palcových a stoupání závitů . Je to nejznámější a nejklasičtější ze všech obráběcích strojů.

Šroubořezné soustruhy jsou nejuniverzálnějšími stroji soustružnické skupiny a nacházejí uplatnění především v kusové a malosériové výrobě. Konstrukční uspořádání strojů je téměř stejné. Hlavní uzly stroje 16K20 brané jako příklad jsou:

Třmen se skládá ze spodního saně (vozíku) pohybujícího se po vodítkách rámu. Po vedeních spodních saní se příčné saně pohybují ve směru kolmém na střednici, na které je umístěn řezací vozík s držáky nástrojů. Řezací vozík je namontován na otočném stole, který lze nastavit pod úhlem ke středové ose stroje.

Hlavními parametry strojů jsou největší průměr obrobku nad ložem a největší vzdálenost mezi hroty. Důležitým rozměrem stroje je také největší průměr obrobku zpracovávaného přes příčné saně posuvného měřítka.

Přesnost šroubořezných soustruhů

Šroubořezné soustruhy jsou rozděleny do pěti tříd podle přesnosti:

zvýšené - P
normální - H
vysoká - B
obzvláště vysoká přesnost - A
zvláště precizní zpracování - C

Soustružnické a rotační

Hlavním znakem karuselového stroje je vertikální uspořádání osy otáčení. Tyto stroje jsou určeny pro jakékoli soustružení (soustružení a vyvrtávání válcových a kuželových ploch, ořezávání konců, řezání drážek, závitování frézou) velkých dílů. Při dovybavení stroje přídavnými zařízeními dokážou ostřit tvarové plochy na kopírce. Při instalaci přípravků na karusel lze provádět frézování a broušení.

Hlavní jednotkou je stůl s čelní deskou, na které je uchycen obrobek. Traverza se pohybuje po dvou regálech spojených portálem (analog vodítek). Na traverze jsou dva třmeny. Pravý třmen je otočný. Skládá se z podélného vozíku a svisle se pohybujícího jezdce. Věž je umístěna na jezdci. V otvorech věže jsou instalovány držáky s nástroji. Věž se používá při řezání konců při vrtání otvorů, někdy pro zpracování vnějších povrchů. Druhý třmen se nazývá vyvrtávací třmen. Skládá se z podélného vozíku, na kterém je nasazena otočná část, na které je jezdec, na kterém je upevněn držák nástroje. Vyvrtávací tyč se používá pro vyvrtávání otvorů, vnitřní drážkování a obrábění kuželů. Na pravé straně je boční třmen. Skládá se z podélného vozíku, jezdce a držáku nástroje a je určen pro zpracování vnějších ploch.

Charakteristickým rozměrem rotačních strojů je průměr čelní desky. V závislosti na této velikosti se rozlišují jednosloupové (s průměrem čelní desky ≤ 2000 mm) a dvousloupové stroje (s průměrem nad 2000 mm).

Pohyb stroje:

Čelní (předotáčivý) stroj

Stroj s relativně krátkým ložem a vysokou osou rotace (například 1A693), určený pro soustružení krátkých dílů velkého průměru převážně od konce („na čelo“). Často nemají koník. Vzhledem k velkému prostoru a horizontálnímu otáčení vřetena jsou soustruhy vhodné pro zpracování mnohatunových dílů krátké délky. Kvůli velkému zatížení skupiny vřeten a obtížnosti montáže obrobků jsou však čelní stroje ve výrobě často nahrazovány rotačními stroji.

Revolverový soustruh

Revolverový soustruh se používá ke zpracování obrobků nebo dílů z kalibrované tyče.

Na stroji se provádějí tyto druhy soustružení: soustružení, vyvrtávání , vrtání , zahlubování , vystružování , tvarové soustružení , závitování závitníky , matricemi a frézami provádí robot.

Automatické podélné soustružení

Automatické podélné soustruhy se používají při výrobě malých sériových dílů ze za studena tažené , kalibrované tyče , tvarovaného profilu a vinutého drátu .

Stroj může provádět soustružení různých materiálů - od mědi až po legované oceli .

Převážně automatické podélné soustružnické stroje nacházejí uplatnění ve velkosériové a hromadné výrobě, ale najdou uplatnění i v sériové výrobě při návrhu a výrobě potřebného zařízení pro výrobu speciálních skupin dílů s maximálním možným využitím stejné sestavy vačky , upínací a podávací kleštiny , držáky a nástroje.

Zařízení soustružnického automatu s pevnou vřetenovou hlavou je následující. Vřetenová hlava je upevněna na horní rovině rámu . Na jeho přední rovině je deska pro instalaci speciálních zařízení. Na zadní rovině vřeteníku je výkyvná zarážka a nahoře vertikální třmen . Na horní rovině lože jsou dále pohony pro přístroje, vřetenový nebo revolverový pohon a pohony pro příčné třmeny. Místo sklíčidla soustruhu používá podélný soustruh kleštinového sklíčidla . Toto rozhodnutí je způsobeno malou velikostí obrobku. Zároveň se u podélných soustruhů používají speciální kleštiny .

Automatický soustruh s pohyblivým vřeteníkem se nazývá automatický soustruh "švýcarského typu".

Stroj je ovládán prostřednictvím systému vaček a vačkových hřídelů uložených v rámu stroje. Je také možné instalovat CNC systémy s pohony posuvu a poháněnými nástroji.

Existují jednovřetenové a revolverové stroje podélného soustružení. Na rozdíl od jednovřetenových strojů mohou revolverové stroje současně provádět několik různých soustružnických operací pro různé díly upevněné v revolverovém vřetenu stroje.

Vícevřetenový automatický soustruh

Automatické stroje jsou určeny pro soustružení složitých a přesných dílů z kalibrovaných za studena tažených kruhových, šestihranných a čtvercových tyčí nebo z trubek v sériové výrobě.

Lze je použít pro: hrubovací, dokončovací a tvarové soustružení, ořezávání, vrtání, vyvrtávání, zahlubování, vystružování, závitování, odřezávání, válcování závitů .

Dostatečný výkon pohonu a konstrukční tuhost zajišťují vysokou produktivitu. Některé modely mohou současně provádět více než jednu operaci, což výrazně zvyšuje produktivitu takových strojů.

Soustružnické a frézovací obráběcí centrum

Obráběcí centrum kombinuje funkce soustružnických a frézovacích strojů . Přestože lze frézování a vrtání provádět na revolverových strojích s poháněnou revolverovou hlavou, možnosti takových strojů jsou výrazně omezeny pohyblivostí revolverové hlavy. Pro vyřešení tohoto problému mají obráběcí centra frézovací hlavu pro kužel HSK nebo Capto (méně často standardní kužel ISO nebo BT) Kužele HSK a Capto umožňují instalovat soustružnický nástroj přímo do frézovací hlavy, což umožňuje provádět soustružení. V tomto případě můžete použít frézy se čtyřhrannou stopkou, upnuté do speciálního přechodového trnu (častěji používané na vřetenech HSK), nebo frézy se speciální stopkou (typické pro vřetena Capto).

Pro rotační i statické nástroje se tedy používá stejné vřeteno frézovací hlavy.

Výměna nástrojů se provádí automatickým výměníkem nástrojů. Na obráběcích centrech se používají nástroje s vyměnitelnými karbidovými břitovými destičkami nebo jednodílné. Pájecí nástroj se obvykle nepoužívá.

Stroj může mít také věž, ale toto uspořádání se používá zřídka.

Obráběcí centra jsou určena především pro opracování složitých dílů, které vyžadují soustružení i frézování, jako jsou klikové hřídele .

CNC stroje

Rozvoj výpočetní techniky vedl ke vzniku obráběcích strojů s programovým řízením. V SSSR se vyrábělo velké množství typů CNC obráběcích strojů - 16K20 ("Rudý proletář", Moskva), 16B16 (Kuibyshev), LA155 (Leningrad) atd. CNC stroje zaujímaly mezeru mezi univerzálními a agregátovými stroji v výroba široké škály produktů (zajišťovaných knihovními zpracovatelskými programy) v relativně malých sériích (desítky a stovky kusů). Krátká doba výměny a vysoká opakovatelnost obrábění na CNC strojích umožnila dramaticky zvýšit výtěžnost dobrých dílů při víceoperačním zpracování. Základní CNC systémy v SSSR byly NTs-31 a 2P22 (soustružnická skupina) a 2S42 a 2P32 (frézovací skupina).

Dnes jsou předními výrobci CNC strojů Čína, Tchaj-wan, USA, Španělsko, Itálie, Japonsko a Německo.

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Co je to soustruh?  Historie, díly a provoz . Brighthub Engineering . Získáno 26. března 2018. Archivováno z originálu 17. května 2021.
  2. ↑ Clifford, Brian Stručná historie soustružení dřeva  . Dřevařská dílna . Cech soustružníků dřeva z Ontaria. — „První doklady o soustruhu samotném pocházejí ze 3. století před naším letopočtem, ale je známo, že se používal již dávno předtím. Plochá dřevěná mísa, která stála na dřevěných nohách, byla nalezena v jámovém hrobě v Mykénách z let 1100 až 1400 př.nl...[důkaz z artefaktu] naznačuje, že mohla být otočena na trnu drženém mezi středy v soustruhu. Proti tomuto pohledu musí být postavena skutečnost, že na kusu nejsou žádné známky soustružených drážek.“ Získáno 24. července 2018. Archivováno z originálu 12. listopadu 2020.
  3. ↑ Clifford, Brian Stručná historie soustružení dřeva  . Dřevařská dílna . Cech soustružníků dřeva z Ontaria. — „Nejstarší kus z této [severní Itálie] byl nalezen na místě známém jako „Hrob válečníka“ v Cornetu. Jedná se o fragment dřevěné mísy, datovaný kolem roku 700 př. n. l., který ukazuje „jasný důkaz zaoblení a leštění na jeho vnějším povrchu a dutého soustružení...“ (Woodbury) Na tomto místě byly nalezeny další etruské soustružené nádoby. ... Vykopávky mohylového hrobu v Malé Asii (dnes Turecko) odhalily dvě ploché dřevěné misky s ozdobnými soustruženými okraji. Ty byly datovány do 7. století před naším letopočtem. Získáno 24. července 2018. Archivováno z originálu 12. listopadu 2020.
  4. ↑ Armáda duchů císaře (dokument). PBS. Čas od začátku zdroje: 26:00. Archivováno 15. ledna 2016 na Wayback Machine
  5. ↑ Clifford, Brian Stručná historie soustružení dřeva  . Dřevařská dílna . Cech soustružníků dřeva z Ontaria. — „Nejstarší informace o soustruhu pocházejí ze 3. století před naším letopočtem. Toto je basreliéfní řezba na stěně hrobu Egypťana jménem Petrosiris." Získáno 24. července 2018. Archivováno z originálu 12. listopadu 2020.
  6. ↑ Murthy, S. Trymbaka. Učebnice prvků strojního inženýrství  (anglicky) . — ISBN 978-9380578576 .
  7. ↑ Nartov Andrey Konstantinovich 1693 - 1756: stručný životopis, roky života, aktivity . histrf.ru. Staženo 26. ledna 2019. Archivováno z originálu 26. ledna 2019.
  8. ↑ Nenapodobitelná přesnost  // rusplt.ru. Archivováno z originálu 18. října 2018.
  9. ↑ Andrej Konstantinovič Nartov - Vynálezy a vynálezci Ruska . www.inventor.perm.ru Staženo 26. ledna 2019. Archivováno z originálu 12. ledna 2019.
  10. ↑ Tomiyama, Testuo Vývoj výrobní technologie a obráběcích strojů (poznámky k prezentaci). Strany 18-21  (anglicky) (PDF). OpenCourseWare: TUDelft . TUdelft (16. února 2016). — "1770 Jan Verbruggen utekl do Anglie se svým synem Pieterem Verbruggenem (1734-1786) a stal se mistrem zakladatelem ve Woolwich Arsenal." Získáno 24. července 2018. Archivováno z originálu 25. července 2018. 02. Ontwikkeling Fabricagetechnologie [Přednáška]. Delft, Nizozemsko: TUDelft. Archivováno 7. června 2019 na Wayback Machine

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
V bibliografických katalozích