KINEMATSKE SHEME NA CNC OBDELOVALNIH STROJIH · 2017. 11. 27. · standarda DIN 66217 in ISO 841-1974 opisujeta vsa gibanja elementov obdelovalnih strojev. Translacijska oziroma ravninska

UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO

Kristian GEČ

KINEMATSKE SHEME NA CNC

OBDELOVALNIH STROJIH

Diplomsko delo

visokošolskega strokovnega študijskega programa 1. stopnje

Strojništvo

Maribor, september 2017

KINEMATSKE SHEME NA CNC

OBDELOVALNIH STROJIH Diplomsko delo

Študent: Kristian GEČ

Študijski program: visokošolski strokovni študijski program 1. stopnje

Strojništvo

Smer: Proizvodno strojništvo

Mentor: izr. prof. dr. Ivan PAHOLE

Maribor, september 2017

II

IZJAVA

Podpisani Kristian Geč izjavljam, da:

• je diplomsko delo rezultat lastnega raziskovalnega dela,

• predloženo delo v celoti ali v delih ni bilo predloženo za pridobitev kakršnekoli

izobrazbe po študijskem programu druge fakultete ali univerze,

• so rezultati korektno navedeni,

• nisem kršil-a avtorskih pravic in intelektualne lastnine drugih,

• soglašam z javno dostopnostjo diplomskega dela v Knjižnici tehniških fakultet ter

Digitalni knjižnici Univerze v Mariboru, v skladu z Izjavo o istovetnosti tiskane in

elektronske verzije zaključnega dela.

Maribor,_____________________ Podpis: ________________________

III

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju izr. prof. dr. Ivanu

PAHOLETU, univ. dipl. inž. str., za pomoč in

vodenje pri opravljanju diplomskega dela.

Posebna zahvala gre celotni družini za pomoč in

podporo pri študiju ter Maji, ki me je ves čas

podpirala, bodrila ter mi vseskozi stala ob strani.

IV

KINEMATSKE SHEME NA CNC OBDELOVALNIH STROJIH

Ključne besede: kinematske sheme, CNC obdelovalni stroj, kinematika

UDK: 531.1:621.7/.9.06(043.2).

POVZETEK

Diplomsko delo predstavlja kinematske sheme obdelovalnih strojev. Razvoj v orodjarski

industriji je prinesel veliko novosti glede samih obdelovalnih strojev in možnosti obdelave na

njih. Namen diplomske naloge je prikaz kinematike konvencionalnih in sodobnih CNC

obdelovalnih strojev. Poleg samih kinematskih shem in opisov obdelovalnih strojev delo

zajema tudi opis postopkov struženja ter rezkanja. Konec diplomskega dela pa nam prinaša

opis večjih proizvajalcev obdelovalnih strojev ter prikaz nekaterih njihovih produktov.

V

KINEMATIC SCHEMES ON CNC MACHINE TOOLS

Key words: kinematic schemes, CNC machine tool, cinematic

UDK: 531.1:621.7/.9.06(043.2).

ABSTRACT

The diploma thesis introduces kinematic schemes of machine tools. Development in machine-

tool industry has brought many novelties concerning machine tools themselves as well as

possibilities of their processings. The purpose of the diploma thesis is to present kinematic

conventional and modern CNC machine tools. Besides kinematics schemes themselves and

machine tools descriptions the thesis also includes introduction of processes – turning and

milling. The thesis finishes with presentation of bigger machine tools producers and their

products.

VI

KAZALO VSEBINE

1 UVOD ............................................................................................................. 1

1.1 Predstavitev problema ........................................................................... 1

1.2 Cilji in teze ............................................................................................... 1

1.3 Predpostavke in omejitve ....................................................................... 1

2 KINEMATSKE SHEME ............................................................................. 2

2.1 Koordinatni sistemi ................................................................................ 2

3 OBDELOVALNI STROJI ........................................................................... 6

3.1 Zgodovina ................................................................................................ 6

3.2 Klasični obdelovalni oz. konvencionalni obdelovalni stroji ............... 7

3.3 CNC obdelovalni stroji ......................................................................... 23

3.4 Spremembe oblik obdelovalnih strojev .............................................. 25

3.5 Orodja CNC obdelovalnih strojev ...................................................... 26

4 PROIZVAJALCI STROJEV ..................................................................... 37

5 ZAKLJUČEK .............................................................................................. 42

6 VIRI IN LITERATURA ............................................................................ 43

VII

KAZALO SLIK

Slika 1 Koordinatni sistem ......................................................................................................... 3

Slika 2 Koordinatna izhodišča 1 [3] ........................................................................................... 3

Slika 3 Koordinatna izhodišča 2 ................................................................................................. 4

Slika 4 Ničelna točka vpetega svedra ......................................................................................... 5

Slika 5 Ničelna točka stružnega noža ......................................................................................... 5

Slika 6 Porast rezalnih hitrosti v zadnjem stoletju glede na uporabljeni rezalni material [5] .... 6

Slika 7 Vzdolžno in prečno struženje [6] ................................................................................... 8

Slika 8 Načini vpenjanja [6] ....................................................................................................... 9

Slika 9 Obdelovanec, ki je izdelan s postopki struženja [7] ..................................................... 10

Slika 10 Univerzalna stružnica [8] ........................................................................................... 11

Slika 11 Kinematska shema univerzalne stružnice .................................................................. 12

Slika 12 Čelna stružnica [9] ..................................................................................................... 12

Slika 13 Kinematska shema čelne stružnice ............................................................................. 13

Slika 14 Karuselna stružnica [10] ............................................................................................. 14

Slika 15 Kinematska shema revolverske stružnice .................................................................. 15

Slika 16 Obdelava z obeh strani [19] ....................................................................................... 16

Slika 17 Vrtanje [21] ................................................................................................................ 16

Slika 18 Gnano orodje za posnemanje utorov [21] .................................................................. 17

Slika 19 Orodje za glajenje površine [24] ................................................................................ 17

Slika 20 Obodno in čelno rezkanje [7] ..................................................................................... 18

Slika 21 Istosmerno in protismerno frezanje [7] ...................................................................... 19

Slika 22 Standardne vrste frezal [7] ......................................................................................... 20

Slika 23 Namensko izdelano frezalo [13] ................................................................................ 20

Slika 24 Univerzalni orodjarski rezkalni stroj [15] .................................................................. 21

Slika 25 Klasični frezalni stroj ................................................................................................. 22

VIII

Slika 26 Vodoravni vrtalno-frezalni stroj ................................................................................. 22

Slika 27 Stebelni frezalni stroj z vrtljivo mizo ......................................................................... 23

Slika 28 Informacijski tok CNC-krmilja [5]............................................................................. 24

Slika 29 Zgradba krmilja CNC-strojev [5] ............................................................................... 25

Slika 30 Razstavljeni deli vpenjalne glave in rezilo [2] ........................................................... 26

Slika 31 1. korak – vstavitev stročnice v vpenjalno matico [2] ................................................ 27

Slika 32 2. korak – vstavitev stebla rezila v stročnico, ki je vstavljena v matici [2] ................ 27

Slika 33 3. korak – matico s stročnico in vstavljenim rezilom privijemo v držalo orodja [2] . 27

Slika 34 Zalogovnik orodij CNC rezkalnega stroja [17] .......................................................... 28

Slika 35 Shema revolverske glave [18] .................................................................................... 29

Slika 36 Obdelovalni center s štirimi revolverji [19] ............................................................... 29

Slika 37 Nastavljivo gnano orodje [21] .................................................................................... 30

Slika 38 Hitra menjava pri radialnem gnanem orodju [21] ..................................................... 30

Slika 39 Aksialno gnani rezkar [21] ......................................................................................... 31

Slika 40 Gnano orodje za rezkanje ozobij [21] ........................................................................ 31

Slika 41 Trifix sistem orodja [21] ............................................................................................ 32

Slika 42 Vpenjalne priprave za orodja [22] .............................................................................. 33

Slika 43 Priprava za sestavljanje oz. razstavljanje orodij [22] ................................................. 33

Slika 44 Možnost nastavitve gnanega orodja [19].................................................................... 33

Slika 45 Optična merilna naprava v obdelovalnem centru [19] ............................................... 34

Slika 46 Stružni nož [13] .......................................................................................................... 35

Slika 47 Stružni nož za struženje navojev [13] ........................................................................ 35

Slika 48 Seco tools katalog [23] ............................................................................................... 36

Slika 49 PUMA TT2500SY [25] .............................................................................................. 37

Slika 50 Kinematika stroja PUMA TT2500SY [26] ................................................................ 38

Slika 51 HYPERTURN 65 Powermill [27] .............................................................................. 38

IX

Slika 52 Revolverska in frezalna glava na stroju [28] .............................................................. 39

Slika 53 Kinematika stroja HYPERTURN 65 PM ................................................................... 39

Slika 54 TRAUB TNX 65-42 [29] ........................................................................................... 40

Slika 55 Kinematika stroja TNX65-42 [19] ............................................................................. 41

X

UPORABLJENE KRATICE

CNC Computer Numerical Control

NC Numerical Control

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

1

1 UVOD

1.1 Predstavitev problema

V industriji je prišlo do velikega napredka pri obdelovalnih strojih. Včasih je bilo za izdelavo

enega izdelka potrebnih več faz obdelave na več strojih. Dandanes pa je napredek v

obdelovalni industriji doprinesel k temu, da lahko enak izdelek, za katerega smo prej

potrebovali več naprav in korakov, izdelamo s pomočjo ene same. S primerjavo kinematskih

shem med starejšimi in sedaj novejšimi obdelovalnimi stroji bom pokazal, kaj nam je prinesel

ta napredek.

1.2 Cilji in teze

Cilja diplomskega dela sta pregled in priprava ustrezne didaktične podpore.

1.3 Predpostavke in omejitve

Predpostavljam, da bo z večjim poznavanjem kinematskih shem obdelovalnih strojev in

uvedbo le-teh v proizvodnje prišlo v industriji do optimizacij proizvodnih procesov,

zmanjšanja stroškov ter časa izdelave.

Pri izdelavi diplomske naloge me bo predvsem oviralo nepoznavanje kinematskih shem

novejših obdelovalnih strojev.


2

2 KINEMATSKE SHEME

Način obdelave na sodobnih CNC obdelovalnih strojih se predvsem razlikuje po številu

krmilnih osi na stroju. Več kot ima stroj krmiljenih osi, bolj zahtevne oblike lahko na njem

izdelamo brez potrebnega prevpenjanja obdelovanca. Najenostavnejši so 1-osni obdelovalni

stroji, to so predvsem stebelni vrtalni stroji, kjer gre samo za pomik gor/dol oz. pomik po Z-

osi. Poznamo pa tudi 15-osne stroje. V vsakem stroju so osnovne 3 osi, in sicer X, Y in Z. Z

vsako dodatno osjo pa dobimo večjo možnost obdelave, več kot ima stroj osi, težje oz.

zahtevnejše izdelke bomo lahko na njem izdelali brez potrebnega prevpenjanja samega

obdelovanca, kot bi bilo to potrebno, če bi izdelek obdelovali na osnovnem 3-osnem stroju.

[1]

Število krmiljenih osi na obdelovalnem stroju predstavlja število smeri gibanja gibljivih delov

stroja, in sicer delovne mize, vretena ter nosilca orodij. [2]

2.1 Koordinatni sistemi

Pri obdelovalnih strojih se za določanje geometrijskih podatkov uporablja Kartezijev

koordinatni sistem, definiran z dvema oz. tremi med seboj pravokotnimi si osmi, ki imajo

skupno sečišče oz. koordinatno izhodišče.

Poznamo:

- Ravninski koordinatni sistem: v uporabi je na stružnicah in podobnih obdelovalnih

strojih.

- Prostorski koordinatni sistem: uporablja se predvsem pri kombiniranih vrtalno-

frezalnih strojih, obdelovalnih celicah in podobno. [2]

Sama lega koordinatnega sistema je dogovorjena, definirana in zapisana v standardih. Tako

standarda DIN 66217 in ISO 841-1974 opisujeta vsa gibanja elementov obdelovalnih strojev.

Translacijska oziroma ravninska gibanja v smeri glavnih osi obdelovalnega stroja ali centra

po standardu označujemo z X, Y in Z. Rotacijska gibanja okrog teh treh pa prav tako

označimo po dogovoru, in sicer rotacijo okoli X osi označimo z A, rotacijo okrog Y osi z B

ter rotacijo okoli Z osi s C. Tako kot imajo translacijske osi pozitivne smeri, imajo tudi

rotacijske osi določene pozitivne smeri gibanja, in sicer tako, da je pozitivna smer rotacije na

principu desnega vijaka v smeri translacijske osi (Slika 1).


3

Vsako gibanje obdelovalnega stroja je opisano s številom osi ali, lepše rečeno, s prostostnimi

stopnjami. Pri strojih z več kot tremi translacijskimi ali rotacijskimi osmi te dodatne

prostostne stopnje opišemo s črkami s konca abecede. Tako os, ki je vzporedna osi X,

označimo s črko U, os, ki je vzporedna osi Y, označimo z V ter os, ki je vzporedna osi Z,

označimo s črko W. Te nove vzporedne osi predstavljajo nov koordinatni sistem, katerega

lahko poljubno zasukamo okrog glavnih osi ter s tem zavzamemo nek določen položaj glede

na osnovni koordinatni sistem obdelovalnega stroja. [3]

KOORDINATNA IZHODIŠČA

Vsak koordinatni sistem na obdelovalnem stroju ima svoje izhodišče, po katerem se lahko

orientiramo. Sam krmilni sistem pa izmenja podatke z ostalimi koordinatnimi sistemi na

stroju.

Slika 2 Koordinatna izhodišča 1 [3]

+C

Z

X

+A

Y

+B

Slika 1 Koordinatni sistem


4

Slika 3 Koordinatna izhodišča 2

- Referenčna točka (R):

to je točka, ko se stroj z vsemi vodili postavi v njo ob vklopu in tako določi položaj

koordinatnega izhodišča s koordinatami: X = 0, Y = 0, Z = 0. Pri veliko strojih je to

točko nemogoče doseči in je v tem primeru določena referenčna točka, katere odmik je

znan (npr.: X = 55, Y = -5, Z = 0), tako da se stroj ob vklopu postavi v to točko.

- Ničelna točka stroja (M):

to je točka, določena s strani proizvajalca stroja in je izhodiščna točka koordinatnega

sistema samega stroja ter je začetna točka za vsa ostala koordinatna izhodišča. Ta

točka je fiksna in je ni mogoče spreminjati.

- Ničelna točka obdelovanca (W):

ta točka je največkrat določena na enem izmed vogalov obdelovanca, tako da jo je

možno dobro otipati. Določena je s strani programerja, ki pripravi CNC-program, tako

da je v njej postavljeno koordinatno izhodišče programa.

- Ničelna točka orodja (B):

to je točka, glede na katero v CNC-programu izračunamo poti orodja. Da bo

zagotovljena geometrijska natančnost izdelka, je potrebno krmilju povedati, da po

izračunanih poteh ne vodi ničelne točke, ampak točko, ki se nahaja na konici orodja.

Točka konice orodja je od ničelne točke odmaknjena za velikost korekcijskih

faktorjev. [2] [4]


5

Slika 4 Ničelna točka vpetega svedra

Slika 5 Ničelna točka stružnega noža

Ničelna točka

orodja

Ničelna točka

orodja


6

3 OBDELOVALNI STROJI

3.1 Zgodovina

Kot posledica vedno hitrejšega tehnološkega razvoja industrije in zahtevnejših nalog izdelava

izdelka predstavlja visoke zahteve, katerim le težko ugodimo. Izdelek mora biti izdelan hitro,

kvalitetno in poceni, čemur pa moramo prilagoditi tudi konstruiranje, izkoriščanje in gradnjo

obdelovalnih strojev.

Ogromen vpliv na razvoj konstrukcij obdelovalnih strojev ima izboljševanje rezalnih lastnosti

orodij, katerih zmogljivost materiala je odvisna predvsem od rezalne hitrosti in sil, kar

prikazuje Slika 6, kjer vidimo porast rezalnih hitrosti v zadnjem stoletju v odvisnosti od

uporabljenega rezalnega materiala. Takšen razvoj tako zahteva zvišanje maksimalnih vrtilnih

hitrosti glavnega vretena in moči pogonskega elektromotorja. Tako posledično s

povečevanjem zmogljivosti raste tudi natančnost samega stroja, hkrati dosežemo izboljšano

merilno tehniko.

Slika 6 Porast rezalnih hitrosti v zadnjem stoletju glede na uporabljeni rezalni material [5]


7

Vso to izboljšanje vodi ter pomembno vpliva na razvoj funkcijskih elementov, ogrodij, vodil,

ležajev ter menjalnikov. Dinamične probleme, nastale z večjo zmogljivostjo, so reševali šele

kasneje, ko so bili na razpolago primerni postopki merjenja.

Razvoj obdelovalnih strojev je bil pogojen z večjo zmogljivostjo, natančnostjo, nujnostjo

racionalnejše proizvodnje ter industrijsko porazdelitvijo dela. Na principu nekaj osnovnih

tipov strojev, potrebnih za osnovno obrtno dejavnost, se je razvilo veliko število strojev za

najrazličnejše potrebe in različne stopnje avtomatizacije.

Nedavno smo se posluževali predvsem čim bolj avtomatiziranih strojev, ki so namenjeni za

obdelavo in opravljanje samo enega opravila. Ti stroji so bili tako grajeni posebej za določen

namen ali pa sestavljeni iz agregatov ali enot. Te lahko sestavimo nato v obdelovalno progo,

ki predstavlja ta stroj v širšem smislu. Pri velikoserijski proizvodnji tako težimo k

izpopolnjevanju teh enot in agregatov, kajti če je le-ta sestavljen iz enot, ga lahko po

prenehanju proizvodnje razstavimo ter enote uporabimo v drugi kombinaciji za kateri drugi

stroj ali obdelovalno progo.

V današnjem času je vse več delavnic z maloserijsko ali posamično proizvodnjo, kjer

uporabljajo kot osnovni stroj univerzalni obdelovalni stroj.

Sodobna proizvodnja stremi k določenim karakteristikam, ki jih zahteva tržišče:

- Funkcionalne karakteristike proizvodov,

- Kvaliteta in zanesljivost proizvodov,

- Raznolikost proizvodov,

- Pojav izdelkov po naročilu kupca in

- Konkurenčnost in s tem optimalni proizvodni stroški. [5]

3.2 Klasični obdelovalni oz. konvencionalni obdelovalni stroji

Klasični ali konvencionalni obdelovalni stroji so stroji, pri katerih je pogoj za uspeh primerna

delovna sila.

STRUŽENJE

Struženje je tako imenovani postopek odrezovanja, ki se potrebuje v glavnem za izdelavo

valjastih predmetov, čeprav je z njim možno obdelovati tudi ravne površine. Sedaj postopki

omogočajo izdelavo tudi predmetov drugačnih oblik, ki pa morajo imeti vsaj osnovo

rotacijskega telesa.


8

Obdelovanec pri postopku struženja opravlja glavno krožno gibanje, podajanje in ostala

pomožna gibanja, kamor štejemo: nastavljanje globine rezanja, nastavljanje noža za izdelavo

posebnih oblik ter opravljanje orodja.

Struženje delimo glede na smer pretežnega poteka podajalnega gibanja, pri vzdolžnem

struženju se nož giblje vzporedno z osjo obdelovanca, pri drugem tipu, ki ga imenujemo

prečno, pa se giblje pravokotno na njegovo os. Vzdolžno in prečno struženje je prikazano na

Sliki 7.

Slika 7 Vzdolžno in prečno struženje [6]

Prva navedena oblika struženja glede na smer je prečno podajalno gibanje, ki je lahko

usmerjeno od večjega premera proti osi ali od manjšega premera navzven. V primeru, ko

sredina obdelovanca ne vsebuje luknje, mora biti prečno gibanje usmerjeno tako, da

navsezadnje pride vrh orodja natančno v sredino obdelovanca. V večini primerov gre za

stružnice s posebnim križnim suportom, katerega je mogoče obrniti pod poljubnim kotom

proti osi stroja in s tem dobiti gibanje orodja v poševni smeri. Tak način se uporablja

predvsem za struženje stožcev.

Poljubno rotacijsko obliko je možno doseči pri krajših obdelovancih s posebno obliko

prečnega struženja, kjer ima orodje rezalni rob ustrezne oblike. Takšno delo imenujemo

oblikovno ali profilno struženje.

Telesa najrazličnejših neokroglih oblik lahko izdelamo s pomočjo nihanja orodja, ki je z

vrtenjem obdelovanca tako usklajeno, da na en vrtljaj pride vedno natančno celo število

vrtljajev. Struženje navoja lahko kombiniramo s podstruževanjem. Če je podajalno gibanje

vrtilno, kar pomeni, če se vrh orodja giblje po krožnici, dobimo kot rezultat kroglo ali razne

oblike torusa.


9

VPENJANJE OBDELOVANCA PRI STRUŽENJU

Pri postopku struženja se obdelovanec vrti hkrati z glavnim vretenom, zato je potrebno, da je

z njim ustrezno povezan. Povezava se mora prenašati od vretena na obdelovance vrtilni

moment, ki je potreben za premagovanje rezalnih sil, da se pri tem os vretena natančno ujema

z osjo obdelovanca. Pripomoček, ki vpenja in skrbi za to povezavo, mora obdelovanec na

vreteno centrirati ter vpeti.

Obdelovanec je pri struženju lahko vpet na sledeče načine, prikazane na Sliki 8:

- enostransko: kar pomeni, da je vpet na vpenjalno glavo, patron ali kateri drug specialni

pripomoček,

- med dvema konicama,

- enostransko ter dodatno podprt s konico,

- enostransko in podprt blizu drugega konca z lineto,

- med dvema konicama ter podprt z eno ali več linetami,

- enostransko in podprt s konico in eno ali več linetami ter

- dvostransko z morebitnimi dodatnimi podporami.

Slika 8 Načini vpenjanja [6]


10

Slika 9 Obdelovanec, ki je izdelan s postopki struženja [7]

Slika 9 nam prikazuje obdelavo s struženjem, kjer smo uporabili različne stružne nože za

obdelavo posameznih delov na obdelovancu. Iz skice na sliki je razvidno, kateri stružni nož

smo uporabili za določeni del obdelave na obdelovancu. Levo zgoraj je prikazan surovec,

desno pa končni izdelek po obdelavi.

VRSTE STRUŽNIC

Kot sem že omenil, veljajo stružnice za najstarejše obdelovalne stroje, ki se še danes največ

uporabljajo. Glede na namen in uporabo ločimo več vrst stružnic.

Glede na glavne dele in njihovo razmestitev razlikujemo naslednje osnovne vrste stružnic:

1. univerzalne,

2. čelne,

3. karuselne,

4. revolverske.


11

Iz osnovnih oblik so se nato razvile različne posebne stružnice, med katere podajamo sledeče:

5. kopirne in podstružilne ter

6. avtomatske stružnice. [6]

UNIVERZALNA STRUŽNICA

Univerzalne stružnice so še zmerjaj kljub CNC-strojem včasih nepogrešljiv element

orodjarske delavnice, kajti izdelava kakšnih manj zahtevnih izdelkov je na njih veliko hitrejša,

kot pa če bi morali najprej napisati CNC-program in ga vnesti v računalnik, da bi lahko nato

zagnali stroj in izdelali ta izdelek. Včasih se je na takšnih stružnicah izdelovalo večino (manj

in bolj zahtevnih) struženih izdelkov, dandanes pa na njih izdelujemo preproste izdelke, ki

niso del serijske proizvodnje. Uporablja se večinoma za posamično proizvodnjo, včasih pa jo

uporabimo tudi za izdelavo kakšne manjše serije izdelkov.

Slika 10 Univerzalna stružnica [8]

Slika 10 prikazuje univerzalno stružnico in njene sestavne dele. Te stružnice imajo ločen

poseben mehanizem za vzdolžno in prečno podajanje s pomočjo utornega vretena. Na njih je

možno vrezovanje navojev s profilnimi orodji, kar nam omogočajo navojno vreteno in

dvodelne matice. Sestavni del stružnice je tudi vreteno za hitri vklop in izklop stroja, ki je

vzporedno z navojnim in utornim vretenom, lahko pa imajo še četrto vreteno za preklapljanje

podajalnega gibanja. Poleg vreten pa stružnico sestavljajo še vretenjak, vpenjalna glava,

konjiček, konica, sani s suporti ter vodila.


12

Univerzalna stružnica omogoča vzdolžno, prečno, stožčasto struženje, lahko stružimo navoje,

režemo navoje z navojnimi vrezniki in čeljustmi, vrtamo, grezimo, povrtavamo, ročno

poliramo ter poleg vsega stružimo tudi arhimedovo spiralo. Če pa na stružnici uporabimo še

dodatne pripomočke, pa nam ti pripomočki omogočajo brušenje, narebričenje, kopiranje,

struženje krogle in še mnoge druge načine obdelav. Skratka, na njej lahko izdelujemo veliko

različnih izdelkov od najpreprostejših pa vse do izdelkov bolj kompliciranih oblik. [8]

Slika 11 Kinematska shema univerzalne stružnice

Kinematika univerzalne stružnice temelji na dveh oseh, in sicer sta to osi X in Z, na sliki je

vrisana tudi os C, ampak je v tem primeru ne jemljemo kot os, saj opravlja vrtilno delo

obdelovanca. Osi X in Z sta translacijski, os C pa je rotacijska. (Slika 11)

ČELNE STRUŽNICE

Slika 12 Čelna stružnica [9]

+C

+Z +X


13

To so prečne stružnice z vodoravnim glavnim vretenom. Le-te so se razvile na podlagi

univerzalnih, glede na zahtevo po obdelavi predmetov, ki imajo velik premer, vendar

relativno majhno dolžino. Njihova prednost je, da so preproste in cenene, imajo dober dostop

in dober pregled nad delom, slabost pa je težko vpenjanje obdelovancev, obremenjenost

prednjega ležaja ter nenatančnost obdelave. Te stružnice so različnih izvedb, predvsem

razlikujemo stružnice, pri katerih je postelja vzporedna z osjo glavnega vretena in tiste, pri

katerih je postelja pravokotna na os glavnega vretena. [2]

Slika 13 Kinematska shema čelne stružnice

Kinematika čelne stružnice je povsem enaka kot kinematika univerzalne stružnice, saj gre za

pomik v dveh oseh, in sicer X in Z. Na Sliki 12, ki prikazuje to shemo, vidimo, da gre za

čelno stružnico z vzporedno posteljo glede na glavno vreteno. (Slika 13)

+X

+Z

+C


14

KARUSELNE STRUŽNICE

So prečne stružnice z navpičnim glavnim vretenom, prednost teh je, da lahko večje in težje

obdelovance lažje vpnemo, prav tako zaradi vodoravno vrteče plošče manj obremenjujemo

vretena. Karuselne stružnice so se razvile v največje obdelovalne stroje, pri čemer je

vpenjalna plošča v višini tal in dvodelna. Primer takšne stružnice prikazuje Slika 14. [6]

Slika 14 Karuselna stružnica [10]

REVOLVERSKE STRUŽNICE

To vrsto stružnic uporabljamo za serijsko obdelavo obdelovancev, katere je potrebno delati z

različnim orodjem, pri čemer se more le-to zvrstiti po nekem vnaprej določenem zaporedju.

Splošno si ta zaporedja sledijo tako: vpenjanje obdelovanca, vklop vrtljajev, primik prvega

orodja, obdelava, odmik orodja, deblokiranje glave revolverja, zasuk glave na naslednje

orodje, fiksiranje glave, primik glave z orodjem, morebitni vklop drugega števila vrtljajev,

obdelava ... in tako naprej, do zaključka zadnje operacije. Glavna značilnost te vrste stružnic

je revolverska glava, ki ima vlogo vrtljivega skladišča, v katerem shranjujemo orodja. Ker so

orodja med delom že vpeta, jih ni potrebno ponovno vpenjati, temveč samo zavrtimo glavo za

določeni kot. Nekatere revolverske stružnice so lahko tudi avtomatizirane, v novejšem času pa

se pojavljajo že predvsem programirane. Pri teh delavec opravlja ročno le še premik in odmik

sani ter vpenjanje obdelovanca.


15

Slika 15 Kinematska shema revolverske stružnice

Pri revolverski stružnici pa imamo še tretjo translacijsko os, in to je os W. Namesto konjička

je na stružnico pritrjena revolverska glava, tako da nam W-os predstavlja pomik revolverja.

KOPIRNE STRUŽNICE

Te se pogosteje uporabljajo v serijski proizvodnji, pri katerih obdelujemo zunanje in notranje

valjaste premere. Kopirna naprava posname obris s šablone ali vzorca in ga prenese na sani,

kjer je orodje. Vse poteka avtomatizirano, zato so tudi vsi obdelovanci enaki, obdelovalni čas

je tudi precej krajši, kot če bi delo opravljali ročno. [6]

Sodobne CNC-stružnice omogočajo poleg postopka struženja tudi naslednje postopke:

- Obdelave z obeh strani (prevpenjanje),

- Vrtanje v aksialni, radialni smeri ter pod kotom,

- Rezkanje v aksialni in radialni smeri, tudi pod kotom,

- Posnemanje – izdelava utorov,

- Izdelava ozobij, s postopki odrezavanja in preoblikovanja,

- Postopki preoblikovanja (primer: valjanje prehodov z enega premera na drugega).

+Z +X

+C

+W


16

Slika 16 Obdelava z obeh strani [19]

Slika 16 na prikazuje obdelavo z obeh strani, najprej poteka obdelava na eni strani, nato pa

stroj sam preprime obdelovanec in ga obdeluje z druge strani.

Slika 17 Vrtanje [21]

Slika 17 nam prikazuje tri načine in sicer v aksialni ter radialni smeri in vrtanje pod kotom.


17

Slika 18 Gnano orodje za posnemanje utorov [21]

Novost na trgu je orodje za posnemanje utorov. To orodje prikazuje Slika 18.

Slika 19 Orodje za glajenje površine [24]

Na Sliki 19 vidimo orodje za glajenje površine. Uporablja se za doseganje povsem gladke

površine, v utorih in na zunanji površini.


18

REZKANJE

Za razliko od struženja, kjer glavno gibanje opravlja obdelovanec ali gnano orodje, je pri

rezkanju ravno obratno, saj glavno vrtilno gibanje opravlja vedno samo orodje, obdelovanec

pa se podaja. [1]

Pri rezkanju gre za postopek odvzemanja materiala, pri katerem nastaja odrezek zaradi sile, ki

jo povzročata rezalni rob vrtečega orodja in podajalno gibanje pri pomikanju v tog material.

Poznamo obodno in čelno rezkanje ter istosmerno in protismerno. Razlika med obodnim in

čelnim rezkanjem je v tem, katero ploskev orodja uporabljamo za nastajanje odrezka. [11]

Slika 20 Obodno in čelno rezkanje [7]

Slika 20 nam prikazuje obodno in čelno frezanje. Na sliki lahko vidimo tudi, da pri frezanju

ne gre samo za obdelovanje ravnih ploskev, temveč lahko z rezkanjem obdelujemo tudi

okrogle površine, pri tem gre za postopek okroglega frezanja. Okrogle površine lahko

obdelujemo tako čelno kot tudi obodno, se pravi na oba načina frezanja.

Obodno frezanje pa razdelimo še na dve veji, in sicer na:

- Istosmerno in

- Protismerno frezanje.

Pri istosmernem rezkanju se obdelovanec giblje v enaki smeri, kot se vrti frezalo, tako da zob

frezala zareže v obdelovanec s predvideno začetno debelino odrezka in reže tako, da zaključni

del odrezka postaja vse tanjši. Pri tem načinu rezkalo začne rezati takoj brez odrivanja.


19

Slika 21 Istosmerno in protismerno frezanje [7]

Pri protismernem rezkanju se obdelovanec giblje v nasprotni smeri vrtenja frezalo, tako da

zob frezala zareže v obdelovanec od vrednosti nič pa do največje, tik preden sam zob zaključi

z rezanjem.

Površina obdelovanca je kvalitetnejša pri istosmernem rezkanju ravno zaradi tega, ker se

odrezek proti koncu tanjša in je njegova debelina na koncu nič. [12]


20

Slika 22 Standardne vrste frezal [7]

Slika 22 nam nazorno prikazuje standardna frezalna orodja in oblike obdelave, ki jih

dosežemo z njimi. Poleg standardnih frezal obstajajo tudi posebna namensko izdelana frezala,

ki so narejena z namenom, da z njimi naredimo obliko, ki je s standardnimi postopki

odrezavanja in s standardnimi orodji ne moremo doseči. Eno izmed takšnih namensko

izdelanih frezal prikazuje Slika 23.

Slika 23 Namensko izdelano frezalo [13]


21

REZKALNI STROJI

Delimo jih na:

- Navpične

- Vodoravne

- Kombinirane

Univerzalni orodjarski rezkalni stroj

Z enim vpetjem lahko obdelujemo vodoravne, navpične in poševne površine. [14]

Klasični rezkalni stroj ima 3 osi, na Sliki 24 pa je prikazan 5-osni rezkalni stroj. Sestavljajo ga

postelja, konzola, vretenjak, vodoravno glavno vreteno, navpično glavno vreteno ter glava

stroja.

Slika 24 Univerzalni orodjarski rezkalni stroj [15]

Običajno so takšni stroji vodoravne zasnove, imajo pa lahko dodatne glave, ki jih po potrebi

pritrjujemo na vodoravni vretenjak. [14]


22

Slika 25 Klasični frezalni stroj

Slika 25 nam prikazuje klasični 3-osni rezkalni stroj. Osi X in Y opravljata podajalno gibanje,

medtem ko se v Z-osi opravlja rotacijsko gibanje. Os W pa je mirujoča os delovne mize.

Slika 26 Vodoravni vrtalno-frezalni stroj

+X

+Z

+Y

+W

+W

+X

+Z

+Y


23

Glavno gibanje vretena na Z-osi se opravja v horizontalni smeri, obdelovanec pa je vpret na

pokončni mizi. Prednost takšnega stroja je odvajanje odrezkov. Z osmi Y in Z krmilimo

orodje, X-os pa nam predstavlja gibanje obdelovanca. (Slika 26)

Slika 27 Stebelni frezalni stroj z vrtljivo mizo

Slika 27 nam prikazuje 5-osni rezkalni stroj, poleg osnovnih osi X, Y, in Z imamo v tem

primeru še dve dodatni osi, in to sta sicer os B in os U. Os B nam predstavlja rotacijsko

gibanje mize, os U pa translacijsko gibanje in se uporablja predvsem v primerih, ko med samo

obdelavo spreminjamo notranji premer obdelovanca.

3.3 CNC obdelovalni stroji

CNC obdelovalni stroj sestavljata dva glavna dela: sam stroj, na katerem se izvaja obdelava

delov in CNC-krmilnik, ki to obdelavo krmili. CNC-program vsebuje natančen popis korakov

obdelave na stroju in s tem predstavlja in daje vhodne informacije, ki jih CNC-krmilnik

potrebuje za krmiljenje obdelave. Sam mehanski del CNC-stroja se po izgledu ne razlikuje

bistveno od klasičnega obdelovalnega stroja, glavna razlika je krmilni del, v katerega je

vgrajen računalnik, ki ves čas kontrolira in vodi celoten proces obdelave izdelka.

+Z

+B

+X

+W

+U

+Y


24

CNC obdelovalni stroj je neke vrste avtomat, ki ga lahko prosto programiramo. Največja

značilnost je predvsem velika fleksibilnost, kajti omogoča hitro preureditev stroja z ene na

drugo obdelavo. To lahko spremenimo z zamenjavo CNC-programa ali manjšo preureditvijo

obdelovalnega stroja. Ravno ta velika fleksibilnost CNC obdelovalnih strojev je še posebej

primerna za avtomatizacijo malo- in srednjeserijske proizvodnje. [16]

Razvoj elektronike je prinesel ukinitev NC-krmilj, nadomestila so jih CNC-krmilja. Na Sliki

28 je prikazan informacijski tok pri CNC-krmilju.

Slika 28 Informacijski tok CNC-krmilja [5]

Za razliko od NC-krmilj vsebujejo CNC-krmilja še računalnik. V principu gre pri obeh

krmiljih za opravljanje enakih nalog, je pa v prednosti CNC-krmilje, ki zaradi vgrajenega

računalnika lahko prevzame še vrsto drugih nalog, kot so npr.:

- višje vrste interpolacij,

- programska povezava krmilja s strojem,

- korekcija radija rezalnega roba orodja,

- tehnika programov …


25

Slika 29 Zgradba krmilja CNC-strojev [5]

Na Sliki 29 imamo prikazano zgradbo krmilja CNC-stroja. Za vodenje procesa obdelave je v

vsaki krmilni enoti prilagojen še procesni računalnik PLC, katerega naloga je, da spremlja

stanje zaznav na obdelovalnem stroju ter nato pravilno v logičnem zaporedju generira ukaze

za CNC-del krmilnika ter uporabnika. [5]

3.4 Spremembe oblik obdelovalnih strojev

Glavne spremembe oblik obdelovalnih strojev so se zgodile na področju zgradbe samega

stroja, predvsem v togosti strojev, nato sledi uvedba CNC-krmilnikov, navsezadnje pa celotna

zgradba obdelovalnih strojev, kajti včasih smo imeli stružnico in rezkalni stroj, sedaj pa lahko

to dobimo vse v enem stroju. Razvoj obdelovalnih strojev je zelo napredoval, to nam je

prineslo več- (tudi do 15-) osne stroje, s katerimi lahko izdelamo nek zelo geometrijsko

zahteven izdelek na enem samem stroju, saj ti stroji poleg samega struženja vključujejo tudi

rezkanje. S temi pridobitvami se v sami industriji izjemno skrajšajo časi obdelav, posledično

pade cena izdelave izdelka, obenem pa so ti sodobni CNC obdelovalni stroji zelo natančni, saj

nekateri že v samem sklopu stroja vsebujejo merilne naprave, s katerimi lahko izmerimo

orodja, ki se nahajajo v samem revolverju in imamo tako vedno sveže podatke o obrabi

orodja, kar pa nam veliko pomeni pri natančnosti obdelave in kakovosti izdelanega izdelka.

Novejši kot so stroji, bolj natančni so. Za razliko od starejših obdelovalnih strojev, npr.

klasična stružnica ali rezkalni stroj, se ti novejši CNC-stroji glede na temperaturo posameznih

delov stroja sami izravnajo in si podatke zabeležijo v računalniku. Pri starejših strojih pa to


26

izravnavanje ni bilo možno, ampak se je poskušalo urediti predvsem s togostjo stroja. Idealno

togega stroja ne moremo narediti, zato so nam dandanes v pomoč računalniki in termometri,

ki merijo posamezne dele strojev, ki so predvsem toplotno obremenjeni in jih nato

uravnavajo, da lahko izdelek nato izdelamo z želeno natančnostjo in brez odstopanj.

3.5 Orodja CNC obdelovalnih strojev

Če vzamemo za primerjavo sodobni CNC rezkalni stroj in CNC-stružnico, se razlikujeta v

tem, da so orodja v rezkalnem stroju shranjena v zalogovniku oz. shrambi in niso vpeta v

revolversko glavo tako kot pri stružnici. Ko na rezkalnem stroju preklopimo način obdelave in

za to potrebujemo novo orodje, stroj sam v shrambi poišče orodje in opravi hitro menjavo.

Vsa orodja, ki se nahajajo v zalogovniku, so vnesena v krmilni sistem obdelovalnega stroja,

da lahko potem glede na opisano operacijo stroj hitro zamenja orodje, saj ima podano, pod

katero številko se orodje nahaja. Sama oblika sestavljenih orodij pri CNC rezkalnem stroju je

v principu enaka kot pri CNC-stružnicah, razlika je samo v vpenjalnem delu orodja, kajti pri

rezkalnih strojih gre za hitro menjavo orodja, brez kakršnega koli fiksiranja, ki bi ga moral

storiti človek, kot to moramo storiti pri stružnicah, ko orodje ročno pritrdimo v revolversko

glavo.

Sama vpenjalna glava je sestavljena iz rezila, vpenjalne matice, stročnice in držala orodja. [2]

Vpenjalno glavo sestavimo oz. razstavimo v 3 korakih:

- Slika 30 nam prikazuje razstavljeni celotni sklop orodja, rezilo, vpenjalno matico,

stročnico in samo držalo orodja.

Slika 30 Razstavljeni deli vpenjalne glave in rezilo [2]


27

- Prvi korak pri sestavljanju orodja je, da vstavimo pravilno izbrano stročnico v

vpenjalno matico (Slika 31).

Slika 31 1. korak – vstavitev stročnice v vpenjalno matico [2]

- Drugi korak sestavljanja orodja je vstavitev stebla rezila v stročnico, ki je vstavljena v

vpenjalni matici. Stročnica mora biti primerno izbrana, glede na steblo rezila, saj v

primeru, da je stročnica prevelika, rezkala ne bomo mogli zadosti fiksirati in samo

orodje ne bo uporabno, saj bo prihajalo do težav (Slika 32).

Slika 32 2. korak – vstavitev stebla rezila v stročnico, ki je vstavljena v matici [2]

- V zadnjem, tretjem koraku sestavljanja orodja pa vse skupaj močno privijemo v držalo

orodja. Priviti moramo vse skupaj tako močno, da je orodje povsem fiksirano in med

obdelovanjem ne pride do nikakršnih premikov orodja. (Slika 33)

Slika 33 3. korak – matico s stročnico in vstavljenim rezilom privijemo v držalo orodja [2]


28

Zalogovnik orodij se nahaja na zgornjem delu stroja ali na strani, odvisno od same izvedbe

obdelovalnega stroja, tako da lahko stroj čim hitreje zamenja orodje med samim obdelovalnim

postopkom.

Slika 34 Zalogovnik orodij CNC rezkalnega stroja [17]

REVOLVERSKA GLAVA

CNC-stružnice imajo na razpolago revolver, na katerega je nameščenih več orodij, ki jih

potrebujemo za obdelavo. Tako da je menjava orodja, ki je vpet v revolver, zelo hitra in pri

tem nimamo velikih časovnih izgub, saj stroj samo z zasukom revolverske glave izbere

pravilno orodje. Nekateri najnovejši sodobni stroji vsebujejo tudi več revolverskih glav, v

katere so vpeta najrazličnejša orodja, vse od čisto osnovnih rezalnih nožev pa do gnanih

orodij, pa tudi orodja, ki so namensko narejena. Večji kot je obdelovalni stroj, več orodij

lahko vpnemo v revolver. Če vzamemo za primerjavo nek klasičen obdelovalni stroj, lahko v

revolversko glavo vpnemo na primer do 12 orodij, medtem ko lahko v nek večji sodobni

obdelovalni center vpnemo tudi do 20 orodij.

Slika 35 nam prikazuje shemo revolverske glave in vanjo vpeta orodja.


29

Slika 35 Shema revolverske glave [18]

Pomen posameznih številk delov revolverske glave:

1. Mesto za namestitev orodja

2. Držalo orodja

3. Stružni nož

4. Grezilno orodje

5. Revolver

6. Nož za struženje notranjih utorov

7. Gnano orodje v radialni smeri

8. Gnano orodje v aksialni smeri

Slika 36 Obdelovalni center s štirimi revolverji [19]

Na Sliki 36 vidimo obdelovalni center s štirimi revolverji in dvema vretenoma.


30

GNANA ORODJA

Revolverske glave nam poleg hitre menjave orodij omogočajo tudi gnana orodja, s katerimi

lahko dodatno oblikujemo izdelek. Gnana orodja so vpeta v revolverski glavi na mestu, kjer

se nahaja pogon za gnano orodje. Orodja, ki jih ženemo, so lahko aksialna, radialna ali pa so

nastavljiva, tako da nastavimo, pod katerim kotom želimo, da samo orodje deluje. [20]

Slika 37 Nastavljivo gnano orodje [21]

Slika 37 prikazuje gnani sveder v prijemalu, katerega lahko nastavimo pod željenim kotom.

Nagibni kot glave svedra nastavljamo ročno s pomočjo vijakov in ga nato vnesemo v krmilnik

orodja.

Slika 38 Hitra menjava pri radialnem gnanem orodju [21]

Kljub temu da so gnana orodja fiksirana v revolversko glavo, nam sodobni načini orodij

omogočajo hitro menjavo samih orodij brez njihovih držal. Slika 38 prikazuje radialno gnano

orodje, hkrati tudi vidimo, da lahko na hiter način zamenjamo rezkar z vrtalnim svedrom,

samo držalo pa ostane pri tem na istem mestu v revolverski glavi. Ko smo zamenjavo

opravili, moramo zamenjavo orodja opraviti tudi v krmilnem sistemu, da ne bi prišlo do

napačne uporabe orodja ter posledično do trka orodja z obdelovancem, saj lahko v tem

primeru nastane velika škoda na samem obdelovalnem stroju.


31

Slika 39 Aksialno gnani rezkar [21]

Na Sliki 39 vidimo aksialno gnani rezkar za vrezovanje navojev.

Slika 40 Gnano orodje za rezkanje ozobij [21]

Poleg klasičnih gnanih svedrov in rezkarjev lahko na CNC-strojih najdemo tudi orodja za

rezkanje ozobij. Prikaz takšne vrste orodja lahko vidimo na Sliki 40. Gre za specialna

profilna kotalna frezala, ki jih uporabljamo za poseben način izdelave ozobij. Pri tem glavno

vrtilno in podajalno gibanje opravlja orodje v smeri zob na zobniku. Obdelovani zobnik pa

opravlja kotalno gibanje, saj se frezalo pri enem obratu zobnika zasuče za en zob. [7]


32

Slika 41 Trifix sistem orodja [21]

Trifix sistem orodja je nov način prilagodljivih orodij za večfunkcijske obdelovalne stroje. Iz

Slike 41 vidimo, da ima orodje na obeh straneh vpet sveder, ki je gnan. Te vrste orodij lahko

uporabljamo pri sodobnih obdelovalnih strojih z dvema vretenoma, saj lahko uporabljamo eno

stran orodja za obdelovanje na enem vretenu, drugo stran orodja pa uporabljamo za

obdelovanje na drugem vretenu.

Svetovni trg nam ponuja obširno izbiro rezalnih orodjih. Iz dneva v dan se orodja še bolj

razvijajo in na trg prihajajo vedno nova. V vsaki proizvodnji imamo shrambo, kjer orodja, ki

jih trenutno ne uporabljamo, shranjujemo in obnavljamo. Vsako orodje je sestavljeno iz več

delov, tako da lahko večkrat uporabimo enak vpenjalni del, zamenjamo pa samo rezilnega.

Tako je velikokrat pri stružnih nožih, kjer lahko v en ročaj namestimo več tipov rezalnih

ploščič. Ravno zaradi stroškov nimamo prav za vsako vrsto rezalne ploščice svojega držala,

ampak imamo kakšnega več, kot jih potrebujemo, in sicer v rezervi ali v shrambi, da lahko

nanj namestimo rezalno ploščico, ki jo bomo mogoče v prihodnosti potrebovali. Enako gre pri

vpenjanju svedrov in grezil. V shrambi imamo na voljo več vrst svedrov ali grezil, a nimamo

vsakega svedra vpetega v držaj. Ko na primer spremenimo nek obdelovalni proces in

potrebujemo sveder, ki ga trenutno nimamo v revolverski glavi, gremo v shrambo, kjer orodje

razstavimo in nazaj sestavimo z drugim svedrom ter vstavimo nazaj na mesto v revolverju. Pri

menjavi svedra z večjega na manjši premer ali obratno moramo izbrati tudi pravilno veliko

stročnico, da je sveder fiksen in se ne premika med obdelovanjem. Na Sliki 42 imamo

prikazanih več držal za orodja, katere sestavljamo oziroma razstavljamo, kadar hočemo orodje

zamenjati. Postopek razstavljanja orodja je prikazan na Slikah od 30 do 33. V pomoč pri

sestavljanju in razstavljanju so nam tudi priprave, v katere lahko orodje fiksno vpnemo in ga

razstavimo 43.


33

Slika 42 Vpenjalne priprave za orodja [22]

Slika 43 Priprava za sestavljanje oz. razstavljanje orodij [22]

Poenostavili in posodobili so se tudi načini vpenjanja orodij, kot vidimo iz Slike 44. Orodje

lahko vpnemo v poljubni revolver s poljubno željeno rotacijo orodja.

Slika 44 Možnost nastavitve gnanega orodja [19]


34

Najpomembnejši stvari v sodobni proizvodnji sta natančnost in kvaliteta obdelave. To pa

predvsem dosežemo z rednim vzdrževanjem orodij, menjavami rezalnih ploščic in njihovim

umerjanjem rezalnih robov. Napredek v razvoju obdelovalnih strojev nam je prinesel tudi to,

da je del samega stroja oz. obdelovalnega centra tudi optični merilni sistem, ki sam izmeri

vsako orodje, vpeto v revolverski glavi in podatke direktno zabeleži v krmilje sistema. Ta

optični merilni sistem lahko vidimo na Sliki 45 in je obkrožen z rdečo barvo.

Slika 45 Optična merilna naprava v obdelovalnem centru [19]

Merilni sistem, ki je del stroja, nam je v veliko pomoč in nam olajša samo delo z merjenjem

orodij, ki smo ga pred tem morali opravljati ročno. Meritve smo opravljali prav tako na

optičnih merilnih napravah, vendar smo morali nato vse izmerjene podatke vnesti v sistem

obdelovalnega stroja, pri tem pa smo morali izjemno paziti, da nismo vnesli napačnih

podatkov. Zato nam sodobni sistem veliko olajša delo, hkrati se izmuznemo napakam, ki bi

lahko nastale pri vnosu podatkov v sistem, saj vmes ni človeškega dejavnika, ki bi mogoče

zatajil in vnesel napačne podatke.

KLASIČNA ORODJA

V revolverjih so poleg gnanih orodij v večini nameščena klasična orodja, kot so razni stružni

noži, svedri, povrtala. Da izdelamo nek izdelek, je zanj potrebnih več orodij, sploh če gre za

kakšen geometrijsko bolj zahteven izdelek.


35

Samo orodje je sestavljeno iz rezalnega dela, držala orodja in vpenjalnega dela. Poznano več

vrst stružnih nožev:

- Stružni nož iz hitroreznega jekla – te vrste noži so lahko zelo različnih oblik, lahko

imajo ukrivljene ali ravne rezalne robove ter so se stavljeni iz samo enega dela.

- Stružni nož s prispajkano karbidno trdino – ti noži so podobni nožem iz hitroreznega

jekla, razlika je le v tem, da je na držalu na koncu prispajkana rezalna ploščica iz

karbidne trdnine.

- Stružni nož z vpeto rezalno ploščico – so novejši stružni noži, na katere lahko

namestimo rezalne ploščice iz karbidne trdine ali keramike. Pri teh nožih imamo

poseben sistem za vpenjanje rezalnih ploščic. Na koncu držala, kjer se nahaja rezalna

ploščica, je sistem vpetja ploščice. Pritrjevanje ni pri vseh enako, saj poznamo veliko

rezalnih ploščic in držal. Te vrste ploščic lahko obrnemo, ko pride do obrabe rezalnega

roba. Takšna ploščica ni samo za enkratno uporabo, saj ima več rezalnih robov. [4]

Samo pritrditev ploščice lahko vidimo na spodnjih dveh slikah.

Slika 46 Stružni nož [13]

Slika 47 Stružni nož za struženje navojev [13]

Za izbiro pravilnih orodij so nam na voljo katalogi, v katerih lahko poiščemo in pravilno

izberemo rezalni nož in rezalno ploščico glede na material in predvideno obdelavo. Da nam je

delo še olajšano, nam sedaj proizvajalci rezalnih orodij ponujajo spletne kataloge, v katerih

izberemo način obdelave (ali gre za rezkanje ali struženje) in nam takoj ponudijo izbor orodij

glede na material. Če vzamemo primer izbire rezalne ploščice, vnesemo v katalog še številko

držala in takoj imamo na voljo rezalne ploščice, nato pa glede na material obdelovanca


36

izberemo pravilno. Eden takšnih katalogov je katalog proizvajalca Seco Tools. Slika 48

prikazuje ponujeno držalo za rezalno ploščico. Iz slike lahko vidimo nabor rezalnih ploščic, ki

se lahko vpnejo v to držalo.

Slika 48 Seco tools katalog [23]


37

4 PROIZVAJALCI STROJEV

Svetovni trg je poln različnih proizvajalcev obdelovalnih strojev, vse od evropskih pa do

vzhodnih – azijskih. Kljub temu da imajo nekateri pomisleke glede kvalitete strojev azijskih

proizvajalcev, lahko vidimo, da so njihovi obdelovalni stroji zelo napredni, zanesljivi in

kvalitetni in povsem enakovredni npr. nemškim proizvajalcem strojev.

Doosan Machine Tools

Podjetje izhaja iz Južne Koreje in ima 35-letno tradicijo ter bogate izkušnje s konstruiranjem

sodobnih obdelovalnih strojev in opreme. Mesečna proizvodnja obsega 1200 obdelovalnih

strojev, kar jih uvršča na visoko četrto mesto na svetu. Njihov proizvodni program obsega

CNC-stružnice, vertikalne in horizontalne obdelovalne centre, 5-osne CNC-stroje, bohrweke

ter portalne CNC-stroje. [25]

PUMA TT2500SY

Slika 49 PUMA TT2500SY [25]

Slika 49 predstavlja izredno natančen, visoko produktiven horizontalni stružni center z dvema

nasprotnima si vpenjalnima glavama in dvema revolverjema. To je 8-osni CNC obdelovalni

stroj, kar lahko vidimo iz Slike 50, ki prikazuje kinematiko stroja.


38

Slika 50 Kinematika stroja PUMA TT2500SY [26]

EMCO GROUP

Skupina EMCO GROUP je sestavljena iz evropskih podjetij (EMC, FAMUP, MECOF IN

MAGDEBURG), vsa ta podjetja prihajajo iz industrije obdelovalnih strojev. Skupina EMCO

GROUP obsega 6 proizvodnih obratov v Avstriji, Nemčiji, Italiji in Rusiji. Njihov začetek

sega v leto 1947. Leta izkušenj so jih pripeljala v sam vrh vodilnih evropskih proizvajalcev

obdelovalnih strojev. [27]

HYPERTURN 65 Powermill

Slika 51 HYPERTURN 65 Powermill [27]

Zgornji revolver

Z2 - os

Spodnji revolver

Levo

vreteno

Y- os

X1 -

Desno

vreteno

Z1 - os

A - os

C2 - os C1 - os

X2 - os


39

To je sodobni CNC obdelovani stroj, ki poleg samega struženja omogoča še rezkanje z zato

posebej pripravljeno rezkalno glavo, ki je samostojna in ni del revolverske glave. Veliko

sodobnih strojev ima več revolverskih glav, tudi do 4, ta pa je za razliko od ostalih

kombiniran in ima poleg revolverske glave še rezkalno glavo.

Slika 52 Revolverska in frezalna glava na stroju [28]

Na Sliki 52 lahko vidimo obdelavo na stroju Hyperturn 65 PM, kjer na levi strani poteka

obdelava z rezkalno glavo, na desni pa struženje.

Slika 53 Kinematika stroja HYPERTURN 65 PM

Rezkalna glava

Z2 - os

Revolver

Levo

vreteno

Y1- os

X1 - os

Desno

vreten

Z1 - os

C2 - os C1 - os

X2 - os

Y2- os

B - os


40

Index Traub

Je nemško podjetje z več kot 100-letno tracijo in je eno izmed svetovno vodilnih podjetij v

izdelovanju CNC stružno obdelovalnih strojev. Podjetje je prepoznavno predvsem po izredno

visoki kvaliteti narejenih strojev. [29]

TRAUB TNX65-42

Slika 54 TRAUB TNX 65-42 [29]

TNX 65-42 je sodobni visokoproduktivni stružno-rezkalni center. Sestavljajo ga 2 gnani

vpenjalni glavi in štirje revolverji. Gre za sodobni 15-osni rezkalni stroj, na katerem lahko

izdelujemo izdelke vseh geometrij. Nanj lahko vpnemo tudi do 80 različnih orodij. Slika 55

prikazuje delovne osi stroja.


41

Slika 55 Kinematika stroja TNX65-42 [19]


42

5 ZAKLJUČEK

Iz dneva v dan se na svetovnem trgu orodjarske industrije ponavljajo novi sodobnejši CNC

obdelovalni stroji. Že sam razvoj klasičnih CNC obdelovanih strojev nam je prinesel velik

napredek v proizvodnji, sama produktivnost izdelave se je povečala, časi obdelav so se

skrajšali, ekonomičnost proizvodnje pa povečala. Doprinos sodobnih CNC obdelovalnih

strojev pa v obdelovalni industriji pušča velik pečat, saj ti najnovejši stroji oziroma

obdelovalni centri omogočajo obdelave vseh vrst. Iz osnovnih 2-osnih stružnic so se sedaj

razvile tudi 15-osne stružnice in več. Kinematika obdelovalnih strojev je močno napredovala

in napreduje iz dneva v dan, saj se na trgu vedno pojavlja neko novo orodje ali obdelovalni

stroj. Namen razvoja takšnih strojev je povečati produktivnost proizvodnje ter zmanjšati

izdelovalne procese, obenem pa znatno povečati natančnost in kvaliteto obdelave. Iz same

diplomske naloge vidimo razlike med klasičnimi oz. konvencionalnimi in sodobnimi CNC

obdelovalnimi stroji. Opazimo lahko spremembe na samih oblikah strojev, še večje

spremembo pa nam pokažejo kinematske sheme. Kot lahko vidimo, se pri sodobnih strojih

pojavi veliko več dodatnih krmiljenih osi kot pa pri klasičnih. In ravno to nam prinese

največji napredek pri obdelovalnih strojih, saj nam te dodatno krmiljene CNC-osi dodatno

olajšajo delo ter nam omogočijo izdelavo zelo geometrijsko zahtevnih izdelkov na samo enem

stroju brez prevpenjanja in premikanja obdelovanca med posameznimi operacijami na druge

obdelovalne stroje.

Kot vidimo, se obdelovalni stroji in orodja posodabljajo iz dneva v dan. Svetovni trgi nam

vedno ponujajo nekaj novega, zato menim, da se bo razvoj obdelovalnih strojev v prihodnosti

še nadaljeval in nam postregel še z naprednejšimi stroji, kot jih poznamo sedaj.


43

6 VIRI IN LITERATURA

[1] Vrste frezanja in princip dela, Dosegljivo:

http://egradivo.ecnm.si/ODR/vrste_frezanja_in_princip_dela.html. [31. 7. 2017].

[2] A. Otto. Razvoj računalniško vodenih obdelovalnih strojev. [članek]. Dosegljivo:

http://www.visjales-mb.org/download/PROGRAMIRANJE_CNC_STROJEV.pdf. [29.

7. 2017].

[3] M. Završnik. Uporaba sodobnih CAD/CAM metod pri načrtovanju in obdelavi

elektromehanskih potrojenj. [članek] Dosegljivo:

http://www.mizs.gov.si/fileadmin/mizs.gov.si/pageuploads/podrocje/odrasli/Gradiva_E

SS/CVZU/partnerstva/CVZU_156PARTNERSTVA_SCP_Uporaba_CADCAM.pdf.

[29. 7. 2017].

[4] Stružni noži, Dosegljivo: https://doczz.net/doc/6971941/2.-del. [1. 8. 2017].

[5] I. Pahole, J. Balič. Obdelovalni stroji. Maribor: Fakulteta za strojništvo Maribor, 2003.

[6] J. Balič, I. Pahole. Proizvodne tehnologije. Maribor: Fakulteta za strojništvo Maribor,

2008.

[7] F. Čuš. Postopki odrezavanja. Maribor: Fakulteta za strojništvo Maribor, 2009.

[8] Univerzalna stružnica, Dosegljivo: http://www2.sts.si/arhiv/tehno/struzenje/st7.htm.

[27. 7. 2017].

[9] Čelne stružnice, Dosegljivo:

https://www.google.si/search?q=%C4%8Delne+stru%C5%BEnice&source=lnms&tbm

=isch&sa=X&ved=0ahUKEwiOstL_0r3VAhVBXRQKHSJ4AisQ_AUICigB&biw=136

6&bih=662#imgrc=d-SQ3hPwSk6_hM. [30. 7. 2017].

[10] Karuselne stružnice, Dosegljive:

https://www.google.si/search?biw=1366&bih=662&tbm=isch&sa=1&q=karusena+stru

%C5%BEnica&oq=karusena+stru%C5%BEnica&gs_l=psy-

ab.3..0i13k1.9129.11859.0.12192.4.4.0.0.0.0.113.390.3j1.4.0....0...1.1.64.psy-

ab..0.3.301.6pucxRm0CbA#imgrc=4LFLG36wrBh4AM:. [30. 7. 2017].

[11] A. Rožič. CNC rezkalni stroji in rezkanje v orodjarstvu. [Diplomsko delo]. Maribor:

Fakulteta za strojništvo, 2015. [Ogled: 4. 8. 2017]. Dostopno na.

https://dk.um.si/Dokument.php?id=81963.

[12] Valjasto ali obodno rezkanje, Dosegljivo:

http://www2.sts.si/arhiv/tehno/projekt2/r3.htm [30. 7. 2017].

[13] Walter tools, Dosegljivo: http://www.walter-tools.com/en-

gb/tools/special_products/milling/Pages/default.aspx. [29. 7. 2017].

[14] Rezkalni stroj, Dosegljivo: http://www2.sts.si/arhiv/tehno/projekt2/r11.htm. [29. 7.

2017].

[15] Univerzalen orodjarski rezkalni stroj, Dosegljivo:

http://www2.sts.si/arhiv/tehno/projekt2/r19.htm. [29. 7. 2017].

[16] CNC stroji, Dosegljivo: http://www2.sts.si/arhiv/cncpro/cncstr.htm. [29. 7. 2017].

[17] Diymachining, Dosegljivo: http://www.diymachining.com/dont-forget-the-tooling-end-

mill-basics/. [29. 7. 2017].

[18] Adnbr, Dosegljivo:

https://www.google.si/search?q=revolverske+glave+cnc+strojev&source=lnms&tbm=is

ch&sa=X&ved=0ahUKEwjoo5G05aTVAhWiJ5oKHQNPC-

http://egradivo.ecnm.si/ODR/vrste_frezanja_in_princip_dela.html

http://www.visjales-mb.org/download/PROGRAMIRANJE_CNC_STROJEV.pdf

http://www.mizs.gov.si/fileadmin/mizs.gov.si/pageuploads/podrocje/odrasli/Gradiva_ESS/CVZU/partnerstva/CVZU_156PARTNERSTVA_SCP_Uporaba_CADCAM.pdf

http://www.mizs.gov.si/fileadmin/mizs.gov.si/pageuploads/podrocje/odrasli/Gradiva_ESS/CVZU/partnerstva/CVZU_156PARTNERSTVA_SCP_Uporaba_CADCAM.pdf

https://doczz.net/doc/6971941/2.-del

http://www2.sts.si/arhiv/tehno/struzenje/st7.htm

https://www.google.si/search?q=%C4%8Delne+stru%C5%BEnice&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwiOstL_0r3VAhVBXRQKHSJ4AisQ_AUICigB&biw=1366&bih=662#imgrc=d-SQ3hPwSk6_hM



https://www.google.si/search?biw=1366&bih=662&tbm=isch&sa=1&q=karusena+stru%C5%BEnica&oq=karusena+stru%C5%BEnica&gs_l=psy-ab.3..0i13k1.9129.11859.0.12192.4.4.0.0.0.0.113.390.3j1.4.0....0...1.1.64.psy-ab..0.3.301.6pucxRm0CbA#imgrc=4LFLG36wrBh4AM




https://dk.um.si/Dokument.php?id=81963

http://www2.sts.si/arhiv/tehno/projekt2/r3.htm

http://www.walter-tools.com/en-gb/tools/special_products/milling/Pages/default.aspx

http://www.walter-tools.com/en-gb/tools/special_products/milling/Pages/default.aspx



http://www2.sts.si/arhiv/cncpro/cncstr.htm

http://www.diymachining.com/dont-forget-the-tooling-end-mill-basics/

http://www.diymachining.com/dont-forget-the-tooling-end-mill-basics/

https://www.google.si/search?q=revolverske+glave+cnc+strojev&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjoo5G05aTVAhWiJ5oKHQNPC-4Q_AUICigB&biw=1366&bih=662#imgdii=wwR11gheMs6NQM:&imgrc=zWgsXY1cB_xqlM



44

4Q_AUICigB&biw=1366&bih=662#imgdii=wwR11gheMs6NQM:&imgrc=zWgsXY1

cB_xqlM:. [29. 7. 2017].

[19] TNX 65/42, Dosegljivo: https://www.index-

traub.com/fileadmin/user_upload/TRAUB/TNX65_42/TRAUB_TNX65-42_DE.pdf.

[29. 7. 2017].

[20] MB-NAKLO, Dosegljivo: http://www.mb-naklo.si/ponudba_vpenjalno-

orodje_benz.php. [5. 8. 2017].

[21] EWS-TOOL, Dosegljivo: http://www.ews-tools.de/. [5. 8. 2017].

[22] Kintek, Dosegljivo: http://www.kintek.it/. [5. 8. 2017].

[23] Seco, Dosegljivo: http://ecat.secotools.com/. [1. 8. 2017].

[24] Direct INDUSTRY, Dosegljivo:

https://www.google.si/search?q=yamasa+roller+burnishing&source=lnms&tbm=isch&s

a=X&ved=0ahUKEwj3-

sK92ebVAhUBNxQKHXVgAlQQ_AUICigB&biw=1366&bih=662#imgrc=gt_8--

O6OhimhM: [19. 8. 2017].

[25] Doosan Machine Tools, Dosegljivo:

http://www.doosanmachinetools.com/en/intro/intro.do. [10. 8. 2017].

[26] DOOSAN PUMA TT2500, Dosegljivo:

http://www.doosanmachinetools.com/brochure/turning-center/horizontal-multi-

axis/puma-tt2500-series-english.pdf. [18. 8. 2017].

[27] EMCO GROUP, Dosegljivo: http://www.emco-world.com/en/company/emco-

group/group-brands.html. [10. 8. 2017].

[28] EMCO GROUP, Dosegljivo : http://www.emco-

world.com/en/products/industry/turning/cat/6/d/2/p/9%2C6/pr/hyperturn-65-

powermill.html. [18. 8. 2017].

[29] INDEX TRAUB, Dosegljivo: https://pl.index-traub.com/en/company/about-us/the-

index-group/. [18. 8. 2017].



https://www.index-traub.com/fileadmin/user_upload/TRAUB/TNX65_42/TRAUB_TNX65-42_DE.pdf

https://www.index-traub.com/fileadmin/user_upload/TRAUB/TNX65_42/TRAUB_TNX65-42_DE.pdf

http://www.mb-naklo.si/ponudba_vpenjalno-orodje_benz.php

http://www.mb-naklo.si/ponudba_vpenjalno-orodje_benz.php

http://www.ews-tools.de/

http://www.kintek.it/

http://ecat.secotools.com/

https://www.google.si/search?q=yamasa+roller+burnishing&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwj3-sK92ebVAhUBNxQKHXVgAlQQ_AUICigB&biw=1366&bih=662#imgrc=gt_8--O6OhimhM




http://www.doosanmachinetools.com/en/intro/intro.do

http://www.doosanmachinetools.com/brochure/turning-center/horizontal-multi-axis/puma-tt2500-series-english.pdf

http://www.doosanmachinetools.com/brochure/turning-center/horizontal-multi-axis/puma-tt2500-series-english.pdf

http://www.emco-world.com/en/company/emco-group/group-brands.html

http://www.emco-world.com/en/company/emco-group/group-brands.html

http://www.emco-world.com/en/products/industry/turning/cat/6/d/2/p/9%2C6/pr/hyperturn-65-powermill.html



https://pl.index-traub.com/en/company/about-us/the-index-group/

https://pl.index-traub.com/en/company/about-us/the-index-group/

Documents

KINEMATSKE SHEME NA CNC OBDELOVALNIH STROJIH · 2017. 11. 27. · standarda DIN 66217 in ISO 841-1974 opisujeta vsa gibanja elementov obdelovalnih strojev. Translacijska oziroma ravninska