Швейцарские винтовые станки и изделия

Глава первая: Что такое швейцарский винтовой станок?

Швейцарский винтовой станок — это высокоэффективный токарный станок, который способен выполнять несколько процессов резки за один цикл с использованием нескольких инструментов. Они уникальны своей способностью производить прецизионные детали с превосходными допусками в больших объемах. Хотя швейцарские винтовые станки классифицируются как токарные, они работают аналогично токарному станку и в отличие от него. Процесс на традиционном токарном станке включает перемещение заготовки к режущему инструменту по мере вращения заготовки относительно инструмента.

На швейцарских винтовых станках заготовка и режущие инструменты перемещаются для придания заготовке формы, что является более эффективным процессом и экономит время. Помимо перемещения по осям X, Y и Z, швейцарский винтовой станок способен выполнять резку по двум или более дополнительным осям. Движения режущего инструмента позволяют швейцарским винтовым станкам завершать производство прецизионных деталей без необходимости дополнительной чистовой или вторичной обработки.

 

Во время первой промышленной революции швейцарские часовщики разработали винтовые станки для производства небольших, сложных, прецизионных винтов в больших количествах. За более чем 150 лет, прошедших с момента их появления, швейцарские винтовые станки стали важной частью производства различных прецизионных деталей. Их точность и эффективность произвели революцию в производстве и повысили качество деталей и изделий.

Популярность швейцарских винтовых станков обусловлена их способностью изготавливать очень сложные детали с исключительно жесткими допусками. Швейцарские винтовые станки с ЧПУ дополнительно повышают эффективность за счет улучшенной оснастки, снижающей затраты. Первые швейцарские винтовые станки были известны как токарные автоматы, поскольку они выполняли те же процессы, что и традиционные токарные станки. За прошедшие годы, особенно после Второй мировой войны, швейцарские винтовые станки быстро совершенствовались и превратились в современные швейцарские винтовые станки с ЧПУ.

 

Глава вторая: Типы швейцарских винтовых станков

Благодаря достижениям и усовершенствованиям швейцарские винтовые станки были перепрофилированы для изготовления широкого ассортимента деталей и компонентов. Швейцарские винтовые станки снимают материал с заготовки с помощью вращающегося токарного станка. Дисковый кулачок используется для преобразования вращательного движения в линейное или линейного движения во вращательное, в зависимости от программы станка, для позиционирования шпинделей станка.

Швейцарские винтовые станки бывают двух типов: автоматические и с ЧПУ. Автоматические станки оснащены дисковым кулачком, который перемещает инструменты в отсек для заготовки. Цанга удерживает заготовку на месте. Дисковый кулачок перемещает инструменты в радиальном направлении и изменяет положение передней бабки с учетом продольных отклонений обрабатываемой детали. Автоматические швейцарские винтовые станки имеют очень плотные цанги шпинделя, которые предотвращают прогиб и попадание мусора в процесс резки.

Швейцарские винтовые станки с ЧПУ работают по тем же принципам, что и автоматические швейцарские винтовые станки, но в их контроллер ЧПУ введены коды для управления позиционированием обрабатываемой детали. У них больше наборов инструментов, что позволяет выполнять несколько операций над одной заготовкой за более короткий промежуток времени.

Хотя автоматические швейцарские винтовые станки могут выполнять несколько операций, им не хватает точности и быстродействия, присущих станкам с ЧПУ. Швейцарские винтовые станки с ЧПУ могут вращать деталь со скоростью до 10 000 об / мин с точностью от 0,00508 мм (0,0002 дюйма) до 0,0127 мм (0,0005 дюйма).

 

Автоматические Швейцарские винтовые станки

Автоматические швейцарские винтовые станки были революционным достижением в обрабатывающей промышленности и изменили концепции производства сложных деталей и компонентов. В состав современных автоматических швейцарских винтовых станков входит токарный автомат со скользящей бабкой и направляющей втулкой. Скользящая бабка включает в себя цангу с зажимами для удержания обрабатываемой детали.

Скользящая бабка

Скользящая бабка позволяет вращать заготовку, удерживаемую цангой, и позволяет ей перемещаться в осевом направлении по оси Z. Зажимная цанга в скользящей бабке удерживает заготовку, когда она движется через направляющую втулку к режущим инструментам. Поскольку заготовка движется навстречу режущему инструменту, на нее воздействует меньшее поперечное усилие, что позволяет выполнять чрезвычайно точные резы.

 

Цанга

Цанга удерживает заготовку во время обработки режущими инструментами. Это цилиндрическая втулка, которая образует кольцо вокруг заготовки и имеет отверстие по центру, которое образует форму трубы, в которой размещается прутковая заготовка. Цанги швейцарских станков имеют три подвижные секции на одном конце, которые затягиваются для удержания стержневой заготовки.

 

Направляющая втулка

Направляющие втулки могут быть поворотными или неподвижными и являются составной частью швейцарского винтового станка, что отличает его от традиционных токарных станков. Поворотная направляющая втулка вращает прутковую заготовку и вдавливает заготовку в режущий инструмент. Когда передняя бабка перемещается, вращая стержневую заготовку в осевом направлении, направляющая втулка жестко удерживает стержневую заготовку рядом с инструментами. Это позволяет производить высококачественные детали с исключительной точностью и превосходной отделкой. Поворотные направляющие втулки вращаются вместе с прутковой заготовкой, в то время как неподвижные направляющие втулки остаются неподвижными при вращении прутковой заготовки.

 

Дисковый кулачок

Дисковый кулачок швейцарского винтового станка поворачивает инструменты станка в правильное положение. Направляющая втулка и цанга удерживают заготовку, когда дисковый кулачок прижимает режущие инструменты к заготовке и изменяет ориентацию передней бабки для регулировки продольных отклонений.

Шпиндель

На шпинделе установлен один или несколько режущих инструментов. Количество инструментов на швейцарском винтовом станке зависит от его конструкции. Станки с более чем одним шпинделем способны выполнять несколько операций за один цикл обработки, что приводит к более быстрой комплектации деталей.

Шпиндели могут работать с высоким крутящим моментом при низкой частоте вращения для фрезерования или с низким крутящим моментом и высокой скоростью для сверления инструментами малого диаметра. Они оснащены губками для удержания режущих инструментов и могут развивать скорость до 10 000 оборотов в минуту. Шпиндель приводится в действие двигателем, тип которого зависит от производителя швейцарских винтовых станков.

Швейцарские винтовые станки с ЧПУ

Швейцарские винтовые станки с числовым программным управлением (ЧПУ) работают с использованием тех же инструментов, деталей и механизмов, что и автоматические швейцарские винтовые станки. В отличие от автоматических швейцарских винтовых станков, швейцарские винтовые станки с ЧПУ программируются с использованием набора кодов, которые определяют траекторию резания нескольких инструментов.

Загрузка прутковой заготовки на швейцарском винторезном станке с ЧПУ аналогична загрузке на автоматическом швейцарском винторезном станке вручную или робототехникой. Швейцарские винторезные станки с ЧПУ отличаются от автоматических швейцарских винторезных станков своими возможностями и точностью. Они могут иметь большее количество осей для подхода к обрабатываемой детали и работать с высокой скоростью.

Программирование ЧПУ

Дизайн детали создается с помощью программного обеспечения для автоматизированного проектирования (CAD) или программного обеспечения для автоматизированного производства (CAM), которое позволяет создавать 2D и 3D визуализации изделий и деталей. Хотя станок с ЧПУ и программное обеспечение CAD содержат команды, коды, используемые станком с ЧПУ, отличаются от кодов, генерируемых программным обеспечением проектирования, и должны быть преобразованы для использования на швейцарских винтовых станках с ЧПУ.

Инструкции из программного обеспечения для проектирования заменены набором кодов, которые известны как G-коды и M-коды, разные коды. G-коды представляют собой геометрические коды и являются преобладающим набором кодов, используемых швейцарскими винтовыми станками с ЧПУ. Они похожи на язык программирования компьютеров тем, что состоят из длинного списка инструкций, каждой из которых предшествует буква G.

Контроллер швейцарского винтового станка с ЧПУ преобразует коды G в список инструкций, касающихся оси, шпинделя и инструментов станка. Точность и эффективность программирования G code позволяет швейцарским винтовым станкам с ЧПУ выполнять безошибочную прецизионную резку. В каждом коде G указано расположение используемого инструмента и оси, по которым инструмент будет располагаться на обрабатываемой детали, например G03 X11 Y10 Z-1.

Инструкции из G codes швейцарских винтовых станков с ЧПУ указывают шпинделю, куда перемещать режущий инструмент и как выполнять резку. Начало и окончание процесса резки или оснастки определяется кодами M, которые включены в каждый набор кодов G.

 

Код G, G00, определяет начальную точку процесса резки. Код резки — G01, запрограммированный как G01 X0 Y20 F200. Последний раздел программного кода, F200, указывает скорость подачи в процессе резки, которая остается неизменной на протяжении всего процесса. Запуск или включение шпинделя запрограммирован как M03, что указывает на то, что шпиндель включен и вращается по часовой стрелке. Код M05 указывает шпинделю на остановку. Код M03 находится в начале списка команд, а код M05 — в конце. Код M30 указывает, что программа завершена и остановлена.

Шпиндели Швейцарских винтовых станков с ЧПУ

Цанга шпинделя на автоматическом швейцарском винторезном станке может иметь один шпиндель, чего нет на швейцарских винторезных станках с ЧПУ. Используя несколько шпинделей, швейцарские винтовые станки с ЧПУ выполняют резку, долбежку и сверление за один процесс обработки. Каждый шпиндель оснащен режущим инструментом, предназначенным для придания обрабатываемой детали определенной формы. Многошпиндельные станки могут иметь до шести шпинделей.

Как работает швейцарский винтовой станок

Оба типа швейцарских винтовых станков были разработаны для удовлетворения спроса на более эффективные методы производства. Процесс механической обработки начинается с подачи пруткового материала через систему подачи. Различные конструкции систем подачи прутков разработаны с учетом требований к объему и сложности деталей.

Шаг первый: Загрузка пруткового материала

Ключевой особенностью системы загрузки пруткового материала является ее способность предотвращать вредные вибрации, вызываемые вращением пруткового материала. Вибрации могут повредить шпиндель, режущий инструмент и повлиять на точность резания, что ухудшает чистоту поверхности. Существует два типа систем подачи прутка: гидростатическая и гидродинамическая.

• Гидродинамическая — В гидродинамической системе используется подающая трубка, в которую подается масло под давлением, которое действует как гаситель шума и помогает центрировать стержень.
• Гидростатический — Благодаря гидростатической системе подачи стержень помещается во втулки, которые зажимают его и удерживают на месте, пока гидравлическая жидкость закачивается во втулки для поддержки стержня.

Шаг второй: Удержание заготовки

Заготовка удерживается на месте с помощью цанги, которая входит в корпус станка и может поддерживаться задней бабкой.

Шаг третий: Передача заготовки

Из цанги стержневой шток переходит в головную бабку, где он плотно зажимается.

Шаг четвертый: Установка в направляющую втулку

Направляющим элементом процесса обработки является направляющая втулка, которая удерживает прутковую заготовку на месте до ее поступления в зону обработки. Расположение направляющей втулки уникально для швейцарских винтовых станков тем, что предотвращает накопление мусора из-за ее расположения относительно шпинделя.

Шаг пятый: Перемещение передней бабки

Перемещение передней бабки является еще одной отличительной чертой швейцарских винтовых станков, поскольку она не зафиксирована на месте, а перемещается взад-вперед по оси Z.

Шаг шестой: Подача резания

Прутковая заготовка перемещается в правильное положение для резки, когда инструменты соприкасаются с прутком. Подача реза определяется информацией, запрограммированной в станке.

 

Шаг седьмой: Демонтаж детали

По завершении процесса деталь безопасно извлекается, не повреждая ее поверхность. На швейцарских винтовых станках с ЧПУ используются роботы или автоматизированные устройства. Точность и эффективность швейцарских винтовых станков устраняет необходимость в каких-либо дополнительных процессах, таких как снятие заусенцев, полировка или сглаживание поверхностей. Готовая деталь готова к применению, для которого она была разработана.

Глава третья: Оснастка швейцарских винтовых станков

Уникальный характер швейцарских винтовых станков требует использования режущих инструментов, способных выполнять точные разрезы с исключительными допусками. Инструменты изготовлены и предназначены для использования со швейцарскими винтовыми станками и обладают необходимой долговечностью и прочности. Существует широкий ассортимент режущих инструментов швейцарских винтовых станков, которые варьируются от фрезерных и нарезающих резьбу инструментов до расточных и формовочных.

Сверление

Сверление на швейцарских винтовых станках предполагает использование вращающегося режущего инструмента для получения круглых отверстий в заготовке. Сверло крепится к шпинделю и программируется в соответствии со скоростью сверления, скоростью подачи и положением шпинделя таким образом, чтобы прорезались отверстия нужной глубины и диаметра.

Расточка

Растачивание — это процесс, используемый для увеличения диаметра отверстия, которое не имеет нужного диаметра. Этот процесс увеличивает размер отверстия меньшего размера. Инструмент, используемый для процесса растачивания, называется расточной планкой и представляет собой одноточечный инструмент, который крепится к шпинделю. Он работает на сотнях оборотов в минуту и срезает мелкую стружку при удалении материала. Два распространенных типа расточных станков — линейные и обратные.

 

Фрезерование

В процессе фрезерования используется ряд режущих инструментов, установленных на шпинделе, для создания сложных геометрических форм и элементов. Он идеально подходит для получения угловых форм, пазов, швеллеров, фаск, отверстий, кривых и гладких плоских поверхностей. Швейцарские винтовые станки точно, быстро и с исключительной точностью удаляют большое количество материала для создания высококачественных конфигураций с гладкими поверхностями.

Отрезка

Отрезные инструменты изготавливаются из быстрорежущей стали (HSS), которая способна быстро и плавно резать материалы. HSS — это разновидность инструментальной стали, предназначенная для использования с режущими инструментами, такими как электропилы и сверла. Отрезка является последней частью процесса производства швейцарских винтовых станков и может быть различной формы в зависимости от требований к конструкции детали.

Нарезание резьбы

Процесс нарезания резьбы относится к нарезанию резьбы на заготовке для изготовления винтов или болтов, при этом рисунок выступов и впадин на винте представляет собой наружную резьбу, а на внутренней стороне болта — внутреннюю резьбу. Существует два варианта нарезания резьбы: одноточечная и с накручиванием резьбы.

При нарезании резьбы в одной точке отдельная режущая головка, прикрепленная к шпинделю, перемещается линейно и горизонтально относительно обрабатываемой детали. Запрограммированная скорость фрезы и частота ее вращения определяют глубину резьбы и то, насколько близко они расположены друг к другу.

Накручивание резьбы похоже на фрезерование резьбы с помощью фрез, установленных на внутренней стороне режущего кольца или держателя. Это исключительно быстрый и точный метод изготовления винтов и болтов с длинной резьбой. Закручивание нити обеспечивает более высокую скорость подачи и производства. Кольца для закручивания нити бывают нескольких конфигураций с до двенадцати режущими пластинами.

 

Инструмент для нарезания внутренней резьбы

Инструмент для нарезания внутренней резьбы или метчик используется для нарезания внутренней резьбы, процесс, который называется захватывающим, то есть сверление и нарезание резьбы. Для нарезания внутренней резьбы на шпинделе устанавливается одноточечный или многоточечный фрезерно-нарезающий инструмент. В отличие от инструмента для нарезания внешней резьбы с режущими лезвиями на внутренней стороне кольца, инструмент для нарезания внутренней резьбы напоминает фрезу с несколькими лезвиями на внешней стороне кольца.

Токарный инструмент

Токарный инструмент — это одноточечный инструмент, который используется для грубой или тонкой резки. Разница между двумя токарными инструментами заключается в процессе их резки: грубые токарные инструменты удаляют большое количество материала, в то время как тонкие токарные инструменты используются для чистовой обработки и удаления небольших объемов материала.

Облицовочный инструмент

Торцевой инструмент используется для выравнивания поверхности заготовки под прямым углом к оси ее вращения. Он удаляет материал с торца заготовки, который называется ее торцом. Назначение торцовочного инструмента — получение гладкой ровной поверхности.

Снятие фасок

В процессе обработки заготовки могут образоваться острые края, которые необходимо скосить и сгладить. Инструмент для снятия фаски, установленный на шпинделе, используется для устранения острых кромок. Некоторые процессы снятия фасок включают снятие фаски, точечную обработку и зенковку. Ключом к использованию инструмента для снятия фасок на швейцарских винтовых станках является программирование инструмента для точной глубины пропила и желаемой формы.

Накатка

Накатка создает рисунок на поверхности заготовки. Это процесс отделки, при котором на поверхности заготовки наносятся горизонтальные, вертикальные или пересекающиеся линии для придания поверхности текстуры. Во многих случаях при накатке получается ромбовидный рисунок, который представляет собой грубую отделку, облегчающую захват инструмента. В отличие от других процессов на швейцарских винтовых станках, при накатке не требуется резка или удаление материала.

 

Швейцарские винтовые станки на заказ

Использование швейцарских винтовых станков — эффективный способ изготовления нестандартных деталей для уникальных и необычных применений. Их способность изготавливать нестандартные детали с необычными характеристиками и множеством элементов, которых нет нигде в мире, делает их идеальным выбором для производства нестандартных компонентов.

Изготовление нестандартных деталей имеет важное значение в области медицины для создания инструментов, ортопедических винтов и имплантатов позвоночника. Разработка вооружения и передовых технологий для аэрокосмической и оборонной промышленности требует проектирования и изготовления уникальных компонентов с исключительно высокими допусками.

Изготовленные на заказ детали точно проектируются на основе CAD / CAM-рендеринга для изготовления прототипов на швейцарских винтовых станках. Все швейцарские компании, производящие винтовые станки, предоставляют проектные и инжиниринговые услуги, позволяющие изготовить любую деталь, независимо от ее необычного дизайна.

Глава Четвертая: Типы швейцарских винтовых станков

Первоначальным назначением швейцарских винтовых станков было массовое производство крошечных винтиков для часов, поскольку изготовления их вручную было недостаточно для удовлетворения спроса. С момента появления этих станков во время первой промышленной революции использование швейцарских винтовых станков расширилось до производства широкого спектра деталей и компонентов.

Популярность швейцарских винтовых станков основана на их способности выполнять несколько процессов обработки за один цикл, что отличается от традиционных токарных станков, выполняющих один процесс за раз.

Втулки

Втулка или подшипник скольжения представляет собой полый цилиндр, который уменьшает трение за счет скольжения между двумя деталями. Они распределяют высокую или тяжелую нагрузку и действуют как амортизаторы для снижения шума и износа.

 

Винты

Винты являются одним из продуктов, производимых швейцарскими винтовыми станками, которые пользуются большим спросом. Процесс производства винтов включает в себя набор процессов, которые выполняются в машинном цикле и включают метчики, режущий инструмент и формовочный инструмент. Швейцарские винтовые станки производят все виды винтов, от микровинтов для небольших предметов, таких как часы, мобильные телефоны и портативные устройства, до винтов большего размера для автомобилей и самолетов.

Хотя первоначальным назначением швейцарских винтовых станков было производство винтов, первые винты швейцарских винтовых станков предназначались для изготовления часов. Производство винтов вышло далеко за рамки первоначального назначения оборудования и стало выпускать винты любой формы с использованием различных металлов и пластмасс.

Существует бесконечное количество типов шурупов, включая шурупы по дереву, металлические шурупы, шурупы из МДФ и машинные шурупы. Каждый из типов поставляется различных размеров с специально разработанными шурупами для специализированных применений.

 

Болты

Болты похожи на винты, но крупнее и прочнее. Они используются с шайбой и гайкой для соединения деталей вместе. Шайбы добавляются к болтам, чтобы распределить нагрузку и уменьшить износ.

Типы болтов:

• Перевозки — перевозки болты имеют куполообразную или потайной головкой с квадратной формы крепится под голову, чтобы удерживать болт от проворачивания при затяжке.
• Фланец — Фланцевые болты имеют круглый выступ под головкой.
• Плужные — Плужные болты имеют потайную головку и квадратную шейку, верхняя часть головки имеет плоскую или куполообразную форму.
• Болты с шестигранной головкой — Болты с шестигранной головкой имеют шестигранную головку
• Болты с квадратной головкой — Болты с квадратной головкой имеют квадратную головку.
• Шестигранные — Шестигранные болты имеют головку, предназначенную для использования с шестигранными ключами.
• Винты Tek — винты Tek имеют звездообразную головку, для которой требуется специальный инструмент.

Штифты

Штифты представляют собой цилиндрические крепежные элементы, которые используются для соединения двух компонентов путем проскальзывания через просверленное в компонентах отверстие. Они изготавливаются из различных материалов в зависимости от требуемой формы, размера и дизайна применения. Штифты используются для закрепления деталей, в которых силы сдвига толкают штифт в противоположных направлениях.

Типы штифтов:

• Дюбель — Дюбельные штифты представляют собой короткие цилиндры с конической формой, прорезями, спиралью и канавками.
• Пружинные — пружинные штифты представляют собой полые цилиндры со скошенными концами для плотной посадки.
• Рифленые — Рифленые штифты заточены таким образом, что при вдавливании их в отверстие пазы закрываются.
• Установочные — Установочные штифты используются для выравнивания заготовки на приспособлении.

Распорки

Распорки используются для заполнения зазоров между поверхностями и обеспечения дополнительной прочности соединений станков. Они изготавливаются из самых разнообразных материалов и бывают различных размеров, типов и форм. Распорные элементы, такие как втулки, уменьшают трение и вибрации за счет сохранения пространства между компонентами. Хотя распорные элементы имеют форму, аналогичную шайбам, они длиннее, точнее и создают пространство для увеличения зазора.

Шестерни

Зубчатые колеса являются важной деталью станка, которая используется в двигателях. Для обеспечения надлежащего зацепления с ними требуется высочайший уровень допуска. Швейцарские винтовые станки производят шестерни высочайшего качества для широкого спектра двигателей — от автомобильных до самолетов и космических кораблей.

Типы зубчатых колес:

• Гипоидный скос — Гипоидные конические шестерни представляют собой спиральную коническую передачу, оси сопряженных шестерен которой не пересекаются. Они смещены от центра шестерни, что позволяет создавать уникальные конфигурации для валов большого диаметра. Гипоидные шестерни являются неотъемлемой частью систем ведущих мостов легковых и грузовых автомобилей.
• Внутренние — Зубья внутренних шестерен расположены по внутреннему диаметру цилиндра и используются для высокой передачи энергии на небольших площадях. Конструкция внутренних зубчатых колес предназначена для применения в условиях ограниченного пространства.
• Винтовые — Зубья винтовых передач расположены под углом к торцу шестерни и имеют левосторонние и правосторонние угловые зубья, что позволяет винтовым передачам сопрягаться с другими шестернями.
• Елочка — Елочные шестерни являются одним из самых необычных типов зубчатых колес, поскольку в них правая и левая винтовые шестерни расположены на одной шестерне, зубья которой образуют V-образную форму. Они производятся на швейцарских винтовых станках благодаря их уникальной конструкции.

 

Несколько перечисленных выше деталей представляют собой небольшую выборку типов компонентов, которые производятся на швейцарских винтовых станках с ЧПУ и автоматических винтовых станках. Во многих случаях производителям приходится разрабатывать индивидуальные конструкции компонентов для удовлетворения потребностей новых конструкций и областей применения.

Глава пятая: Материалы, используемые в швейцарских винтовых станках

Существует очень мало ограничений на типы материалов, которые могут быть изготовлены на швейцарских винтовых станках, при этом основное внимание уделяется способности материала выдерживать нагрузки, создаваемые технологическим процессом. Производители работают со своими клиентами, чтобы выбрать правильный материал для применения, где будет использоваться компонент, и его стоимость. Жесткость, затвердевание, устойчивость к воздействию температуры и химикатов, возможность термообработки и чистота поверхности — все это учитывается при выборе материалов.

Алюминий

Алюминий — распространенный и экономичный металл, используемый швейцарскими винтовыми станками. Он легкий, прочный, обладает отличной электропроводностью, коррозионной стойкостью и выдерживает детальную обработку. Алюминий широко используется для изготовления электрических компонентов, а также в автомобильной и аэрокосмической промышленности.

Сталь

Как и в случае с алюминием, сталь широко используется из-за своей долговечности. Различия в стали определяются процентным содержанием различных сплавов для ее производства. Это высокопрочный металл, устойчивый к износу, который может использоваться в самых разных областях применения. Главной привлекательностью стали для швейцарских винтовых станков является ее исключительная прочность на растяжение, которая варьируется в зависимости от используемых в ней сплавов. Сталь с высоким содержанием углерода обладает исключительной прочностью, но ее трудно обрабатывать.

Углеродистая сталь

Высокоуглеродистая сталь имеет очень высокое содержание углерода, что делает ее твердой и долговечной. Ее можно обрабатывать, но становится сложнее по мере увеличения содержания углерода. Углеродистая сталь используется для изготовления компонентов благодаря своей стойкости к повреждениям, стабильности размеров и сохраняет свои свойства при воздействии перепадов температур.

Латунь

Как и алюминий, латунь является экономичным решением для производства прецизионных деталей. Ее легко обрабатывать, она обеспечивает превосходную отделку и обеспечивает высокий допуск и резьбу. Свойства латуни делают ее лучшим выбором для изготовления сложных деталей. Поскольку латунь обладает антимикробными свойствами, ее часто используют для производства медицинских имплантатов и инструментов. Низкий коэффициент трения латуни делает ее идеальной для изготовления шестерен и подшипников.

 

Медь

Поскольку медь очень мягкая, ковкая и пластичная, ее необходимо укреплять различными сплавами, такими как бериллий. Некоторые сплавы, обладающие прочностью, сравнимой со сталью, легко поддаются формовке. Медь можно подвергать термической обработке для повышения ее твердости и долговечности. Единственной характеристикой меди, которая делает ее желательной для изготовления деталей, является ее превосходная электропроводность.

Титан

Титан широко используется благодаря тому, что он является одним из самых прочных и долговечных металлов на земле. Он имеет самое высокое соотношение прочности к плотности среди всех металлов и соперничает по прочности со сталью, но имеет меньшую плотность, чем сталь. Как и алюминий, титан обладает естественной устойчивостью к ржавчине и коррозии из-за образования оксидного слоя. Недостатком титана является его стоимость, которая намного выше, чем у железа, стали и алюминия.

Нержавеющая сталь

Как и в случае с другими видами стали, для швейцарской винтовой обработки используется нержавеющая сталь из-за ее прочности. В отличие от других сталей, нержавеющая сталь легирована с высоким содержанием хрома, что делает ее устойчивой к коррозии. Она выпускается в широком ассортименте марок, каждая из которых обладает свойствами, которые могут быть применены для конкретного применения. Нержавеющая сталь является идеальным металлом для компонентов, которые должны выдерживать постоянные нагрузки, из-за своей долговечности.

Другие материалы

Основное внимание при использовании швейцарских винтовых станков уделяется изготовлению металлических деталей с высокими допусками и точностью. Хотя швейцарские винтовые станки были оригинальной конструкцией, они также используются для формования различных пластмасс для бытовой техники и игрушек. В определенных условиях инженерные пластмассы являются экономически эффективной заменой легких металлов, таких как алюминий. Для определенных применений пластмассы обладают такой же прочностью и долговечностью, что и металлы.

Глава шестая: Отрасли, использующие швейцарские детали для винтовых станков

Прецизионные детали и компоненты являются неотъемлемой частью нескольких отраслей промышленности для обеспечения эксплуатационных характеристик их продукции. Способность швейцарских деталей с винтовой обработкой соответствовать допускам конструкции была движущей силой использования технологического процесса для изготовления компонентов. Сложные чертежи CAD / CAM производятся в больших объемах с исключительными допусками и в соответствии с проектными параметрами.

Электроника

За последние тридцать лет наблюдается постоянно растущая тенденция к миниатюризации компонентов электронных устройств. Поскольку электронная промышленность стремилась к уменьшению размеров, она требовала, чтобы ее продукция была легкой, компактной и легкодоступной. Швейцарская винтовая обработка идеально соответствует этому растущему спросу, поскольку позволяет производить специализированные миниатюрные детали.

Медицинская промышленность

Производство медицинских компонентов является одним из основных применений швейцарских винтовых станков благодаря их способности производить сложные, противомикробные и инновационные детали. Производство медицинских компонентов, особенно для имплантатов, должно соответствовать строгим стандартам, установленным Управлением по контролю за продуктами питания и лекарствами (FDA), и обеспечивать получение уникальных геометрических форм.

Титан и некоторые пластмассы являются основными материалами, используемыми для изготовления медицинских имплантатов и инструментов. Основной проблемой при производстве медицинских имплантатов являются постоянные изменения и адаптация, разработанные с учетом медицинских условий. Эти достижения и усовершенствования привели швейцарских производителей станков к производству оборудования и инструментов, способных соответствовать растущим инновациям.

Многие медицинские детали имеют исключительно малый диаметр, который невозможно обработать с помощью других методов токарной обработки. Швейцарские винтовые станки превосходно работают с диаметрами менее 32 мм (1,26 дюйма). Миниатюрные детали деликатны и не требуют особого обращения. Помимо размера, мелкие детали имеют тонкие стенки, сложные грани и небольшие крепления. Швейцарские винтовые станки являются идеальным выбором из-за их способности программироваться до мельчайших деталей.

Закручивание резьбы стало важным достижением в производстве прецизионных костных винтов, для которых не требуется внутренняя резьба. Они крепятся непосредственно к кости и должны оставаться стабильными и плотными.

 

Аэрокосмическая промышленность

Из многих отраслей промышленности, использующих швейцарские винтовые станки, аэрокосмическая промышленность больше всего нуждается в точности и повторяемости. Детали и узлы производятся с допусками ± 0,0001 для обеспечения безопасности и надежности, требуемой авиационными инженерами. Именно точность швейцарских винтовых станков является приоритетной при производстве аэрокосмических компонентов, таких как крепежные детали, втулки, зажимы, коллекторы, шарниры, валы и клапаны, компоненты двигателя и кабины пилотов.

Еда

Пищевая промышленность, хотя и не столь строгая, обязана соответствовать тем же стандартам, что и медицинская промышленность, которые контролируются FDA. Установленные требования требуют использования определенных материалов при производстве компонентов для обеспечения санитарных условий при производстве пищевых продуктов. Конвейерные ленты, смесители и двигатели из нержавеющей стали изготавливаются из деталей, произведенных на швейцарских шнековых станках, все из которых одобрены FDA.

Военный сектор

Ключевым фактором для военного сектора является долговечность при максимально возможных допусках. Военная техника подвергается большим нагрузкам и должна быть способна работать в самых суровых условиях. В целях безопасности и соответствия нормативным требованиям детали для военной техники должны до мельчайших деталей соответствовать стандартам, разработанным военными инженерами. Каждый аспект военной техники описан в документации, предоставляемой производителям, вплоть до размера резьбы винтов и диаметра болтов. Потребность в высоком качестве, точности и высоких допусках обуславливает необходимость использования швейцарских винтовых станков при производстве военной техники.

Автомобильная промышленность

Автомобильная промышленность является одним из крупнейших пользователей технологий, связанных со швейцарскими винтовыми станками. За годы, прошедшие с момента появления первого автомобиля, работающего на газовом топливе, автомобильная промышленность разработала несколько автоматизированных технологий, позволяющих увеличить скорость производства и исключить трудоемкую механическую обработку. Швейцарские винтовые станки легко адаптировались к задачам отрасли и обеспечивают ее необходимыми видами автоматизации.

Существует несколько аспектов автомобильного производства, которые зависят от использования деталей швейцарских винтовых станков. По этому процессу изготавливаются панели приборной панели, а также стартеры, головки цилиндров, ведущие мосты и коробки передач. Швейцарские винтовые станки позволяют инженерам-конструкторам гибко разрабатывать новые детали индивидуального дизайна, повышающие эксплуатационные характеристики автомобилей.

Ключевой особенностью, которая часто используется дизайнерами автомобилей, является создание прототипов, которые могут быть легко выполнены с помощью швейцарских винтовых станков. Прототипами могут быть фары, детали двигателя, головки цилиндров и новые компоненты, разработанные на заказ. Швейцарские винтовые станки позволяют изготавливать широкий спектр сложных деталей, поскольку на шпиндель швейцарских винтовых станков с ЧПУ может быть загружено несколько режущих инструментов.

Основные отрасли, перечисленные выше, представляют собой выборку многих отраслей, которые полагаются на точность, аккуратность, высокие допуски и быстрое производство, обеспечиваемые швейцарскими винтовыми станками. Производители швейцарских винтовых станков постоянно стремятся разрабатывать новые инструменты, возможности и программы для улучшения процесса обработки.

Глава седьмая: Преимущества швейцарских винтовых станков

В начале первой промышленной революции швейцарским часовым производителям потребовалось улучшить свои возможности по производству мелких деталей, которые были важной частью сборки часов. В то время винты и другие компоненты изготавливались вручную и не обладали точностью, необходимой для изготовления качественных часов.

С разработкой цангового патрона и передней бабки появился оригинальный швейцарский винтовой станок. Станки стали необходимостью во время Второй мировой войны, и их использование быстро расширилось в течение десятилетий после войны. Сегодня швейцарские винтовые станки с ЧПУ доминируют на рынке высокоточных деталей и компонентов.

Время цикла

Швейцарские винтовые станки имеют более короткое время цикла, поскольку способны производить тридцать компонентов за то же время, что обычный станок с ЧПУ производит один. В отличие от других методов обработки, когда деталь обрабатывается на швейцарском винтовом станке, она не требует никаких дополнительных операций и может быть упакована для отправки.

Допуски

Поскольку заготовка удерживается вплотную к обрабатываемому инструменту, приложенное усилие резания обеспечивает исключительно жесткие допуски. Стержневая заготовка поддерживается в процессе обработки во избежание прогиба. Этот процесс позволяет создавать отличительные элементы, выполнять более глубокие пропилы и детали с тонкими стенками.

Меньший прогиб

Благодаря расположению заготовки между опорой и режущим инструментом предотвращается прогиб. Близкое расположение приводит к меньшему изгибу и возможности прогиба режущей поверхности. Устранение прогиба приводит к более жестким и высоким допускам.

Эффективность

Перемещение заготовки и инструмента позволяет повысить эффективность изготовления детали. Прорези, поперечное сверление, нарезание резьбы и обратное сверление выполняются за один цикл, что устраняет необходимость во вторичных операциях. Компонент, произведенный швейцарским винтовым станком, готов к использованию по окончании обработки.

Точность

Из множества характеристик швейцарских винтовых станков точность является наиболее заметной и одной из причин их такой популярности. Сложные детали изготавливаются с мельчайшими деталями и исключительной точностью благодаря направляющей втулке, которая поддерживает деталь.

Частота вращения швейцарского винтового станка с ЧПУ может достигать 10 000 об / мин для изготовления деталей с допуском, близким к 0,005 мм (0,0002 дюйма). Эти факторы делают швейцарские винтовые станки с ЧПУ наиболее точными и надежными видами механической обработки.

Сокращение отходов

Дополнительным преимуществом точности швейцарских винтовых станков с ЧПУ является уменьшение количества отходов, образующихся в процессе обработки, за счет устранения возможной человеческой ошибки. Образующийся металлолом собирается и перерабатывается.

Экономически выгодно

Способность швейцарских винтовых станков производить тысячи деталей за короткий промежуток времени значительно снижает производственные затраты, что является одной из причин того, что автомобильная промышленность, аэрокосмическая и оборонная промышленность полагаются на точность швейцарских винтовых станков.

Материалы

Типы материалов, используемых швейцарскими винтовыми станками, включают мягкие металлы, такие как алюминий и медь, и твердые металлы, такие как углеродистая сталь и титан. Помимо обработки металлов, швейцарские винтовые станки хорошо работают с пластиками, такими как термореактивные и термопластичные материалы. Независимо от типа материала, сложные детали создаются с исключительной точностью и экономичностью.

Гибкость

Хотя основным направлением швейцарских винтовых станков является производство небольших сложных деталей, швейцарский технологический процесс позволяет изготавливать крупные детали с меньшим прогибом, высокими допусками и гладкими ровными поверхностями. Такая гибкость позволяет производителям удовлетворять потребности всех своих клиентов, независимо от требований.

 

Кастомизация

Одной из проблем современной промышленности является быстрое развитие инноваций, усовершенствований и прогрессивных разработок. Этот аспект современного производства требует от производителей быстрой адаптации к постоянно меняющимся потребностям своих клиентов. Швейцарские винтовые станки используют новые CAD / CAM визуализации для эффективного и аккуратного изготовления самых уникальных деталей.

Инструменты и программирование швейцарских винтовых станков могут быть скорректированы в соответствии с потребностями индивидуальных инноваций для широкого спектра деталей и узлов.

Заключение

• Швейцарский винтовой станок — это высокоэффективный токарный станок, который способен выполнять несколько процессов резки за один цикл с использованием нескольких инструментов. Они уникальны своей способностью производить прецизионные детали с превосходными допусками в больших объемах.
• На швейцарских винтовых станках заготовка и режущие инструменты перемещаются для придания заготовке формы, что более эффективно и экономит время.
• Швейцарские винтовые станки бывают двух типов: автоматические и с ЧПУ. Автоматические станки оснащены дисковым кулачком, который перемещает инструменты в отсек для заготовки, в то время как швейцарские винтовые станки с ЧПУ программируются и способны быстро производить компоненты.
• Популярность швейцарских винтовых станков основана на их способности выполнять несколько процессов обработки за один цикл, в отличие от традиционных токарных станков, которые выполняют один процесс за раз.
• Швейцарские винтовые станки с ЧПУ доминируют на рынке высокоточных деталей и компонентов.