TEHNOLOGIJA IZRADE MOSTA ZA CNC STROJ

Ivan Sigurnjak, Radojka Marković, Dejan Marić, Antun Stoić, Josip Cumin, Miroslav Duspara, Ivan Samardžić, Branko Grizelj

Sveučilište J.J. Strossmayera u Osijeku, Strojarski fakultet u Slavonskom Brodu

Ključne riječi: Tehnologija, most, CNC stroj, laser, rezačica

SažetakU radu je opisana namjena i princip rada stroja, tehničke karakteristike i zahtjevi, korištene tehnologije za izradu, proračun troškova i potrebna dokumentacija. Za izradu je potrebno osigurati nužnu tehničku dokumentaciju, odabrati materijal te biti dobar poznavatelj svih tehnologija koje su korištene, kako bi proizvodnja dijelova bila što povoljnija, uz ostvarene zahtjeve i tolerancije. Uz standardne tehnologije poput rezanja pilom, brušenja, zavarivanja, pjeskarenja, površinske zaštite, korištene su i nove proizvodne tehnologije, kao što su glodanje, bušenje i upuštanje na numerički upravljanim strojevima, te rezanje vodenim mlazom. Obuhvaćene su sve tehnologije od rezanja i pripreme materijala, do montaže proizvoda.

1. UVOD Izrađivani most namijenjen je za CNC stroj za lasersko rezanje. Može se koristiti i za ostale metode rezanja, kao što su rezanje vodom, plinskim plamenom i plazmom. Potrebno je ostvariti visoku točnost pozicioniranja zbog vrlo tankog reza, debljine oko 0,3 mm. Most također mora imati veliku krutost zbog velikih brzina gibanja koje iznose i do 80 m/min (slika 1.1).

Most CNC laserse rezacice

sl. 1 Most CNC laserske rezačice

Laserske rezačice odlikuje visoki učinak, dobra kvaliteta reznih površina te brzina rezanja. Ovim postupkom se mogu rezati gotovo svi metali.Vanjske dimenzije stroja su 3700x2000 mm, a dimenzije radnog stola su 2575x1300 mm, što je dovoljno za rad s limovima standardih dimenzija 1250x2500 mm. Moguće maksimalne debljine rezanja su 10 mm za „crne“ čelike i 6 mm za nehrđajuće čelike. Stroj može rezati cijevi okruglog, kvadratnog i pravokutnog profila, maksimalnog promjera 100 mm za okrugle i dimenzija 100x100 mm za kvadratne presjeke. Najveća brzina koja se može ostvariti na stroju je 80 m/min, dok maksimalna brzina rezanja stroja iznosi 20 m/min za limove debljine 1 mm. Točnost i ponovljivost pozicioniranja glave rezačice je 0,08 mm. Najveći izazov pri izradi strojeva poput laserske rezačice je upravo ostvarivanje visokih točnosti uz velike brzine rezanja, što značajno utječe i na cijenu same izrade pojedinih dijelova.

 

2. IZRADA TEHNIČKE DOKUMENTACIJE ZA CNC STROJ Modeli i tehnička dokumentacija izrađeni su u računalnom programu Solidworks (slika 3.1, slika 3.2). S lakoćom se izrađuju 3D modeli objekata raznih oblika. Iz izrađenog modela jednostavno je dobiti 2D crteže sa svim podacima potrebnim za izradu. Također je znatno olakšan rad pri izradi programa za obradu na CNC strojevima. I u ovom slučaju je korišten računalni model pri izradi progama i g-koda za strojnu obradu s više alata na obradnom centru (slika 3.3). To je odlika suvremene pripreme koja znatno olakšava rad, smanjuje mogućnost pogreške, utječe na ekonomičnost i konkurentnost na tržištu. Tehničku dokumentaciju izrađenu na ovaj način jednostavno je sačuvati, a može biti korištena i izmijenjena u slučaju kasnije izrade takvog ili sličnog sklopa. 

solidworks-3d model mosta

Slika 2 Solidworks 3D model mosta

 

solidworks 3d model rezacice

Slika 3 Solidworks 3D laserske rezačice

 

3. ZAVARIVANJE MAG POSTUPKOM Elektrolučno zavarivanje metalnom taljivom elektrodom u zaštitnoj atmosferi plinova pripada u postupke zavarivanja taljenjem. MAG postupak (metal active gas) zavarivanja odvija se u zaštitnoj atmosferi aktivnog plina CO2 ili mješavini s pretežnim udjelom CO2. Mag postupak se u praksi često naziva i CO2 postupak. Za zaštitu električnog luka i rastaljenog materijala od okolne atmosfere moraju se koristiti zaštitni plinovi. Do nastanka električnog luka dolazi između elektrode, uglavnom spojene na + pol izvora istosmjerne struje i osnovnog msterijala. Za stabilno održavanje luka nije moguće koristiti izmjeničnu struju zbog slabe ionizacije. [1] Toplina ostvarena u električnom luku dovodi do taljenja osnovnog i dodatnog materijala. Žica ima funkciju elektrode i dodatnog materijala. Ovaj postupak se često koristi kao automatski, poluautomatski ili robotiziran postupak. Kod robotiziranog postupka, zavarivač prati samo rad stroja, dok su parametri ranije definirani. Kod poluautomatskih postupaka mehanizirano je dodavanje žice, dok se zavarivanje izvodi ručno. Automatski postupci su vođeni mehanički, ali bez primjene robota. U metalnoj industriji najčešće se koriste poluautomatski postupci zbog svoje jednostavnosti i fleksibilnosti. Jedina razlika izmeđa MIG i MAG postupka je korištenje različitih zaštitnih atmosfera.[1]

Izvor struje mora biti priključen na električnu mrežu s koje dobiva energiju. Struja za zavarivanje dovodi se iz izvora vodičima, od kojih se jedan priključuje na radni komad, a drugi preko upravljačko razvodne jedinice na pištolj za zavarivanje. Preko kontaktne provodnice koja se nalazi u pištolju električna struja prolazi žicom za zavarivanje, koja se pomoću elektromotora automatski odmata jednoličnom brzinom, te se kroz pištolj dodaje u električni luk. Zaštitni plin iz boce na mjesto zavara dolazi kroz sapnicu pištolja. Također prolazi kroz upravljaču jedinicu stroja (slika 4.3). U atmosferu luka zaštitni plin se upuhuje kroz sapnicu. Kontaktna provodnica je potrošni dio kod ovog postupka zavarivanja. Njena uloga je provođenje struje na žicu i vođenje iste. Sapnica se koristi za usmjeravanje zaštitnog plina prema luku, te je također jedan od potrošnih dijelova. Zbog čestih izmjena, lako se mijenjaju. Pištolji za zavarivanje mogu biti hlađeni vodom ili zrakom, ovisno o količini topline koja nastaje u radu. [1] Prije početka zavarivanja potrebno je namjestiti dovod plina i parametre zavarivanja. Kod poluautomatskog zavarivanja, pištolj se prinosi radnom komadu, do mjesta početka zavarivanja, te se pritiskom na gumb koji se nalazi na pištolju pokreće uspostavljanje električnog luka, dodavanje žice i zaštitnog plina. Plin se dodaje otvaranjem elektromagnetskog ventila, a to se događa prije izlaženja žice iz kontaktne provodnice. Električni luk se uspostavlja zatvaranjem strujnog kruga kada žica dotakne radni komad. Zatim se pomiče pištolj određenom tehnikom zavarivanja, u potrebnom smjeru. Brzina zavarivanja ovisi o brojnim uvjetima, najviše o debljini i vrsti osnovnog i dodatnog materijala. Nastankom električnog luka dolazi do taljenja i mješanja osnovnog i dodatnog materijala, spajaju se i skrućivanjem nastaje zavareni spoj. [1]

Slika 4 Shematski prikaz uređaja i procesa MIG/MAG zavarivanja

Slika 4 Shematski prikaz uređaja (a) i procesa MIG/MAG zavarivanja (b) [1]

 

Izvori struje se konstantno usavršavaju kako bi bilo moguće što bolje i preciznije podesiti parametre zavarivanja. Izvori struje mogu biti tranzistorski i tiristorski. Tranzistorski su tehnološki napredniji zbog jednostavnije regulacije parametara. Na većini novih uređaja moguće je automatski odrediti ostale paramatre, na osnovu jednog poznatoga. [1]

... nastavak uskoro