7.2. ΤΟΡΝΟΙ. Σχήμα 111

Transcript

1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι ΤΟΡΝΟΙ Ο τόρνος είναι ιστορικά η αρχαιότερη ίσως εργαλειομηχανή που χρησιμοποίησε ο άνθρωπος, προερχόμενη κατά πάσα πιθανότητα από τον τροχό του αγγειοπλάστη. Στο σχήμα 111 παρουσιάζεται μια άποψη ενός τόρνου του 1797 μ.χ. Ανακαλύφθηκε από τους Χ. Μώντσλυ στη Βρετανία και Ν. Γουίκλινσον στις Η.Π.Α. Ο συγκεκριμένος τόρνος έκοβε ακριβή σπειρώματα με άνεση. Στην σημερινή μορφή του τόρνου, η περιστρεφόμενη τράπεζα του αγγειοπλάστη έχει αντικατασταθεί από την τράπεζα πρόσδεσης του κατεργαζόμενου αντικειμένου, το οποίο μορφοποιείται με την επίδραση του κοπτικού εργαλείου. Οι τόρνοι όπως θα γίνει σαφές στην συνέχεια, με την πρόοδο της τεχνολογίας έχουν διαμορφωθεί σε μια μεγάλη ποικιλία, τύπων οι οποίοι προσφέρονται για ειδικές κατεργασίες, με μικρό ή μεγάλο βαθμό πολυπλοκότητας, αυτοματοποίησης, ισχύος, ακρίβειας κ.λ.π. Σχήμα 111 Στο σχήμα 112 παρουσιάζονται οι κυριότερες εργασίες πού είναι δυνατόν να εκτελεσθούν σε τόρνους. Στις ανωτέρω βασικές κατεργασίες πρέπει να προστεθεί και η δυνατότητα κατασκευής σπειρωμάτων κοχλιών, ή διάνοιξη οπών με δράπανα, ή κατασκευή κοπτικών εργαλείων της φρέζας κ.α. Η μεγάλη αυτή ποικιλία κατεργασιών έχει σαν αποτέλεσμα την μεγάλη διάδοση των τόρνων στα μηχανουργία και στα εργοστάσια, Γενικά οι τόρνοι μπορούν να θεωρηθούν σαν οι πιο διαδεδομένες εργαλειομηχανές.

2 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 110 γ. Διάνοιξη οπών. Σχήμα 112 Στο σχήμα 113 παρουσιάζεται ο συνήθης τύπος τόρνου γενικής χρήσης. Σχήμα 113

3 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 111 Στο σχήμα αυτό διακρίνουμε: (1) Μοχλοί επιλογής στροφών άξονα τραπέζης πρόσδεσης (2) Διακόπτες εκκίνησης, στάσης κ.λ.π. (3) Μοχλός ταχείας διαμήκους κίνησης εργαλειοφορείου (4) Μοχλός σπειρωμάτων. (5) Δείκτης κοχλιοτόμησης (6) Κεντροφορέας (7) Κοχλίας σπειρωμάτων. (8) Μοχλός αναστροφής κοχλία σπειρωμάτων.. (9) Μοχλός διαμήκους μετακίνησης εργαλειοφορείου. (10) Μοχλός ταχείας εγκάρσιας μετακίνησης εργαλειοφορείου (11) Μοχλός πρόωσης εργαλειοφορείου. (12) Μοχλοί επιλογής ταχυτήτων πρόωσης. (13) Μοχλός συμπλέκτου (14) Εργαλειοδέτης (15) Άξονας (16) Τροχός πρόωσης Τους τόρνους, εκτός των κοπτικών εργαλείων, συνοδεύουν συνήθως και διάφορα βοηθητικά εξαρτήματα απαραίτητα για την κατεργασία διαφόρων κομματιών. Τα κυριότερα από τα εξαρτήματα αυτά παρουσιάζονται στο σχήμα 114. Σχήμα 114

4 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 112 Τα εξαρτήματα αυτά χρησιμοποιούνται για την πρόσδεση και στήριξη των αντικειμένων επί της εργαλειομηχανής. Οι δίσκοι μεταφοράς των κατεργαζομένων αντικειμένων (1) ή (2) με την βοήθεια των σφιγκτήρων (3),(4),(5) (6), (7), (8) χρησιμοποιούνται για την πρόσδεση κυλινδρικών αντικειμένων στον άξονα του τόρνου, όπως δείχνει το σχήμα 115. Σχήμα 115 Για τον καθορισμού του άξονα περιστροφής του αντικειμένου, χρησιμοποιούνται κατάλληλα διαμορφωμένα κέντρα (9 ), (10 ), (11), (12), (16). Τα κέντρα αυτά στηρίζονται στον κεντροφορέα του τόρνου και εισέρχονται σε κατάλληλες κωνικές οπές πού κατασκευάζονται στα άκρα του προς κατεργασία αντικειμένου. Ο κεντροφορέας είναι επίσης δυνατόν να χρησιμοποιηθεί και για την στήριξη σφικτήρα δραπάνων (14) για την διάνοιξη οπών. Για την ενδιάμεση στήριξη αντικειμένων μεγάλου μήκους και για τον περιορισμό του βέλους κάμψης πού δημιουργείται από το ίδιο βάρος του αντικειμένου και ιδίως από τις κοπτικές δυνάμεις, χρησιμοποιούνται συνήθως κατάλληλες εδράσεις (19), (20), (21). Ο δίσκος πρόσδεσης (13) χρησιμοποιείται για την προσαρμογή στον άξονα του τόρνου αντικειμένων πολύπλοκου σχήματος. Τα αντικείμενα αυτά δημιουργούν συνήθως προβλήματα ζυγοστάθμισης του άξονα του τόρνου τα οποία αντιμετωπίζονται με την χρησιμοποίηση αντίβαρων, όπως δείχνει το σχήμα 116. Σχήμα 116 Ο δακτυλιωτός σφικτήρας (15) χρησιμοποιείται για την πρόσδεση ράβδων ή σωλήνων κυκλικής διατομής και μικρής διαμέτρου, κυρίως σε τόρνους μαζικής παραγωγής. Στις συνηθισμένες περιπτώσεις κατεργασιών στον τόρνο, οι χρησιμοποιούμενες τράπεζες πρόσδεσης (17),(18), με τέσσερις ή τρεις σιαγόνες αντίστοιχα, επιτρέπουν την ταχεία κατεργασία κυλινδρικών

5 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 113 κομματιών μικρής και μέσης διαμέτρου. Η σύσφιξη των σιαγόνων και η στερέωση των κομματιών γίνεται με την βοήθεια κατάλληλου κλειδιού. Ο τύπος τραπέζης με τις τρεις σιαγόνες επιτρέπει το αυτόματο κεντράρισμα του κομματιού γιατί οι σιαγόνες συσφίγγονται ταυτόχρονα. Αντίθετα, οι σιαγόνες του δίσκου (17) κινούνται ανεξάρτητα αλλήλων και επιτρέπουν την ταχεία πρόσδεση και μη κυλινδρικών κομματιών.(σχήμα 117) Σχήμα 117 Οι κυριότερες κατεργασίες στον τόρνο ακολουθούν την διαδικασία του σχήματος 118. Κατ' αρχάς προσδένεται στον δίσκο (4) το προς κατεργασία τεμάχιο και. γίνονται οι αναγκαίες ρυθμίσεις ώστε να κεντραριστεί η επιθυμητή επιφάνεια κατεργασίας με τον άξονα του τόρνου, με κατάλληλη σύσφιξη των σιαγόνων (5). Σχήμα 118 Στην συνέχεια μα την βοήθεια των μοχλών (2) εκλέγεται ο κατάλληλος αριθμός στροφών ο όποιος σε συνδυασμό με τη διάμετρο της επιφανείας κατεργασίας θα μας δώσει την αναγκαία κοπτική

6 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 114 ταχύτητα. Η κοπτική ταχύτητα, ως γνωστόν εξαρτάται από το υλικό του αντικειμένου, το κοπτικό εργαλείο, το βάθος κοπής και την πρόωση. Η πρόωση του εργαλειοφορείου ρυθμίζεται με την βοήθεια των μοχλών (16).Όπως είναι φυσικό, είναι σκόπιμο ο τόρνος να διαθέτει μεγάλη ποικιλία στροφών και ταχυτήτων πρόωσης ώστε να είναι δυνατή η επίτευξη της επιθυμητής κοπτικής ταχύτητας και του κατά το δυνατόν μικρότερου χρόνου κατεργασίας. Η ρύθμιση της πρόωσης είναι επίσης απαραίτητη για την κατασκευή σπειρωμάτων. Στην περίπτωση αυτή, για την παραγωγή της ελικοειδούς επιφανείας του σπειρώματος, είναι απαραίτητη η ρύθμιση της πρόωσης συναρτήσει, του αριθμού των στροφών του άξονα του τόρνου. Στην περίπτωση που το μήκος του αντικειμένου είναι μεγάλο εν σχέσει με την διάμετρο του, είναι απαραίτητο να στηριχθεί και το άλλο άκρο του αντικειμένου. Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται τα κέντρα τα οποία προσαρμόζονται στον κεντροφορέα (10). Ο κεντροφορέας έχει την δυνατότητα να ολισθαίνει κατά μήκος της κλίνης (12) του τόρνου, ώστε να πλησιάσει το κατεργαζόμενο αντικείμενο. Για να είναι δυνατή η στήριξη του αντικειμένου επί του κέντρου είναι απαραίτητη η κατασκευή μιας μικρής οπής στον άξονα του κομματιού, όπως δείχνει το σχήμα 119. Σχήμα 119 Για την ρύθμιση της ακριβούς θέσης του κέντρου χρησιμοποιείται ο τροχός (11), με τον οποίον μετακινείται το κέντρο κατά την διεύθυνση του άξονα, Για την μετακίνηση το εργαλειοφορείου κατά μήκος της κλίνης με την βοήθεια του κιβωτίου ταχυτήτων πρόωσης χρησιμοποιείται ο κοχλίας κίνησης (15). Η προώθηση του εργαλειοφορείου (7) είναι επίσης δυνατή με την βοήθεια του τροχού (8). Η εγκάρσια κίνηση του εργαλειοφορείου είναι δυνατή; μόνον με την περιστροφή υπό του χείριστου του τροχού (6). Ο εργαλειοδέτης (σχήμα 120) έχει την δυνατότητα να κινηθεί κατά την διεύθυνση του άξονα του τόρνου, με την βοήθεια του μοχλού 9. Το κοπτικό εργαλείο προσδένεται επί του εργαλειοφορείου με την βοήθεια κοχλιών όπως δείχνει το σχήμα 120. Σχήμα 120

7 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 115 Ο εργαλειοδέτης έχει την δυνατότητα περιστροφής γύρω από κατακόρυφο άξονα για την ρύθμιση της γωνίας του κοπτικού εργαλείου. Στο κατώτερο μέρος του τόρνου διακρίνεται η λεκάνη συγκέντρωσης του κοπτικού υγρού (15). Ανάλογα με την εργασία για την οποία είναι προορισμένος ο τόρνος, είναι δυνατόν να διαθέτει διάφόρους εργαλειοδέτες με ένα η περισσότερα κοπτικά εργαλεία, όπως δείχνει το σχήμα 121. Σχήμα 121 Τα χρησιμοποιούμενα κοπτικά εργαλεία παρουσιάζουν μεγάλη ποικιλία μορφών ανάλογα με το υλικό της κατασκευής τους. Στην απλούστερη περίπτωση έχουν την μορφή στελέχους του οποίου το άκρο έχει διαμορφωθεί με τις κατάλληλες κοπτικές επιφάνειες. Σε άλλες περιπτώσεις, το κοπτικό εργαλείο έχει την μορφή στελέχους επί του οποίου προσαρμόζεται το κοπτικό πλακίδιο. Οι συνηθέστερες μορφές κοπτικών εργαλείων παρουσιάζονται στο επόμενο σχήμα 122. Με τη μεγάλη ανάπτυξη των κοπτικών πλακιδίων από καρβίδια (carbide inserts) πού είναι γνωστά σαν βίντια, έχει δημιουργηθεί μία μεγάλη ποικιλία στελεχών πρόσδεσης, ανάλογα με το σχήμα του ενθέτου πλακιδίου. (Σχήμα 123) Σχήμα 122

8 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 116 Σχήμα 123 Για την επίτευξη ικανοποιητικής κοπής με κατά το δυνατόν καλύτερη ποιότητα επιφανείας, μικρότερη φθορά του κοπτικού εργαλείου, μειωμένη δύναμη κοπής και οικονομικότερη παραγωγή, είναι απαραίτητο το κοπτικό εργαλείο να έχει την κατάλληλη γεωμετρία και να είναι κατάλληλα προσανατολισμένο ως προς το αντικείμενο. Τα γεωμετρικά αυτά στοιχεία εξαρτώνται από το υλικό του αντικειμένου και του κοπτικού εργαλείου, και συνήθως βρίσκονται από τα εγχειρίδια των μηχανουργικών κατεργασιών. Οι κυριότερες κοπτικές γωνίες του εργαλείου δίδονται στο σχήμα 124. Σχήμα 124 (Πρόοψη) Οι γωνίες αυτές ονομάζονται ως εξής:

9 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 117 (α) (β) (γ) (α') (β') (γ') (δ) Γωνία ελευθερίας Γωνία σφηνός Γωνία τριβής ή αποβλήτου Πλαγία γωνία ελευθερίας Πλαγία γωνία σφηνός Πλαγία γωνία τριβής ή αποβλήτου Γωνία τοποθέτησης. Ενδεικτικά αναφέρονται μερικές τιμές των κοπτικών γωνιών για εργαλεία από στελίτη, ταχυχάλυβα και καρβίδια στον Πίνακα 14. Πίνακας 14. Γεωμετρικά στοιχεία κοπιτκών εργαλείων

10 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 118 Γενικά για μικρές κοπτικές ταχύτητες, η γωνία τριβής είναι συνήθως θετική και επηρεάζει την μορφή του αποβλήτου. Αντίθετα για μεγάλες ταχύτητες κοπής τα κοπτικά εργαλεία φορτίζονται υπερβολικά και είναι, απαραίτητο το κοπτικό εργαλείο να είναι κατά το δυνατόν πιο ενισχυμένο, ιδίως εάν είναι καρβίδιο. Στην περίπτωση αυτή η γωνία τριβής κατασκευάζεται αρνητική. Η γωνία ελευθερίας επηρεάζει την ποιότητα επιφανείας, και συνήθως εκλέγεται αρκετά μεγάλη ιδίως για μαλακά μέταλλα. Αντίθετα, για την κατεργασία σκληρών μετάλλων χρησιμοποιούνται μικρές γωνίες ελευθερίας για την αποφυγή της εξασθένισης του κοπτικού εργαλείου. Για την περαιτέρω αύξηση της αντοχής του κοπτικού εργαλείου αποφεύγεται η στερέωση του στον εργαλειοδέτη με μεγάλο μήκος προεξοχής, σε πολλές δε περιπτώσεις χρησιμοποιείται και υποστήριξη, όπως δείχνει το σχήμα 125. Σχήμα 125 Κατά την διάρκεια της κατεργασίας διαφόρων όλκιμων υλικών, το απόβλητο παίρνει την μορφή συνεχούς σύρματος το όποιο εμποδίζει τον χείριστη, ιδίως εάν χρησιμοποιούνται μεγάλες ταχύτητες κοπής. Για την αποφυγή του φαινομένου αυτού το κοπτικό εργαλείο διαμορφώνεται κατάλληλα ώστε το απόβλητο να κάμπτεται κατά την έξοδο του υπερβολικά και να σπάει. Στην περίπτωση των κοπτικών πλακιδίων συνήθως χρησιμοποιείται μία περιφερειακή αύλακα (σχήμα 125). Σχήμα 126

11 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 119 Ανάλογα με το είδος της επιτελούμενης κατεργασίας, το κοπτικό εργαλείο πρέπει να έχει και την κατάλληλη μορφή. Στο σχήμα 126 παρουσιάζονται διάφορες μορφές εργαλείων που χρησιμοποιούνται στο αρχικό στάδιο της επιφανειακής κατεργασίας των κομματιών, οπότε αφαιρούνται σχετικά μεγάλα πάχη μετάλλου με μικρή ακρίβεια διαστάσεων και μέτρια ποιότητα επιφανείας. Το στάδιο αυτό συνήθως λέγεται εκχόνδρισης. Σχήμα 126 Από τα εργαλεία αυτά, τα μεν (a,b,e) χρησιμοποιούνται σπάνια σε ειδικές περιπτώσεις κοπής, το δε εργαλείο (f) για την κατεργασία επιφανειών καθέτων προς τον άξονα του τόρνου (κατεργασία προσώπου). Το εργαλείο (c) είναι το συνηθέστερα χρησιμοποιούμενο για εκχόνδριση, σε μερικές δε περιπτώσεις όταν η επιφάνεια κοπής πρέπει να προκύψει κάθετη στον άξονα του τόρνου, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιηθεί το εργαλείο (d). Για ειδικές κατεργασίες στον τόρνο χρησιμοποιούνται κοπτικά εργαλεία με μεγάλη ποικιλία μορφών, όπως δείχνει το σχήμα 127. Σχήμα 127 Τα εργαλεία (2,3) χρησιμοποιούνται για την αποκοπή τεμαχίων, το εργαλείο (4) για την κατασκευή σπειρωμάτων, το δε (5) για την επεξεργασία εσωτερικών οπών. Για την επεξεργασία εσωτερικών κοιλοτήτων σε περιπτώσεις μεγάλης παραγωγής και υψηλών απαιτήσεων ακρίβειας και ποιότητος επιφανείας χρησιμοποιούνται γενικά άλλες εργαλειομηχανές. Ο τόρνος, λόγω της δυσκολίας του ελέγχου της κατεργασίας που παρουσιάζει για τον χειριστή της εργαλειομηχανης χρησιμοποιείται πολύ σπάνια σε τέτοιες περιπτώσεις.

12 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 120 Στις περιπτώσεις αυτές τό κοπτικό εργαλείο εξέχει καθ όλο το μήκος της οπής, η είναι προσαρμοσμένο σε ράβδο, όπως δείχνει το σχήμα 128. Σχήμα 128 Η πρώτη μέθοδος είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθεί και σε τυφλές οπές. Αντίθετα, η δεύτερη μέθοδος απαιτεί εσωτερικές κοιλότητες προσιτές και από τα δύο άκρα αλλά εξασφαλίζει μεγαλύτερη στιβαρότητα στο κοπτικό εργαλείο. Τα στοιχεία που έχουμε αναφέρει μέχρι το σημείο αυτό αφορούν τον συνήθη τύπο τόρνων που είναι γνωστός ως Universal. Για ειδικότερες περιπτώσεις παραγωγής χρησιμοποιούνται σε μικρότερους όμως αριθμούς, άλλοι τύποι τόρνων περισσότερο ειδικευμένοι. Στο σχήμα 129 παρουσιάζεται ένας τύπος επιτραπέζιου τόρνου. Τόρνοι του τύπου αυτού χρησιμοποιούνται για την κατεργασία αντικειμένων μικρών διαστάσεων, με μεγάλη όμως ακρίβεια. Οι τόρνοι αυτοί συνήθως έχουν περιορισμένους αυτοματισμούς και μικρή ισχύ. Σχήμα 129

13 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 121 Σχήμα 130 Στο σχήμα 130 παρουσιάζεται ένας τύπος τόρνου για την κατεργασία αντικειμένων μεγάλων διαστάσεων. Στους τόρνους αυτούς είναι δυνατές όλες οι κατεργασίες που έχουμε αναφέρει, με σχετικά μικρότερη ακρίβεια λόγω διαστάσεων. Εκτός των τύπων αυτών, σε περιπτώσεις μαζικής παραγωγής αντικειμένων απλής σχετικά μορφής, αξόνων, κοχλιών, πείρων, κ.α, χρησιμοποιούνται τόρνοι με ένα σημαντικό βαθμό αυτοματοποίησης. Οι συνηθέστερα χρησιμοποιούμενοι αυτοματισμοί επιτυγχάνουν τα έξης πλεονεκτήματα 1. Αυτόματη πρόσδεση του αντικειμένου. 2. Αυτόματη ρύθμιση της πρόωσης και του βάθους κοπής. 3. Αυτόματη χρήση πολλαπλών κοπτικών εργαλείων. 4. Αυτόματη χρήση κοπτικών εργαλείων ποικίλων μορφών. 5. Αυτόματη τροφοδότηση αντικειμένων ή υλικού προς κατεργασία. 6. Αυτόματη απομάκρυνση έτοιμων προϊόντων. 7. Αντιγραφή προϊόντος βάσει προτύπου. 8. Αυτόματη παραγωγή προϊόντων με την βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή. Στο σχήμα 131 παρουσιάζεται η μέθοδος παραγωγής βλημάτων οβίδων με την βοήθεια τόρνου με πολλαπλά εργαλεία. Στην περίπτωση αύτη χρησιμοποιείται μία ομάδα εργαλείων για την κατασκευή των κωνικών επιφανειών και μία άλλη για την κατασκευή του κυλινδρικού τμήματος και την αποκοπή το ετοίμου προϊόντος. Σχήμα 131

14 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 122 Στο σχήμα 132 που ακολουθεί παρίσταται η μέθοδος παραγωγής άξονα με διαβαθμίσεις. Στην περίπτωση αυτή, λόγω του μεγάλου μήκους του άξονα είναι απαραίτητη η ενδιάμεση στήριξη του στα σημεία οπού δρουν τα κοπτικά εργαλεία. Σε πολλές περιπτώσεις τα πολλαπλά εργαλεία χρησιμοποιούνται για την πραγματοποίηση διαδοχικών φάσεων κατεργασίας, εκχόνδριση, αποπεράτωση και λείανση. Σχήμα 132 Ένας άλλος τύπος αυτομάτου τόρνου χρησιμοποιεί έναν πυργίσκο με διάφορα κοπτικά εργαλεία τα οποία εναλλάσσονται αυτόματα ανάλογα με την επιθυμητή εργασία. Ο τύπος αυτός είναι γνωστός ως τόρνος Revolver. Με τον τρόπο αυτό περιορίζεται κατά πολύ ο χρόνος πρόσδεσης και απομάκρυνσης των κοπτικών εργαλείων. Τα σχήματα που ακολουθούν παρουσιάζουν τον συνηθέστερο τύπο τόρνου με πυργίσκο εργαλείων πού χρησιμοποιείται για την διάνοιξη και κατεργασία οπών. (σχήμα 133) Σχήμα 133

15 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 123 Για τον περιορισμό του χρόνου πρόσδεσης και τροφοδότησης με υλικό κατεργασίας χρησιμοποιούνται συνήθως τόρνοι με αυτόματη τράπεζα πρόσδεσης. Για την λειτουργία των σιαγόνων χρησιμοποιείται συνήθως πεπιεσμένος αέρας ή υδραυλικό σύστημα. Η τροφοδότηση με υλικό κατεργασίας στους τόρνους του τύπου αυτού γίνεται μέσω του άξονα του τόρνου που είναι κοίλος. Στο σχήμα 134 παρίσταται ένας τύπος τόρνου της κατηγορίας αυτής. Σχήμα 134 Σε άλλες περιπτώσεις που απαιτείται να κατεργασθούν αντικείμενα που έχουν παραχθεί από άλλες εργαλειομηχανές χρησιμοποιούνται διάφοροι μηχανισμοί μεταφορείς δια βαρύτητας ή δια μεταφορικής ταινίας. Οι τόρνοι αυτοί διαθέτουν συνήθως αυτόματο σύστημα πρόσδεσης του υπό κατεργασία αντικειμένου. Στο σχήμα 135 παρουσιάζεται το σύστημα κατεργασίας και τροφοδότησης που χρησιμοποιείται για την παραγωγή ενός μεγάλου αριθμού κυλινδρικών αντικειμένων. Σχήμα 135

16 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 124 Η προσπάθεια για την περαιτέρω μείωση του χρόνου παραγωγής έχει οδηγήσει στην δημιουργία διαφόρων τύπων τόρνων με συνδυασμούς αυτοματισμών. Στον ανωτέρω τύπο τόρνων χρησιμοποιούνται πολλαπλά κοπτικά εργαλεία, πυργίσκος κοπτικών, αυτόματη τροφοδότηση και πρόσδεση (σχήμα 136). Στο σχήμα 137 παρουσιάζεται ένας, άλλος τύπος τόρνου με τις ίδιες δυνατότητες με όριμα που ακολουθεί Σχήμα 136 Σχήμα 137

17 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 125 Για να γίνει σαφέστερη η σειρά κατεργασιών που απαιτούνται για την παραγωγή προϊόντων σε αυτόματους τόρνους, στο σχήμα 138 παρατίθεται η σειρά κοπτικών εργαλείων και τα διαδοχικά στάδια κατεργασιών που απαιτούνται για την παραγωγή ενός δεδομένου προϊόντος σε αυτόματο τόρνο πολλαπλών κοπτικών εργαλείων με αυτόματη πρόσδεση και τροφοδότηση. Για την παραγωγή αυτή χρησιμοποιείται σαν πρώτη ύλη ράβδος κυκλικής διατομής διαμέτρου 0,375. Σχήμα 138

18 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 126 Στο παράδειγμα αυτό είναι σκόπιμο να τονισθεί η μεγάλη οικονομία χρόνου που επιτυγχάνεται με την χρησιμοποίηση εργαλείων μορφής με τα οποία είναι δυνατή η διαμόρφωση πολύπλοκων επιφανειών σε μία μόνον επεξεργασία. Επίσης, παρατηρούμε ότι στον τόρνο του τύπου αυτού δεν έχουμε πρόωση του κοπτικού εργαλείου αλλά συνεχή μετακίνηση του αντικειμένου προς τα αριστερά. Σε περιπτώσεις μαζικής παραγωγής αντικειμένων απλής μορφής, για την περαιτέρω μείωση του χρόνου και του κόστους των κατεργασιών χρησιμοποιούνται και αυτόματοι τόρνοι με πολλαπλούς άξονες. Στους τόρνους αυτούς είναι δυνατή η ταυτόχρονη παραγωγή πολλών κομματιών διαφόρων μορφών ή η εκτέλεση διαφόρων κατεργασιών σε διάφορα κομμάτια της ίδιας μορφής. Στις εργαλειομηχανές του τύπου αυτού έχουμε διάφορες διατάξεις των αξόνων επί των οποίων προσαρμόζονται τα αντικείμενα κατεργασίας, όπως δείχνει το σχήμα 139. Σχήμα 139 Συνήθως χρησιμοποιούνται τόρνοι με 4,5,6,8 άξονες. Αυτονόητο είναι ότι π.χ. η μηχανή με 8 άξονες θα έχει την διπλάσια παραγωγικότητα από την μηχανή με 4 άξονες. Τα αντικείμενα κατεργασίας συνήθως στηρίζονται σε έδρανα και υφίστανται κατεργασία από διαφορετικά κοπτικά εργαλεία. Οι άξονες της εργαλειομηχανής είναι αριθμημένοι και έχουν την δυνατότητα περιστροφής γύρω από τον άξονα συμμετρίας της διάταξης. Η δυνατότητα αυτή επιτρέπει την εναλλαγή των κοπτικών εργαλείων πού δρουν στην επιφάνεια καθενός αντικειμένου. Η τροφοδότηση με υλικό και η πρόωση γίνεται κατά μήκος του άξονα της μηχανής αυτομάτως. Η γενική διάταξη των κοπτικών εργαλείων, και των αξόνων επί της κεφαλής του τόρνου παρουσιάζεται στο σχήμα 140.

19 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 127 Σχήμα 140 Κατά την παραγωγή αντικειμένων με την χρήση αυτομάτων τόρνων, το μεγαλύτερο πρόβλημα συνήθως είναι ο καθορισμός των απαραίτητων κατεργασιών και των εργαλείων που θα τις πραγματοποιήσουν. Σε πολλές περιπτώσεις χρησιμοποιούνται εργαλεία μορφής τα οποία έχουν την δυνατότητα κατεργασίας πολλών συγχρόνως επιφανειών. Τα εργαλεία αυτά έχουν υψηλότερο κόστος αλλά μεγαλύτερη παραγωγικότητα. Γενικά η χρήση αυτομάτων τόρνων απαιτεί μαζική παραγωγή και δημιουργεί πολλά τεχνοοικονομικά προβλήματα τα όποια καλείται να λύσει ο μηχανικός παραγωγής. Σημαντική επίσης είναι και η επιβάρυνση του κόστους και του χρόνου παραγωγής από την καθυστέρηση πού απαιτείται για την ρύθμιση των αυτοματισμών που απαιτούνται για την εκτέλεση των διαδοχικών κατεργασιών. Εκτός των περιπτώσεων αυτών μαζικής παραγωγής προϊόντων, υπάρχουν επίσης και αντικείμενα με μεγάλη πολυπλοκότητα μορφής για την κατασκευή των οποίων απαιτείται ο αυτοματισμός της παραγωγικής διαδικασίας. Στις περιπτώσεις αυτές χρησιμοποιούνται οι λεγόμενοι τόρνοι αντιγραφής των οποίων η λειτουργία βασίζεται στην κατασκευή των αντικειμένων επί τη βάσει ενός προτύπου. Την αρχή λειτουργίας και την χρησιμοποιούμενη διάταξη αντιγραφής δείχνει το σχήμα 141.

20 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 128 Σχήμα 141 Στην μηχανή αυτή η κίνηση του κοπτικού εργαλείου ρυθμίζεται από την αντίστοιχη κίνηση ενός τροχιοδείκτου ο οποίος εφάπτεται του προτύπου το οποίο περιστρέφεται, ακολουθώντας έτσι την επιφάνεια του. Οι κινήσεις αυτές του τροχιοδείκτου με την βοήθεια ενός υδραυλικού συστήματος μετατρέπονται σε κινήσεις του κοπτικού εργαλείου. Όπως είναι φυσικό, λόγω της αδρανείας του μηχανισμού αντιγραφής στους τόρνους αυτούς δεν είναι δυνατή η επίτευξη μεγάλων ταχυτήτων κοπής. Επίσης είναι περιορισμένη η ακρίβεια των τόρνων αντιγραφής, για τον λόγο δε αυτό, σε περιπτώσεις κατεργασιών μεγάλης ακριβείας χρησιμοποιούνται άλλες εργαλειομηχανές για την τελική επεξεργασία των επιφανειών. Η σύγχρονη τάση για την κατασκευή πολύπλοκων αντικειμένων είναι η χρησιμοποίηση μηχανών οι οποίες ελέγχουν την κίνηση των κοπτικών εργαλείων με την βοήθεια ηλεκτρονικών υπολογιστών. Στις μηχανές αυτές είναι δυνατός ο προγραμματισμός των κατεργασιών και της χρησιμοποίησης των κοπτικών εργαλείων εκ των προτέρων και η αποθήκευση των εντολών αυτών. Με τον τρόπο αυτό αποφεύγονται τα προβλήματα που είναι συνυφασμένα με την ύπαρξη του προτύπου και την αδράνεια του μηχανισμού αντιγραφής. Το πρόγραμμα αποθηκευμένο σε μία μονάδα μνήμης είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθεί για ένα πρακτικά απεριόριστο αριθμό αντικειμένων ή να διατηρηθεί σε μία βιβλιοθήκη προγραμμάτων για μια μελλοντική χρησιμοποίηση. Η συνήθης μορφή τόρνων, με έλεγχο ηλεκτρονικού υπολογιστή συνήθως διαθέτει μεγάλο αριθμό αυτοματοποιημένων λειτουργιών και πυργίσκους με πολλαπλά κοπτικά εργαλεία τα όποια ενεργοποιούνται από το πρόγραμμα. Με τον τρόπο αυτό αποφεύγονται κατά μεγάλο ποσοστό οι πολύπλοκες αρχικές ρυθμίσεις των αυτομάτων τόρνων. Περισσότερα για τις μηχανές με ηλεκτρονικό έλεγχο θα αναφερθούν στο αντίστοιχο ειδικό κεφάλαιο.