A precíziós megmunkálás egy olyan folyamat, amelynek célja az anyag eltávolítása a munkadarabról a szoros tolerancia befejezésekor. A precíziós gépnek számos típusa van, beleértve az őrlést, a forgást és az elektromos ürítés megmunkálást. A precíziós gépet manapság általában számítógépes numerikus vezérlők (CNC) segítségével vezérlik.
Szinte minden fémtermék precíziós megmunkálást használ, csakúgy, mint sok más anyag, például műanyag és fa. Ezeket a gépeket speciális és képzett gépészek üzemelteti. Annak érdekében, hogy a vágószerszám elvégezze a munkáját, azt a helyes vágáshoz megadott irányokba kell helyezni. Ezt az elsődleges mozgást "vágási sebességnek" hívják. A munkadarab is áthelyezhető, amelyet a "Feed" másodlagos mozgásának neveznek. Ezek a mozgások és a vágószerszám élessége együttesen lehetővé teszi a precíziós gép működését.
A minőségi precíziós megmunkáláshoz a CAD (számítógépes tervezés) vagy a CAM (számítógépes gyártási) programok, például az AutoCAD és a TurboCAD által készített rendkívül specifikus tervek követése szükséges. A szoftver elősegítheti a komplex, háromdimenziós diagramok vagy körvonalak előállítását, amelyek szükségesek egy eszköz, gép vagy objektum gyártásához. Ezeket a tervrajzokat nagyon részletekkel kell betartani, hogy egy termék megőrizze integritását. Míg a legtöbb precíziós megmunkáló vállalat a CAD/CAM programok valamilyen formájával dolgozik, továbbra is gyakran kézzel rajzolt vázlatokkal dolgoznak a terv kezdeti szakaszaiban.
A precíziós megmunkálást számos anyaghoz használják, beleértve acél, bronz, grafit, üveg és műanyagok számára néhányat. A projekt méretétől és a felhasználandó anyagoktól függően különféle precíziós megmunkáló szerszámokat fognak használni. Az eszterga, a marógépek, a fúróprések, a fűrészek és a darálók és még a nagysebességű robotika bármilyen kombinációja használható. A repülőgépipar nagy sebességű megmunkálást használhat, míg a famegmunkáló szerszámkészítő ipar fénykép-kémiai maratási és őrlési folyamatokat is használhat. A futásból való leereszkedés, vagy az adott elem egy meghatározott mennyisége száma ezrekben számolhat, vagy csak néhány lehet. A precíziós megmunkálás gyakran megköveteli a CNC -eszközök programozását, ami azt jelenti, hogy számítógépes irányításúak. A CNC eszköz lehetővé teszi a pontos dimenziók követését egy termék futtatásában.
A maróhely a forgóvágók használata a munkadarabok anyagának eltávolításához a vágó előmozdításával (vagy táplálásával) a munkadarab egy bizonyos irányban történő előmozdításával. A vágót a szerszám tengelyéhez viszonyítva szögben is tarthatjuk. A marás a különféle műveletek és gépek széles skáláját lefedi, a kis alkatrészektől a nagy, nagy teherbírású bandák őrlési műveletektől. Ez az egyik leggyakrabban alkalmazott eljárás az egyéni alkatrészek megmunkálására a pontos tűrés érdekében.
A marás a szerszámgépek széles skálájával végezhető el. Az őrléshez szükséges szerszámgépek eredeti osztálya a marógép volt (gyakran malomnak hívják). A számítógépes numerikus vezérlés (CNC) megjelenése után a marógépek megmunkálási központokká fejlődtek: az automatikus szerszámváltók, szerszámmagazinok vagy körhinta, CNC -képesség, hűtőfolyadék -rendszerek és házakkal kiegészített marógépek. Az őrlőközpontokat általában függőleges megmunkálóközpontok (VMC) vagy vízszintes megmunkálási központok (HMC) osztályozzák.
A marás integrálása a változó környezetbe, és fordítva, az eszterganyílások élő szerszámokkal és a malmok alkalmi felhasználásával kezdődött a forgási műveletekhez. Ez egy új szerszámgép, multitasking gépek (MTMS) osztályához vezetett, amelyek célja az őrlés és az ugyanazon munka borítékon történő fordulás megkönnyítése érdekében.
A tervezőmérnökök, a K + F csapatok és az alkatrészek beszerzésétől függő gyártók számára a precíziós CNC -megmunkálás lehetővé teszi a komplex alkatrészek létrehozását további feldolgozás nélkül. Valójában a precíziós CNC megmunkálás gyakran lehetővé teszi a kész alkatrészek egyetlen gépen történő elkészítését.
A megmunkálási folyamat eltávolítja az anyagokat, és a vágószerszámok széles skáláját használja az alkatrészek végleges és gyakran nagyon összetett kialakításának létrehozásához. A pontosság szintjét a számítógépes numerikus vezérlés (CNC) használatával javítják, amelyet a megmunkáló szerszámok vezérlésének automatizálására használnak.
A "CNC" szerepe a precíziós megmunkálásban
A kódolt programozási utasítások segítségével a precíziós CNC megmunkálás lehetővé teszi a munkadarab vágását és a specifikációk formájának kialakítását, anélkül, hogy a gépkezelő kézi beavatkozás nélkül.
Az ügyfél által biztosított számítógépes tervezési (CAD) modell felvétele, egy szakértő gépész számítógépes gyártási szoftvert (CAM) használ az alkatrész megmunkálására szolgáló utasítások létrehozásához. A CAD modell alapján a szoftver meghatározza, hogy milyen eszközökre van szükség, és generálja a gépi kódot, amely azt mondja a gépnek:
■ Mi a helyes RPM és a takarmányozási sebesség
■ Mikor és hol kell mozgatni a szerszámot és/vagy a munkadarabot
■ Milyen mélyre vágni
■ Mikor kell felhordni a hűtőfolyadékot
■ A sebesség, az előtolási sebesség és a koordinációhoz kapcsolódó egyéb tényezők
A CNC vezérlő ezután a programozási kódot használja a gép mozgásának vezérlésére, automatizálására és figyelésére.
Manapság a CNC a felszerelés széles skálájának beépített funkciója, az eszterékektől, a malmoktól és az útválasztóktól az EDM-ig (elektromos ürítés megmunkálás), a lézer és a plazmavágó gépekig. A megmunkálási folyamat automatizálása és a pontosság fokozása mellett a CNC kiküszöböli a kézi feladatokat, és megszabadítja a gépészeket, hogy felügyeljék több gépet egyszerre.
Ezen túlmenően, miután megtervezték a szerszámútot, és egy gépet programoztak, akkor számos alkalommal futtathat egy részt. Ez magas szintű pontosságot és megismétlést biztosít, ami viszont rendkívül költséghatékony és méretezhetővé teszi a folyamatot.
A megmunkált anyagok
Néhány fém, amelyet általában megmunkáltak, az alumínium, a sárgaréz, a bronz, a réz, acél, a titán és a cink. Ezenkívül a fa, a hab, az üvegszál és a műanyagok, például a polipropilén szintén megmunkálhatók.
Valójában szinte bármilyen anyag felhasználható a precíziós CNC megmunkálással - természetesen az alkalmazástól és annak követelményeitől függően.
Néhány előnye a precíziós CNC megmunkálásnak
A gyártott termékek széles skáláján használt kis alkatrészek és alkatrészek sokasága számára a precíziós CNC megmunkálás gyakran a választott gyártási módszer.
Mint igaz a gyakorlatilag minden vágási és megmunkálási módszerre, a különböző anyagok eltérően viselkednek, és az alkatrész mérete és alakja szintén nagy hatással van a folyamatra. Általában azonban a precíziós CNC -megmunkálás folyamata előnyöket kínál más megmunkálási módszerekkel szemben.
Ennek oka az, hogy a CNC megmunkálása képes kézbesíteni:
■ A nagyfokú rész bonyolultsága
■ Szoros toleranciák, jellemzően ± 0,0002 "(± 0,00508 mm) és ± 0,0005" (± 0,0127 mm) között.
■ Kivételesen sima felületi kivitel, beleértve az egyedi kiviteleket is
■ megismételhetőség, még nagy mennyiség esetén is
Míg a képzett gépész használhat kézi esztergat 10 vagy 100 mennyiségű minőségi alkatrész készítéséhez, mi történik, ha 1000 alkatrészre van szüksége? 10 000 alkatrész? 100 000 vagy millió rész?
A precíziós CNC megmunkálással megkaphatja a méretezhetőséget és sebességet az ilyen típusú nagy volumenű előállításhoz. Ezenkívül a precíziós CNC -megmunkálás nagy megismételhetősége olyan alkatrészeket biztosít, amelyek mind az elejétől a végéig azonosak, függetlenül attól, hogy hány alkatrészt gyárt.
Van néhány nagyon speciális módszer a CNC megmunkálására, beleértve a huzal -EDM -et (elektromos kisülési megmunkálást), az adalékanyag -megmunkálást és a 3D lézernyomást. Például a vezetékes EDM vezetőképes anyagokat -általában fémeket -és elektromos kisüléseket használ, hogy a munkadarab bonyolult formákká váljon.
Itt azonban az őrlési és fordulási folyamatokra összpontosítunk - két szubtraktív módszer, amelyek széles körben elérhetőek és gyakran használják a precíziós CNC megmunkáláshoz.
Marálás vs. fordulás
A marás egy megmunkálási folyamat, amely forgó, hengeres vágószerszámot használ az anyag eltávolításához és az alakzatok létrehozásához. A malomnak vagy megmunkáló központnak nevezett maróberendezések komplex alkatrész geometriák univerzumát hajtják végre a legnagyobb megmunkált fém tárgyakon.
A marás fontos jellemzője, hogy a munkadarab helyben marad, miközben a vágószerszám forog. Más szavakkal, egy malomon a forgó vágószerszám a munkadarab körül mozog, amely a helyén van rögzítve az ágyon.
A fordulás a munkadarab vágásának vagy kialakításának folyamata az esztergálásnak nevezett felszerelésen. Az eszterga általában függőleges vagy vízszintes tengelyen forog a munkadarabot, miközben egy rögzített vágószerszám (amely lehet vagy nem forog) a programozott tengely mentén mozog.
A szerszám fizikailag nem járhat körül. Az anyag forog, lehetővé téve az eszköznek a programozott műveletek végrehajtását. (Van egy olyan eszterga-részhalmaz, amelyben a szerszámok egy orsóval táplált huzal körül forognak, amelyet itt nem fedeznek.)
Fordulás közben, a maróhelytől eltérően, a munkadarab forog. Az alkatrészkészlet bekapcsolja az eszterga orsóját, és a vágószerszámot érintkezik a munkadarab.
Kézi vs. CNC megmunkálás
Míg mind a malmok, mind az eszterga kézi modellekben kaphatók, a CNC gépek megfelelőbbek a kis alkatrészek gyártásának céljából - méretezhetőséget és megismételhetőséget kínálnak a szoros tolerancia alkatrészek nagy mennyiségű előállítását igénylő alkalmazásokhoz.
Amellett, hogy egyszerű 2-tengelyes gépeket kínál, amelyekben a szerszám az X és Z tengelyekben mozog, a precíziós CNC berendezés többtengelyes modelleket tartalmaz, amelyekben a munkadarab is mozoghat. Ez ellentétben van egy esztergaval, ahol a munkadarab a forgásra korlátozódik, és az eszközök mozognak a kívánt geometria létrehozásához.
Ezek a többtengelyes konfigurációk lehetővé teszik a bonyolultabb geometriák előállítását egyetlen művelet során, anélkül, hogy a gépkezelő további munkáját igényli. Ez nemcsak megkönnyíti a komplex alkatrészek előállítását, hanem csökkenti vagy kiküszöböli a kezelő hibájának esélyét.
Ezenkívül a nagynyomású hűtőfolyadék használata precíziós CNC megmunkálással biztosítja, hogy a chipek ne kerüljenek a munkákba, még akkor sem, ha egy függőlegesen orientált orsóval rendelkező gépet használnak.
CNC malmok
A különböző marógépek méretük, tengelykonfigurációjuk, takarmány -sebességük, vágási sebességük, a marás takarmány -iránya és egyéb jellemzők eltérnek.
Általában azonban a CNC malmok mind forgó orsót használnak a nem kívánt anyag levágására. Ezeket kemény fémek, például acél és titán vágására használják, de olyan anyagokkal is felhasználhatók, mint műanyag és alumínium.
A CNC malmok megismételhetőségre készülnek, és mindent felhasználhatunk a prototípus -készítéstől a nagy mennyiségű termelésig. A csúcsminőségű precíziós CNC malmokat gyakran használják a szoros tolerancia munkákhoz, például a finom halál és a formák őrléséhez.
Míg a CNC marás gyors fordulatot eredményezhet, a tervezett befejezés alkatrészeket hoz létre látható szerszámjelekkel. Előfordulhat, hogy alkatrészeket készít néhány éles szélekkel és burrokkal, így további folyamatokra lehet szükség, ha az élek és a burrák elfogadhatatlanok ezeknek a tulajdonságoknak.
Természetesen a sorrendbe programozott vitarendező eszközök el fognak mutatni, bár általában a kész követelmény 90% -át elérik, és néhány funkciót hagynak a végső kéz befejezéséhez.
Ami a felületi felületet illeti, vannak olyan eszközök, amelyek nemcsak elfogadható felületet eredményeznek, hanem tükörszerű kivitel is a munkatermék egyes részén.
A CNC malmok típusai
A két alap típusú marógépet függőleges megmunkálási központok és vízszintes megmunkálási központok néven ismerték, ahol az elsődleges különbség a géporsó orientációjában található.
A függőleges megmunkálási központ egy malom, amelyben az orsó tengelye z-tengely irányba van igazítva. Ezek a függőleges gépek tovább oszthatók két típusra:
■ Ágymalmok, amelyekben az orsó a saját tengelyével párhuzamosan mozog, miközben az asztal merőleges az orsó tengelyére mozog
■ A toronymalmok, amelyekben az orsó helyhez kötött, és az asztal úgy mozog, hogy mindig merőleges és párhuzamos legyen az orsó tengelyével a vágási művelet során
Vízszintes megmunkáló központban a malom orsó tengelye y tengely irányba van igazítva. A vízszintes szerkezet azt jelenti, hogy ezek a malmok hajlamosak több helyet foglalni a gépi üzlet padlóján; Általában nehezebbek és erősebbek, mint a függőleges gépek.
A vízszintes malmot gyakran használják, ha jobb felületre van szükség; Ennek oka az, hogy az orsó orientációja azt jelenti, hogy a vágó chipek természetesen elesnek és könnyen eltávolíthatók. (További előnye, a hatékony chip -eltávolítás elősegíti a szerszám élettartamának növelését.)
Általában véve a függőleges megmunkálási központok elterjedtek, mivel ugyanolyan erősek lehetnek, mint a vízszintes megmunkáló központok, és nagyon kicsi alkatrészeket képesek kezelni. Ezenkívül a függőleges központok kisebb lábnyomuk van, mint a vízszintes megmunkálási központok.
Többtengelyes CNC malmok
A precíziós CNC malomközpontok több tengelyen kaphatók. A 3 tengelyes malom az X, Y és Z tengelyeket használja sokféle munkához. A 4 tengelyes malommal a gép függőleges és vízszintes tengelyen foroghat, és a munkadarabot mozgathatja a folyamatos megmunkálás érdekében.
Az 5 tengelyes malomnak három hagyományos tengelye és két további forgó tengelye van, lehetővé téve a munkadarab forgatását, amikor az orsó fej mozog körülötte. Ez lehetővé teszi a munkadarab öt oldalának megmunkálását anélkül, hogy eltávolítaná a munkadarabot és visszaállítaná a gépet.
CNC eszterga
Az eszterganak - más néven fordulóközpontnak is nevezik - van egy vagy több orsós, valamint X és Z tengely. A gépet egy munkadarab forgatására használják a tengelyén, hogy különféle vágási és formázási műveleteket hajtson végre, és az eszközök széles skáláját alkalmazza a munkadarabra.
A CNC eszterga, amelyet élő akcióeszerző eszterganak is neveznek, ideálisak szimmetrikus hengeres vagy gömb alakú alkatrészek létrehozásához. A CNC Millshez hasonlóan a CNC esztergai is kezelhetik a kisebb műveleteket, például a prototípus készítését, de a nagy mennyiségű termelés támogatására is felállíthatók.
A CNC esztergait is felállíthatják a viszonylag kihangosító gyártáshoz, ami széles körben használja őket az autóiparban, az elektronikában, az űrben, a robotikában és az orvostechnikai iparban.
Hogyan működik a CNC eszterga
A CNC esztergaval egy üres raktárkészlet van betöltve az eszterga orsójának dagasztójába. Ez a Chuck a munkadarabot a helyén tartja, amíg az orsó forog. Amikor az orsó eléri a szükséges sebességet, egy helyhez kötött vágószerszámot érintkeznek a munkadarabokkal az anyag eltávolítása és a helyes geometria elérése érdekében.
A CNC eszterga számos műveletet hajthat végre, mint például fúrás, szálak, unalmas, megsemmisítés, arccal és kúpos fordulás. A különböző műveletekhez szerszámcsere szükséges, és növelheti a költség- és beállítási időt.
Amikor az összes szükséges megmunkálási művelet befejeződik, az alkatrészt szükség esetén további feldolgozás céljából kivágják az állományból. A CNC eszterga ezután készen áll a művelet megismétlésére, kevés vagy egyáltalán nem szükséges további beállítási idő.
A CNC -eszterékek különféle automatikus sáv -adagolókat is befogadhatnak, amelyek csökkentik a kézi alapanyagkezelés mennyiségét, és olyan előnyöket nyújtanak, mint például a következők:
■ Csökkentse a gépkezelő által megkövetelt időt és erőfeszítést
■ Támogassa a barstockot a negatív hatással lehet a pontosság negatív hatására
■ Engedje meg, hogy a szerszámgép optimális orsósebességgel működjön
■ Minimalizálja az átváltási időket
■ Csökkentse az anyaghulladékot
A CNC eszterga típusai
Számos különféle típusú ágazat létezik, de a leggyakoribb a 2 tengelyes CNC eszterga és a porcelán stílusú automatikus eszterga.
A legtöbb CNC China eszterga egy vagy két fő orsót, plusz egy vagy két háttámlát (vagy másodlagos) orsót használ, az előbbiért a Rotary Transfer felelős. A fő orsó az elsődleges megmunkálási műveletet egy vezető persely segítségével hajtja végre.
Ezenkívül néhány porcelán stílusú eszterga egy második szerszámfejjel van felszerelve, amely CNC malomként működik.
A CNC kínai stílusú automatikus esztergaval az állomány anyagát egy csúszó fejorsón keresztül egy vezető perselybe táplálják. Ez lehetővé teszi az eszköz számára, hogy az anyagot közelebb vágja ahhoz a ponthoz, ahol az anyagot támogatják, így a kínai gép különösen hasznos a hosszú, karcsú alkatrészek és a mikromaganatok számára.
A többtengelyes CNC fordulóközpontok és a porcelán stílusú eszterga több megmunkálási műveletet hajthat végre egyetlen gép segítségével. Ez teszi őket költséghatékony opcióvá az összetett geometriákhoz, amelyek egyébként több gépet vagy szerszámcserét igényelnének olyan berendezések felhasználásával, mint például a hagyományos CNC malom.