Tikslus apdirbimas yra procesas, skirtas pašalinti medžiagą iš ruošinio palaikant artimą tolerancijos apdailą. Tikslioji mašina turi daugybę tipų, įskaitant frezavimą, pasukimo ir elektros išleidimo apdirbimą. Tikslioji mašina šiandien paprastai kontroliuojama naudojant kompiuterio skaitmeninius valdiklius (CNC).
Beveik visi metaliniai produktai naudoja tikslų apdirbimą, kaip ir daugelis kitų medžiagų, tokių kaip plastikas ir mediena. Šias mašinas valdo specializuoti ir apmokyti mašininkai. Norint, kad pjovimo įrankis atliktų savo darbą, jis turi būti perkeltas nurodytomis kryptimis, kad būtų teisingai supjaustyta. Šis pagrindinis judesys vadinamas „pjovimo greičiu“. Ruošinį taip pat galima perkelti, žinomas kaip antrinis „pašaro“ judesys. Kartu šie judesiai ir pjovimo įrankio aštrumas leidžia veikti tikslumui.
Kokybės tikslumo apdirbimas reikalauja, kad būtų galima sekti ypač specifinius CAD (kompiuterinio dizaino) arba CAM (kompiuterinės gamybos) programas, tokias kaip „AutoCAD“ ir „TurboCAD“, pagamintų ypač specifinius brėžinius. Programinė įranga gali padėti sukurti sudėtingas 3 dimensijų schemas ar kontūras, reikalingas norint sukurti įrankį, mašiną ar objektą. Šie brėžiniai turi būti laikomi labai išsamiai, kad būtų užtikrinta, jog produktas išlaiko savo vientisumą. Nors dauguma tikslių apdirbimo įmonių dirba su tam tikromis CAD/CAM programomis, jos vis tiek dažnai dirba su rankomis pieštais eskizais pradiniuose dizaino etapuose.
Tikslus apdirbimas naudojamas daugelyje medžiagų, įskaitant plieną, bronzą, grafitą, stiklą ir plastikus, kad būtų galima paminėti keletą. Priklausomai nuo projekto dydžio ir naudojamų medžiagų, bus naudojami įvairūs tikslūs apdirbimo įrankiai. Gali būti naudojamas bet koks tekinimo staklių, frezavimo mašinų, gręžimo presų, pjūklų ir šlifuoklių derinys ir net greitaeigiai robotika. Aviacijos ir kosmoso pramonė gali naudoti didelio greičio apdirbimą, o medienos dirbinių įrankių gamybos pramonė gali naudoti foto-cheminio ėsdinimo ir frezavimo procesus. Išliekant iš bėgimo ar konkretaus bet kurio konkretaus daikto kiekio, gali būti tūkstančiai arba būti tik keli. Tiksliam apdirbimui dažnai reikia CNC įrenginių programavimo, tai reiškia, kad jie yra kontroliuojami kompiuteriu. CNC įrenginys leidžia tiksliai sekti produkto veikimą.
Frezavimas yra sukamųjų pjaustytuvų naudojimo procesas, kad būtų pašalinta medžiaga iš ruošinio, pažvelgus (arba maitinant) pjaustytuvą į ruošinį tam tikra kryptimi. Pjaustytuvas taip pat gali būti laikomas kampu, palyginti su įrankio ašimi. Frezavimas apima daugybę skirtingų operacijų ir mašinų, kurių skalės nuo mažų atskirų dalių iki didelių, sunkiųjų gaujų frezavimo operacijų. Tai yra vienas iš dažniausiai naudojamų procesų, skirtų pritaikyti pasirinktines dalis, kad būtų galima tiksliai nuokrypiai.
Frezavimą galima atlikti naudojant daugybę staklių. Originali frezavimo staklių klasė buvo frezavimo mašina (dažnai vadinama malūnu). Atsiradus kompiuterio skaitmeniniam valdymui (CNC), frezavimo mašinos išsivystė į apdirbimo centrus: frezavimo mašinos, papildytos automatiniais įrankių keitikliais, įrankių žurnalais ar karuselės, CNC galimybės, aušinimo skysčio sistemos ir gaubtai. Frezavimo centrai paprastai klasifikuojami kaip vertikalūs apdirbimo centrai (VMC) arba horizontalūs apdirbimo centrai (HMC).
Frezavimo integracija į posūkio aplinką ir atvirkščiai, pradėta nuo tiesioginių įrankių, skirtų tekinimo staklėms ir retkarčiais naudoti malūnus, kad būtų galima pasukti operacijas. Tai paskatino naują staklių klasę, daugiafunkcinius kompiuterius (MTM), kurios yra sukurtos siekiant palengvinti frezavimą ir pasukti į tą patį darbo voką.
Projektavimo inžinieriams, mokslinių tyrimų ir plėtros komandoms ir gamintojams, priklausantiems nuo dalies tiekimo, tikslus CNC apdirbimas leidžia sukurti sudėtingas dalis be papildomo apdorojimo. Tiesą sakant, tikslus CNC apdirbimas dažnai suteikia galimybę gatavoms dalims gaminti vienoje mašinoje.
Apdirbimo procesas pašalina medžiagą ir naudoja platų pjovimo įrankių asortimentą, kad būtų sukurtas galutinis ir dažnai labai sudėtingas dalies dizainas. Tikslumo lygis padidėja naudojant kompiuterio skaitinį valdymą (CNC), kuris naudojamas automatizuoti apdirbimo įrankių valdymą.
„CNC“ vaidmuo tiksliai apdirbant
Naudojant užkoduotas programavimo instrukcijas, tikslus CNC apdirbimas leidžia iškirpti ruošinį ir suformuoti pagal specifikacijas be rankinės mašinos operatoriaus įsikišimo rankiniu būdu.
Kliento pateikto kompiuterinio projektavimo (CAD) modelio, kurį pateikė klientas, ekspertas Machinistas naudoja kompiuterinę gamybos programinę įrangą (CAM), kad sukurtų dalies apdirbimo instrukcijas. Remiantis CAD modeliu, programinė įranga nustato, kokie įrankių keliai reikalingi, ir sukuria programavimo kodą, kuriame nurodoma mašina:
■ Kokie yra teisingi RPM ir pašarų normos
■ Kada ir kur perkelti įrankį ir (arba) ruošinį
■ Kaip giliai pjaustyti
■ Kada tepti aušinimo skystį
■ Visi kiti veiksniai, susiję su greičiu, pašarų greičiu ir koordinacija
Tada CNC valdiklis naudoja programavimo kodą, kad galėtų valdyti, automatizuoti ir stebėti mašinos judesius.
Šiandien CNC yra įmontuota įvairios įrangos, pradedant tekinimo, malūnais ir maršrutizatoriais, baigiant „Wire EDM“ (elektros išleidimo apdirbimo mašina), lazeriu ir plazmos pjaustymo mašinomis. CNC ne tik automatizuoja apdirbimo procesą ir tobulinant tikslumą, bet ir pašalina rankines užduotis ir paleidžia mašinistus, kad prižiūrėtų kelias mašinas, veikiančias tuo pačiu metu.
Be to, sukūręs įrankio kelią ir užprogramuojama mašina, jis gali atlikti dalį kartų. Tai suteikia aukštą tikslumo ir pakartojamumo lygį, o tai savo ruožtu daro procesą labai ekonomišką ir keičiamą.
Medžiagos, kurios yra apdirbtos
Kai kurie metalai, kurie dažniausiai apdirbti, yra aliuminis, žalvaris, bronza, varis, plienas, titanas ir cinkas. Be to, taip pat gali būti apdorojami medienos, putplasčio, stiklo pluošto ir plastikų, tokių kaip polipropilenas.
Tiesą sakant, beveik bet kokia medžiaga gali būti naudojama naudojant tikslų CNC apdirbimą -, žinoma, atsižvelgiant į taikymą ir jos reikalavimus.
Kai kurie tikslaus CNC apdirbimo pranašumai
Daugeliui mažų dalių ir komponentų, naudojamų įvairiuose gaminamuose produktuose, „Precision CNC“ apdirbimas dažnai yra pasirinktas gamybos būdas.
Kaip pasakoja apie beveik visus pjovimo ir apdirbimo metodus, skirtingos medžiagos elgiasi skirtingai, o komponento dydis ir forma taip pat daro didelę įtaką procesui. Tačiau apskritai tikslaus CNC apdirbimo procesas suteikia pranašumų, palyginti su kitais apdirbimo metodais.
Taip yra todėl, kad CNC apdirbimas gali pristatyti:
■ Aukštas dalies sudėtingumas
■ Tvirti nuokrypiai, paprastai svyruojantys nuo ± 0,0002 "(± 0,00508 mm) iki ± 0,0005" (± 0,0127 mm)
■ Išskirtinai sklandžiai paviršiaus apdaila, įskaitant pasirinktines apdaila
■ pakartojamumas, net esant dideliems tūriams
Nors kvalifikuotas mašinistas gali naudoti rankinį tekinimo staklę, kad kokybišką dalį sudarytų 10 ar 100 kiekių, kas nutinka, kai jums reikia 1000 dalių? 10 000 dalių? 100 000 ar milijonas dalių?
Naudodami „Precision CNC“ apdirbimą, galite gauti mastelį ir greitį, reikalingą tokio tipo didelės apimties gamybai. Be to, didelis tikslumo CNC apdirbimo pakartojamumas suteikia jums dalis, kurios nuo pradžios iki pabaigos yra vienodos, nesvarbu, kiek dalių gaminate.
Yra keletas labai specializuotų CNC apdirbimo būdų, įskaitant „Wire EDM“ (elektros išleidimo apdirbimas), priedų apdirbimo ir 3D lazerio spausdinimo. Pavyzdžiui, „Wire EDM“ naudoja laidžias medžiagas -paprastai metalus -ir elektrinius išleidimus, kad ruošinys būtų sunaikintas į sudėtingas formas.
Tačiau čia mes sutelksime dėmesį į frezavimo ir posūkio procesus - du subtraktyvius metodus, kurie yra plačiai prieinami ir dažnai naudojami tiksliam CNC apdirbimui.
Frezavimas prieš posūkį
Frezavimas yra apdirbimo procesas, kuriame naudojamas besisukantis, cilindrinis pjovimo įrankis, kad būtų pašalintos medžiagos ir sukurtos formos. Malimo įranga, vadinama malūnu ar apdirbimo centru, atlieka sudėtingų dalių geometrijų visumą ant kai kurių didžiausių apdirbtų daiktų.
Svarbi frezavimo savybė yra tai, kad ruošinys išlieka nejudantis, o pjovimo įrankis sukasi. Kitaip tariant, malūne besisukantis pjovimo įrankis juda aplink ruošinį, kuris lieka pritvirtintas prie lovos.
Pasukimas yra ruošinio pjaustymo ar formavimo įrangos, vadinamos tekinimo staklėmis, procesas. Paprastai tekinimo staklės sukasi ant vertikalios ar horizontalios ašies ruošinio, o fiksuotas pjovimo įrankis (kuris gali būti sukasi) juda už programuotos ašies.
Įrankis negali fiziškai apeiti tą dalį. Medžiaga sukasi, leidžianti įrankiui atlikti užprogramuotas operacijas. (Tačiau yra tekinimo staklių pogrupis, kuriame įrankiai sukasi aplink ritinį maitinamą vielą, tačiau čia nėra uždengta.)
Sukant, skirtingai nuo frezavimo, ruošinys sukasi. Dalis atsargos įjungia tekinimo veleną, o pjovimo įrankis liečiasi su ruošiniu.
Rankinis ir CNC apdirbimas
Nors tiek malūnai, tiek tekinimo būdai yra prieinami rankiniu būdu, CNC mašinos yra tinkamesnės mažų dalių gamybos tikslais - siūlant mastelio keitimą ir pakartojamumą programoms, kurioms reikalingas didelis tūrio tūrio gaminimas.
Be to, kad „Precision CNC“ įranga ne tik siūlo paprastas 2 ašių mašinas, kuriose įrankis juda X ir Z ašimis, taip pat yra kelių ašių modelių, kuriuose ruošinys taip pat gali judėti. Tai priešingai nei tekinimo staktis, kur ruošinys apsiriboja verpimu, o įrankiai judės kuriant norimą geometriją.
Šios kelių ašių konfigūracijos leidžia gaminti sudėtingesnes geometrijas vienoje operacijoje, nereikalaujant papildomo mašinos operatoriaus darbo. Tai ne tik leidžia lengviau gaminti sudėtingas dalis, bet ir sumažinti ar pašalinti operatoriaus klaidų tikimybę.
Be to, naudojant aukšto slėgio aušinimo skystį naudojant tikslų CNC apdirbimą, užtikrinama, kad lustai nepatektų į darbus, net ir naudojant mašiną su vertikaliai orientuotu velenu.
CNC malūnai
Skirtingos frezavimo mašinos skiriasi pagal dydį, ašies konfigūracijas, pašarų greitį, pjovimo greitį, frezavimo tiekimo kryptį ir kitas savybes.
Tačiau apskritai CNC malūnai naudoja besisukantį veleną, kad nupjaunama nepageidaujama medžiaga. Jie naudojami pjaustyti kietus metalus, tokius kaip plienas ir titanas, tačiau taip pat gali būti naudojami su tokiomis medžiagomis kaip plastikas ir aliuminis.
CNC gamyklos yra sukurtos pakartojamumui ir gali būti naudojamos viskam, pradedant prototipais ir baigiant didelio tūrio gamyba. Aukščiausios klasės tikslūs CNC malūnai dažnai naudojami atliekant griežtus tolerancijos darbus, tokius kaip smulkūs štampai ir pelėsiai.
Nors CNC frezavimas gali perduoti greitą apsisukimą, kaip užfiksuota apdaila sukuria dalis matomais įrankių žymėmis. Tai taip pat gali pagaminti dalis su kai kuriais aštriais kraštais ir urvais, todėl gali prireikti papildomų procesų, jei briaunos ir urvai yra nepriimtini šioms savybėms.
Be abejo, „Slew“, užprogramuotų į seką, bus išspausdintos, nors dažniausiai pasiekia 90% baigto reikalavimo, paliekant kai kurias funkcijas galutiniam rankos apdailai.
Kalbant apie paviršiaus apdailą, yra įrankių, kurie pagamins ne tik priimtiną paviršiaus apdailą, bet ir į veidrodinį apdailą ant darbo produkto dalių.
CNC malūnų tipai
Du pagrindiniai frezavimo mašinų tipai yra žinomi kaip vertikalūs apdirbimo centrai ir horizontalūs apdirbimo centrai, kur pagrindinis skirtumas yra mašinos verpstės orientacija.
Vertikalus apdirbimo centras yra malūnas, kuriame verpstės ašis yra išlyginta Z ašies kryptimi. Šios vertikalios mašinos gali būti padalintos į dvi rūšis:
■ Lovos malūnai, kuriuose verpstė juda lygiagrečiai su savo ašimi, o lentelė juda statmenai su veleno ašimi
■ bokštų malūnai, kuriuose verpstė yra nejudanti, o lentelė perkeliama taip, kad ji visada būtų statmena ir lygiagreti suklydės ašiai pjovimo operacijos metu
Horizontaliame apdirbimo centre malūno verpstės ašis yra išlyginta Y ašies kryptimi. Horizontali konstrukcija reiškia, kad šie malūnai paprastai užima daugiau vietos mašinų parduotuvių grindyse; Jie taip pat paprastai yra sunkesni ir galingesni už vertikalias mašinas.
Horizontalus malūnas dažnai naudojamas, kai reikalingas geresnis paviršiaus apdaila; Taip yra todėl, kad verpstės orientacija reiškia, kad pjovimo lustai natūraliai nukrito ir yra lengvai pašalinamos. (Kaip papildomą pranašumą, efektyvus lusto pašalinimas padeda padidinti įrankio tarnavimo laiką.)
Apskritai, vertikalūs apdirbimo centrai yra labiau paplitę, nes jie gali būti tokie galingi kaip horizontalūs apdirbimo centrai ir gali valdyti labai mažas dalis. Be to, vertikalūs centrai turi mažesnį pėdsaką nei horizontalūs apdirbimo centrai.
Kelių ašių CNC malūnai
Tikslus CNC malūno centrus galima įsigyti su keliomis ašimis. 3 ašių malūnas naudoja X, Y ir Z ašis įvairiems darbams. Naudodamas 4 ašių malūną, mašina gali sukasi ant vertikalios ir horizontalios ašies ir perkelti ruošinį, kad būtų galima nuolat apdirbti.
5 ašių malūnas turi tris tradicines ašis ir dvi papildomas sukamas ašis, leidžiančias pasukti ruošinį, kai aplink ją juda verpstės galvutė. Tai leidžia apdirbti penkias ruošinio puses, nenuimant ruošinio ir iš naujo nustatyti mašiną.
CNC tekinimo staklės
Tekakluoksnė, dar vadinama posūkio centru, turi vieną ar daugiau verpsčių ir x bei z ašių. Mašina naudojama ruošiniui pasukti ant savo ašies, kad būtų galima atlikti įvairias pjovimo ir formavimo operacijas, ruošinyje pritaikant platų įrankių asortimentą.
CNC tekinimo staklės, kurios dar vadinamos tiesioginio veiksmo įrankių tekinimo tekinimo staklėmis, yra idealios simetriškoms cilindrinėms ar sferinėms dalims sukurti. Kaip ir CNC gamyklos, CNC tekinimo staklės gali atlikti mažesnes operacijas, tokias kaip prototipų nustatymas, tačiau taip pat gali būti nustatytas dideliam pakartojamumui, palaikančiam didelės apimties gamybą.
CNC tekinimo staklės taip pat gali būti sukurtos palyginti laisvų rankų įrangai, todėl jos yra plačiai naudojamos automobilių, elektronikos, kosmoso, robotikos ir medicinos prietaisų pramonėje.
Kaip veikia CNC tekinimo staklės
Su CNC tekinimo staklėmis į tekinimo tekinimo verpstės šmaikščius įkraunama tuščia akcijų medžiagos juosta. Šis griebtuvas laiko ruošinį vietoje, kol sukasi verpstė. Kai verpstė pasiekia reikiamą greitį, nejudantis pjovimo įrankis yra liečiamas su ruošiniu, kad būtų pašalinta medžiaga ir pasiekiama tinkama geometrija.
CNC tekinimo staklės gali atlikti daugybę operacijų, tokių kaip gręžimas, sriegimas, nuobodus, pakartotinis, nukreiptas ir kūgis. Skirtingoms operacijoms reikalingi įrankių pakeitimai ir gali padidinti sąnaudų ir sąrankos laiką.
Kai visos reikalingos apdirbimo operacijos bus baigtos, prireikus dalis yra iškirpta iš atsargų tolesniam apdorojimui. Tada CNC tekinimo staklės yra paruoštos pakartoti operaciją, nes paprastai reikalingas mažai arba jo nereikia.
CNC tekinimo staklės taip pat gali pritaikyti įvairius automatinius barų tiektuvus, kurie sumažina rankinių žaliavų tvarkymo kiekį ir suteikia privalumų, tokių kaip šie:
■ Sumažinkite mašinos operatoriaus reikalingą laiką ir pastangas
■ Palaikykite barstock, kad sumažintumėte virpesius, kurie gali neigiamai paveikti tikslumą
■ Leiskite staklei veikti optimaliu suklio greičiu
■ Sumažinkite pakeitimo laikus
■ Sumažinkite medžiagų atliekas
CNC tekinimo staklių rūšys
Yra keletas skirtingų tipų tekinimo staklių, tačiau dažniausiai yra 2 ašių CNC tekinimo staklės ir Kinijos stiliaus automatinės tekinimo staklės.
Daugelyje CNC Kinijos tekinimo staklių naudojama viena ar dvi pagrindinės verpstės ir viena ar dvi nugaros (arba antrinės) verpstės, o sukamieji perdavimas yra atsakingas už buvusį. Pagrindinis verpstė atlieka pagrindinę apdirbimo operaciją, naudodamas kreipiamąjį įvorę.
Be to, kai kuriose Kinijos stiliaus tekinimo staklėse yra antra įrankių galvutė, veikianti kaip CNC malūnas.
Su CNC Kinijos stiliaus automatine tekinimo staklėmis atsargų medžiaga tiekiama per slenkamą galvos veleną į kreipiamąjį įvorę. Tai leidžia įrankiui supjaustyti medžiagą arčiau taško, kuriame medžiaga yra palaikoma, todėl Kinijos aparatas yra ypač naudingas ilgoms, lieknoms pasukamoms dalims ir mikrominimui.
Kelių ašių CNC posūkio centrai ir Kinijos stiliaus tekinimo staklės gali atlikti kelias apdirbimo operacijas naudojant vieną mašiną. Tai daro juos ekonomiškai efektyviu sudėtingų geometrijų parinktimi, kuriai priešingu atveju prireiktų kelių mašinų ar įrankių pakeitimų, naudojant tokią įrangą kaip tradicinis CNC malūnas.