Proces CNC

Termin CNC oznacza „komputerowe sterowanie numeryczne”, a obróbka CNC jest definiowana jako proces produkcyjny ubytkowy, który zazwyczaj wykorzystuje sterowanie komputerowe i obrabiarki do usuwania warstw materiału z gotowego elementu (nazywanego półfabrykatem lub przedmiotem obrabianym) i wytwarzania części zaprojektowanej na zamówienie.

Proces ten dotyczy wielu materiałów, w tym metalu, plastiku, drewna, szkła, pianki i materiałów kompozytowych, i znajduje zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, np. w obróbce CNC i wykańczaniu CNC części lotniczych.

Charakterystyka obróbki CNC

01. Wysoki stopień automatyzacji i bardzo wysoka wydajność produkcji. Poza zaciskaniem półfabrykatów, wszystkie inne procedury przetwarzania mogą być wykonywane przez obrabiarki CNC. W połączeniu z automatycznym załadunkiem i rozładunkiem jest to podstawowy element bezobsługowej fabryki.

Obróbka CNC zmniejsza nakład pracy operatora, poprawia warunki pracy, eliminuje konieczność znakowania, wielokrotnego zaciskania i pozycjonowania, kontroli i innych procesów oraz operacji pomocniczych, co skutecznie zwiększa wydajność produkcji.

02. Adaptowalność do obiektów obrabianych CNC. Podczas zmiany obiektu obrabianego, oprócz zmiany narzędzia i rozwiązania metody mocowania półfabrykatu, wymagane jest jedynie przeprogramowanie bez innych skomplikowanych regulacji, co skraca cykl przygotowania produkcji.

03. Wysoka precyzja obróbki i stabilna jakość. Dokładność wymiarowa obróbki wynosi od d0,005 do 0,01 mm, na co nie wpływa złożoność części, ponieważ większość operacji jest automatycznie wykonywana przez maszynę. Dlatego też zwiększa się rozmiar partii części, a urządzenia do wykrywania położenia są również używane w precyzyjnie sterowanych obrabiarkach. , co dodatkowo zwiększa dokładność precyzyjnej obróbki CNC.

04. Obróbka CNC ma dwie główne cechy: po pierwsze, może znacznie poprawić dokładność przetwarzania, w tym dokładność jakości przetwarzania i dokładność błędów czasu przetwarzania; po drugie, powtarzalność jakości przetwarzania może stabilizować jakość przetwarzania i utrzymywać jakość przetwarzanych części.

Technologia obróbki CNC i zakres zastosowań:

Różne metody obróbki mogą być wybierane w zależności od materiału i wymagań obrabianego przedmiotu. Zrozumienie powszechnych metod obróbki i zakresu ich zastosowania może pozwolić nam znaleźć najbardziej odpowiednią metodę obróbki części.

Obrócenie

Metoda obróbki części przy użyciu tokarek jest zbiorczo nazywana toczeniem. Używając narzędzi tokarskich do formowania, obracające się powierzchnie zakrzywione mogą być również obrabiane podczas posuwu poprzecznego. Toczenie może również obrabiać powierzchnie gwintów, płaszczyzny końcowe, mimośrodowe wały itp.

Dokładność toczenia wynosi ogólnie IT11-IT6, a chropowatość powierzchni wynosi 12,5-0,8 μm. Podczas precyzyjnego toczenia może osiągnąć IT6-IT5, a chropowatość może osiągnąć 0,4-0,1 μm. Wydajność obróbki tokarskiej jest wysoka, proces cięcia jest stosunkowo płynny, a narzędzia są stosunkowo proste.

Zakres zastosowania: wiercenie otworów centrujących, wiercenie, rozwiercanie, gwintowanie, toczenie walcowe, wytaczanie, toczenie powierzchni czołowych, toczenie rowków, toczenie powierzchni kształtowanych, toczenie powierzchni stożkowych, radełkowanie i toczenie gwintów

Przemiał

Frezowanie to metoda polegająca na użyciu obrotowego narzędzia wieloostrzowego (frezu) na frezarce do obróbki przedmiotu obrabianego. Głównym ruchem skrawania jest obrót narzędzia. W zależności od tego, czy główny kierunek prędkości ruchu podczas frezowania jest taki sam, czy przeciwny do kierunku posuwu przedmiotu obrabianego, dzieli się je na frezowanie w dół i frezowanie pod górę.

(1) Frezowanie w dół

Pozioma składowa siły frezowania jest taka sama jak kierunek posuwu przedmiotu obrabianego. Zazwyczaj występuje przerwa między śrubą posuwową stołu przedmiotu obrabianego a nakrętką stałą. Dlatego siła skrawania może łatwo spowodować, że przedmiot obrabiany i stół roboczy przesuną się do przodu razem, powodując nagły wzrost prędkości posuwu. Wzrost, powodując noże.

(2) Frezowanie przeciwbieżne

Może uniknąć zjawiska ruchu, które występuje podczas frezowania w dół. Podczas frezowania w górę grubość skrawania stopniowo wzrasta od zera, więc krawędź skrawająca zaczyna doświadczać etapu ściskania i ślizgania się po utwardzonej powierzchni obrabianej, co przyspiesza zużycie narzędzia.

Zakres zastosowania: frezowanie płaskie, frezowanie stopniowe, frezowanie rowków, frezowanie powierzchni kształtowych, frezowanie rowków spiralnych, frezowanie kół zębatych, cięcie

Planowanie

Obróbka poprzez struganie odnosi się ogólnie do metody obróbki, w której strugarka wykonuje ruch posuwisto-zwrotny względem obrabianego przedmiotu na strugarce, aby usunąć nadmiar materiału.

Dokładność strugania może na ogół osiągnąć IT8-IT7, chropowatość powierzchni wynosi Ra6,3-1,6 μm, płaskość strugania może osiągnąć 0,02/1000, a chropowatość powierzchni wynosi 0,8-0,4 μm, co jest lepsze w przypadku obróbki dużych odlewów.

Zakres zastosowania: struganie powierzchni płaskich, struganie powierzchni pionowych, struganie powierzchni stopniowych, struganie rowków prostokątnych, struganie faz, struganie rowków na jaskółczy ogon, struganie rowków w kształcie litery D, struganie rowków w kształcie litery V, struganie powierzchni zakrzywionych, struganie rowków klinowych w otworach, struganie listew, struganie powierzchni kompozytowych

Szlifowanie

Szlifowanie to metoda cięcia powierzchni przedmiotu obrabianego na szlifierce przy użyciu jako narzędzia sztucznego koła szlifierskiego o wysokiej twardości (koło szlifierskie). Głównym ruchem jest obrót koła szlifierskiego.

Precyzja szlifowania może osiągnąć IT6-IT4, a chropowatość powierzchni Ra może osiągnąć 1,25-0,01μm, a nawet 0,1-0,008μm. Inną cechą szlifowania jest to, że może ono przetwarzać hartowane materiały metalowe, co należy do zakresu wykańczania, dlatego jest często stosowane jako końcowy etap obróbki. Zgodnie z różnymi funkcjami szlifowanie można również podzielić na szlifowanie walcowe, szlifowanie otworów wewnętrznych, szlifowanie płaskie itp.

Zakres zastosowania: szlifowanie walcowe, szlifowanie wewnętrzne walcowe, szlifowanie powierzchniowe, szlifowanie kształtowe, szlifowanie gwintów, szlifowanie kół zębatych

Wiercenie

Proces obróbki różnych otworów wewnętrznych na wiertarce nazywa się wierceniem i jest najpowszechniejszą metodą obróbki otworów.

Precyzja wiercenia jest niska, generalnie IT12~IT11, a chropowatość powierzchni wynosi generalnie Ra5,0~6,3um. Po wierceniu, powiększanie i rozwiercanie są często używane do półwykańczania i wykańczania. Dokładność obróbki rozwiercania wynosi generalnie IT9-IT6, a chropowatość powierzchni wynosi Ra1,6-0,4μm.

Zakres zastosowania: wiercenie, rozwiercanie, rozwiercanie, gwintowanie, wykonywanie otworów strontowych, skrobanie powierzchni

Obróbka nudna

Obróbka rozwiercająca to metoda obróbki, która wykorzystuje wytaczarkę do powiększania średnicy istniejących otworów i poprawy jakości. Obróbka rozwiercająca opiera się głównie na ruchu obrotowym narzędzia wytaczającego.

Dokładność obróbki rozwiercającej jest wysoka, na ogół IT9-IT7, a chropowatość powierzchni wynosi Ra6,3-0,8 mm, ale wydajność produkcji obróbki rozwiercającej jest niska.

Zakres zastosowania: obróbka otworów o wysokiej precyzji, wykańczanie otworów wielokrotnych

Obróbka powierzchni zęba

Metody obróbki powierzchni zębów kół zębatych można podzielić na dwie kategorie: metodę formowania i metodę generowania.

Obrabiarka używana do obróbki powierzchni zęba metodą formowania jest zazwyczaj zwykłą frezarką, a narzędziem jest frez formujący, który wymaga dwóch prostych ruchów formujących: ruchu obrotowego i ruchu liniowego narzędzia. Powszechnie używanymi obrabiarkami do obróbki powierzchni zębów metodą generowania są frezarki do kół zębatych, frezarki do kół zębatych itp.

Zakres zastosowania: koła zębate, itp.

Kompleksowa obróbka powierzchni

Do cięcia trójwymiarowych powierzchni zakrzywionych stosuje się głównie metody frezowania kopiowego i frezowania CNC lub specjalne metody obróbki.

Zakres zastosowania: elementy o złożonych powierzchniach zakrzywionych

Muzyka elektroniczna

Obróbka elektroerozyjna polega na wykorzystaniu wysokiej temperatury powstającej w wyniku natychmiastowego wyładowania iskrowego pomiędzy elektrodą narzędzia a elektrodą przedmiotu obrabianego w celu erozji materiału powierzchni przedmiotu obrabianego, co umożliwia obróbkę.

Zakres stosowania:

① Obróbka twardych, kruchych, wytrzymałych, miękkich i wysokotopliwych materiałów przewodzących;

②Przetwarzanie materiałów półprzewodnikowych i materiałów nieprzewodzących;

③Obróbka różnych typów otworów, otworów zakrzywionych i mikrootworów;

④Obróbka różnorodnych trójwymiarowych zakrzywionych powierzchni wnęk, takich jak komory form do kucia, formy do odlewania ciśnieniowego i formy do tworzyw sztucznych;

⑤ Stosowane do cięcia, wycinania, wzmacniania powierzchni, grawerowania, drukowania tabliczek znamionowych i oznaczeń itp.

Obróbka elektrochemiczna

Obróbka elektrochemiczna to metoda wykorzystująca zasadę elektrochemiczną polegającą na anodowym rozpuszczaniu metalu w elektrolicie w celu nadania obrabianemu przedmiotowi odpowiedniego kształtu.

Przedmiot obrabiany jest podłączony do bieguna dodatniego zasilacza prądu stałego, narzędzie jest podłączone do bieguna ujemnego, a mała szczelina (0,1 mm~0,8 mm) jest utrzymywana między dwoma biegunami. Elektrolit o określonym ciśnieniu (0,5 MPa~2,5 MPa) przepływa przez szczelinę między dwoma biegunami z dużą prędkością (15 m/s~60 m/s).

Zakres zastosowania: obróbka otworów, wnęk, profili złożonych, głębokich otworów o małej średnicy, gwintowanie, grawerowanie, grawerowanie itp.

obróbka laserowa

Obróbka laserowa przedmiotu obrabianego jest wykonywana przez maszynę do obróbki laserowej. Maszyny do obróbki laserowej zazwyczaj składają się z laserów, zasilaczy, układów optycznych i układów mechanicznych.

Zakres zastosowania: Diamentowe matryce do ciągnienia drutu, łożyska kamieni szlachetnych w zegarkach, porowate powłoki różnych arkuszy perforowanych chłodzonych powietrzem, obróbka małych otworów we wtryskiwaczach silnikowych, łopatkach silników lotniczych itp. oraz cięcie różnych materiałów metalowych i niemetalowych.

Przetwarzanie ultradźwiękowe

Obróbka ultradźwiękowa to metoda wykorzystująca drgania o częstotliwości ultradźwiękowej (16 kHz ~ 25 kHz) powierzchni czołowej narzędzia w celu oddziaływania na ścierniwo zawieszone w płynie roboczym, a cząstki ścierne uderzają w powierzchnię przedmiotu obrabianego i polerują ją, co umożliwia jego obróbkę.

Zakres zastosowania: materiały trudno skrawalne

Główne branże zastosowań

Ogólnie rzecz biorąc, części obrabiane metodą CNC charakteryzują się wysoką precyzją, dlatego też części obrabiane metodą CNC są wykorzystywane głównie w następujących gałęziach przemysłu:

Lotnictwo i kosmonautyka

W przemyśle lotniczym i kosmicznym wymagane są komponenty o wysokiej precyzji i powtarzalności, w tym łopatki turbin w silnikach, narzędzia używane do produkcji innych komponentów, a nawet komory spalania stosowane w silnikach rakietowych.

Motoryzacja i budowa maszyn

Przemysł motoryzacyjny wymaga produkcji form o wysokiej precyzji do odlewania komponentów (takich jak mocowania silnika) lub obróbki komponentów o wysokiej tolerancji (takich jak tłoki). Maszyna typu bramowego odlewa moduły gliniane, które są wykorzystywane w fazie projektowania samochodu.

Przemysł wojskowy

Przemysł wojskowy wykorzystuje komponenty o wysokiej precyzji i ścisłych wymaganiach dotyczących tolerancji, w tym komponenty pocisków, lufy karabinów itp. Wszystkie obrabiane mechanicznie komponenty w przemyśle wojskowym korzystają z precyzji i szybkości maszyn CNC.

medyczny

Medyczne urządzenia implantowalne są często projektowane tak, aby pasowały do ​​kształtu ludzkich organów i muszą być produkowane z zaawansowanych stopów. Ponieważ żadne ręczne maszyny nie są w stanie produkować takich kształtów, maszyny CNC stają się koniecznością.

energia

Przemysł energetyczny obejmuje wszystkie obszary inżynierii, od turbin parowych po najnowocześniejsze technologie, takie jak synteza jądrowa. Turbiny parowe wymagają wysoce precyzyjnych łopatek turbiny, aby utrzymać równowagę w turbinie. Kształt wnęki tłumiącej plazmę R&D w syntezie jądrowej jest bardzo złożony, wykonany z zaawansowanych materiałów i wymaga wsparcia maszyn CNC.

Obróbka mechaniczna rozwinęła się do dziś, a wraz z poprawą wymagań rynkowych opracowano różne techniki obróbki. Wybierając proces obróbki, można wziąć pod uwagę wiele aspektów: w tym kształt powierzchni przedmiotu obrabianego, dokładność wymiarową, dokładność położenia, chropowatość powierzchni itp.

Tylko poprzez dobór najodpowiedniejszego procesu możemy zagwarantować jakość i wydajność obróbki przedmiotu obrabianego przy minimalnej inwestycji i zmaksymalizować uzyskane korzyści.