Presisiebewerking is 'n proses om materiaal uit 'n werkstuk te verwyder tydens die afwerking van 'n noue verdraagsaamheid. Die presisiemasjien het baie soorte, insluitend frees, draai en elektriese ontlading. 'N Precisiemasjien word vandag oor die algemeen beheer met behulp van 'n rekenaarnualiese kontroles (CNC).
Byna alle metaalprodukte gebruik presisiebewerking, net soos baie ander materiale soos plastiek en hout. Hierdie masjiene word bestuur deur gespesialiseerde en opgeleide masjiniste. Om die snyinstrument te kan doen, moet dit in die aanwysings geskuif word om die regte snit te maak. Hierdie primêre beweging word die "snyknelheid" genoem. Die werkstuk kan ook geskuif word, bekend as die sekondêre beweging van "voer. Gesamentlik laat hierdie bewegings en die skerpte van die snywerktuig die presisiemasjien toe om te werk.
Kwaliteit presisiebewerking vereis die vermoë om uiters spesifieke bloudrukke wat deur CAD (Computer Aided Design) of CAM (Computer Aided Manufacturing) -programme soos AutoCAD en TurboCAD gemaak is, te volg. Die sagteware kan help om die komplekse, 3-dimensionele diagramme of buitelyne te vervaardig wat nodig is om 'n werktuig, masjien of voorwerp te vervaardig. Hierdie bloudrukke moet met baie besonderhede voldoen word om te verseker dat 'n produk sy integriteit behou. Alhoewel die meeste presisie-bewerkingsondernemings met een of ander vorm van CAD/CAM-programme werk, werk hulle steeds gereeld met handgetekende sketse in die aanvanklike fases van 'n ontwerp.
Presisiebewerking word op 'n aantal materiale gebruik, waaronder staal, brons, grafiet, glas en plastiek om 'n paar te noem. Afhangend van die grootte van die projek en die materiale wat gebruik moet word, sal verskillende presisiebewerkingsinstrumente gebruik word. Enige kombinasie van draaibanke, freesmasjiene, boorperse, sae en slypmasjiene, en selfs hoëspoedrobotika kan gebruik word. Die lugvaartbedryf kan 'n hoë snelheidsbedryf gebruik, terwyl 'n houtwerkgereedskapbedryf 'n foto-chemiese ets- en freesprosesse kan gebruik. As u uit 'n lopie of 'n spesifieke hoeveelheid van enige spesifieke item is, kan dit in duisende getalle of net 'n paar wees. Precision -bewerking vereis dikwels die programmering van CNC -toestelle, wat beteken dat dit rekenaarnualies beheer word. Die CNC -toestel laat toe dat presiese afmetings deur die loop van 'n produk gevolg word.
Frees is die bewerkingsproses om roterende snyers te gebruik om materiaal uit 'n werkstuk te verwyder deur die snyer in die werkstuk in 'n sekere rigting te bevorder (of te voed). Die snyer kan ook op 'n hoek gehou word relatief tot die as van die werktuig. Frees dek 'n groot verskeidenheid verskillende bewerkings en masjiene, op skale van klein individuele dele tot groot, swaar bende-freesoperasies. Dit is een van die mees gebruikte prosesse vir die bewerking van pasgemaakte onderdele tot presiese toleransies.
Frees kan gedoen word met 'n wye verskeidenheid masjiengereedskap. Die oorspronklike klas masjiengereedskap vir frees was die freesmasjien (dikwels 'n meule genoem). Na die koms van Computer Numerical Control (CNC), het freesmasjiene ontwikkel tot bewerkingsentrums: freesmasjiene aangevul deur outomatiese werktuigwisselaars, gereedskapstydskrifte of karrousels, CNC -vermoë, koelmiddelstelsels en omhulsels. Maalsentrums word oor die algemeen geklassifiseer as vertikale bewerkingsentrums (VMC's) of horisontale bewerkingsentrums (HMC's).
Die integrasie van frees in omgewingsomgewings, en omgekeerd, is begin met lewendige gereedskap vir draaibanke en die af en toe gebruik van meulens om bedrywighede te draai. Dit het gelei tot 'n nuwe klas masjiengereedskap, multitasking-masjiene (MTM's), wat doelgerig is om frees te vergemaklik en binne dieselfde werkkoevert te draai.
Vir ontwerpingenieurs, R & D -spanne en vervaardigers wat afhanklik is van deel -verkryging, maak presisie -CNC -bewerking die skepping van komplekse onderdele moontlik sonder ekstra verwerking. In werklikheid maak presisie CNC -bewerking dit dikwels moontlik dat voltooide onderdele op 'n enkele masjien gemaak word.
Die bewerkingsproses verwyder materiaal en gebruik 'n wye verskeidenheid snygereedskap om die finale, en dikwels baie ingewikkelde ontwerp van 'n deel te skep. Die vlak van akkuraatheid word verbeter deur die gebruik van rekenaarnualiese beheer (CNC), wat gebruik word om die beheer van die bewerkingsgereedskap te outomatiseer.
Die rol van "CNC" in presisiebewerking
Met behulp van gekodeerde programmeringsinstruksies, kan Precision CNC -bewerking 'n werkstuk gesny en gevorm word tot spesifikasies sonder handmatige ingryping deur 'n masjienoperateur.
Met 'n rekenaargesteunde ontwerp (CAD) -model wat deur 'n klant voorsien is, gebruik 'n kundige masjinis 'n rekenaargesteunde vervaardigingsagteware (CAM) om die instruksies vir die bewerking van die onderdeel te skep. Op grond van die CAD -model bepaal die sagteware watter gereedskappaaie nodig is en genereer die programmeringskode wat die masjien vertel:
■ Wat is die regte RPM's en voedingsyfers
■ Wanneer en waarheen om die werktuig en/of werkstuk te skuif
■ Hoe diep om te sny
■ Wanneer om koelmiddel toe te pas
■ Enige ander faktore wat verband hou met spoed, voedingsyfer en koördinasie
'N CNC -beheerder gebruik dan die programmeringskode om die bewegings van die masjien te beheer, te outomatiseer en te monitor.
CNC is deesdae 'n ingeboude kenmerk van 'n wye verskeidenheid toerusting, van draaibanke, meulens en routers tot die draad van EDM (elektriese ontladingsmasjiene), laser en plasma-snymasjiene. Benewens die outomatisering van die bewerkingsproses en die verbetering van presisie, elimineer CNC handmatige take en bevry masjiniste om toesig te hou oor verskeie masjiene wat gelyktydig werk.
Daarbenewens, sodra 'n werktuigpad ontwerp is en 'n masjien geprogrammeer is, kan dit 'n deel van die aantal kere gebruik. Dit bied 'n hoë vlak van akkuraatheid en herhaalbaarheid, wat die proses op sy beurt baie koste -effektief en skaalbaar maak.
Materiaal wat bewerk is
Sommige metale wat gereeld vervaardig word, sluit in aluminium, koper, brons, koper, staal, titanium en sink. Boonop kan hout, skuim, veselglas en plastiek soos polipropileen ook bewerk word.
In werklikheid kan omtrent enige materiaal gebruik word met presiese CNC -bewerking - natuurlik, afhangende van die toepassing en die vereistes daarvan.
Sommige voordele van presisie CNC -bewerking
Vir baie van die klein onderdele en komponente wat in 'n wye verskeidenheid vervaardigde produkte gebruik word, is presisie -CNC -bewerking dikwels die vervaardigingsmetode.
Soos by feitlik alle sny- en bewerkingsmetodes, gedra verskillende materiale anders, en die grootte en vorm van 'n komponent het ook 'n groot invloed op die proses. Oor die algemeen bied die proses van presisie CNC -bewerking egter voordele bo ander bewerkingsmetodes.
Dit is omdat CNC -bewerking in staat is om te lewer:
■ 'n Hoë mate van deel kompleksiteit
■ Strak toleransies, tipies wissel van ± 0,0002 "(± 0,00508 mm) tot ± 0,0005" (± 0,0127 mm)
■ Buitengewone gladde oppervlakafwerkings, insluitend pasgemaakte afwerkings
■ Herhaalbaarheid, selfs by hoë volumes
Terwyl 'n bekwame masjinis 'n hand draaibank kan gebruik om 'n kwaliteit deel te maak aan hoeveelhede van 10 of 100, wat gebeur dan as u 1 000 dele benodig? 10.000 dele? 100,000 of 'n miljoen dele?
Met presisie CNC-bewerking, kan u die skaalbaarheid en snelheid kry wat nodig is vir hierdie soort hoëvolume-produksie. Daarbenewens gee die hoë herhaalbaarheid van presisie CNC -bewerking u dele wat van begin tot einde dieselfde is, maak nie saak hoeveel dele u produseer nie.
Daar is 'n paar baie gespesialiseerde metodes van CNC -bewerking, insluitend draad -EDM (elektriese ontladingsbewerking), addisionele bewerking en 3D -laserdruk. Byvoorbeeld, draad EDM gebruik geleidende materiale -tipies metale -en elektriese ontladings om 'n werkstuk in ingewikkelde vorms te erodeer.
Hier sal ons egter fokus op die frees- en draaiprosesse - twee aftrekkende metodes wat wyd beskikbaar is en wat gereeld gebruik word vir presisie -CNC -bewerking.
Frees teenoor draai
Frees is 'n bewerkingsproses wat 'n roterende, silindriese snygereedskap gebruik om materiaal te verwyder en vorms te skep. Maaltoerusting, bekend as 'n meule of 'n bewerkingsentrum, bereik 'n heelal van komplekse gedeeltesgeometrieë op sommige van die grootste voorwerpe wat gemasjineer word.
'N Belangrike kenmerk van frees is dat die werkstuk stilstaan terwyl die snywerktuig draai. Met ander woorde, op 'n meule beweeg die roterende snywerktuig om die werkstuk, wat op 'n bed op sy plek bly.
Draai is die proses om 'n werkstuk te sny of te vorm op toerusting wat 'n draaibank genoem word. Tipies draai die draaibank die werkstuk op 'n vertikale of horisontale as, terwyl 'n vaste snygereedskap (wat al dan nie kan draai nie) langs die geprogrammeerde as beweeg.
Die instrument kan nie fisies deur die onderdeel gaan nie. Die materiaal draai, waardeur die instrument die geprogrammeerde bewerkings kan uitvoer. (Daar is 'n deel van die draaibanke waarin die gereedskap om 'n draad met 'n spoelvoedige draad draai, maar dit word nie hier bedek nie.)
In teenstelling met die frees, draai die werkstuk. Die deelvoorraad skakel die spil van die draaibank aan en die snywerktuig word in kontak met die werkstuk gebring.
Handleiding teen CNC -bewerking
Alhoewel beide meulens en draaibanke in handmodelle beskikbaar is, is CNC -masjiene meer geskik vir die vervaardiging van klein onderdele - wat skaalbaarheid en herhaalbaarheid bied vir toepassings wat 'n hoë volume produksie van stywe verdraagsaamheidsonderdele benodig.
Benewens die aanbieding van eenvoudige 2-as-masjiene waarin die werktuig in die X- en Z-asse beweeg, bevat presisie-CNC-toerusting multi-as-modelle waarin die werkstuk ook kan beweeg. Dit is in teenstelling met 'n draaibank waar die werkstuk beperk is tot spin en die gereedskap sal beweeg om die gewenste meetkunde te skep.
Hierdie multi-as-konfigurasies maak voorsiening vir die vervaardiging van meer ingewikkelde meetkunde in 'n enkele operasie, sonder om ekstra werk deur die masjienoperateur te benodig. Dit maak dit nie net makliker om komplekse dele te produseer nie, maar verminder of elimineer ook die kans op operateurfout.
Daarbenewens verseker die gebruik van koelmiddel met 'n hoë druk met presisie CNC-bewerking dat skyfies nie in die werke beland nie, selfs nie as u 'n masjien met 'n vertikaal georiënteerde spil gebruik nie.
CNC Mills
Verskillende freesmasjiene wissel in hul groottes, askonfigurasies, voedingsnelheid, snysnelheid, die freesvoerrigting en ander eienskappe.
Oor die algemeen gebruik CNC Mills egter almal 'n roterende spil om ongewenste materiaal weg te sny. Dit word gebruik om harde metale soos staal en titaan te sny, maar kan ook gebruik word met materiale soos plastiek en aluminium.
CNC -meulens is gebou vir herhaalbaarheid en kan gebruik word vir alles van prototipering tot hoë volume produksie. Hoë-end presisie CNC-meulens word dikwels gebruik vir 'n noue verdraagsaamheid soos fyn fyn mate en vorms.
Terwyl CNC-maal 'n vinnige ommeswaai kan lewer, skep die afwerking van die gemaalde onderdele onderdele met sigbare werktuigmerke. Dit kan ook dele met 'n paar skerp rande en bars produseer, dus kan addisionele prosesse nodig wees as die rande en borde onaanvaarbaar is vir die funksies.
Uiteraard sal die ontbindingsinstrumente wat in die volgorde geprogrammeer is, ontneem, hoewel dit meestal 90% van die voltooide vereiste bereik, wat 'n paar funksies vir finale handafwerking laat.
Wat die afwerking van die oppervlak betref, is daar gereedskap wat nie net 'n aanvaarbare oppervlakafwerking sal lewer nie, maar ook 'n spieëlagtige afwerking op gedeeltes van die werkproduk.
Tipes CNC Mills
Die twee basiese soorte freesmasjiene staan bekend as vertikale bewerkingsentrums en horisontale bewerkingsentrums, waar die primêre verskil in die oriëntasie van die masjienspil is.
'N Vertikale bewerkingsentrum is 'n meule waarin die spilas in 'n z-as-rigting in lyn is. Hierdie vertikale masjiene kan verder in twee soorte verdeel word:
■ Bedmeulens, waarin die spil parallel aan sy eie as beweeg, terwyl die tafel loodreg op die as van die spil beweeg
■ rewolwermeulens, waarin die spil stil is en die tafel geskuif word sodat dit altyd loodreg en parallel aan die as van die spil is tydens die snybewerking
In 'n horisontale bewerkingsentrum is die spilas van die meule in 'n y-as-rigting in lyn. Die horisontale struktuur beteken dat hierdie meulens geneig is om meer ruimte op die masjienwinkelvloer in te neem; Hulle is ook oor die algemeen swaarder in gewig en kragtiger as vertikale masjiene.
'N Horisontale meule word dikwels gebruik as 'n beter oppervlakafwerking nodig is; Dit is omdat die oriëntasie van die spil beteken dat die snyskyfies natuurlik wegval en maklik verwyder kan word. (As 'n ekstra voordeel, help die verwydering van die skyfie om die lewensduur van die werktuig te verhoog.)
Oor die algemeen is vertikale bewerkingsentrums meer algemeen omdat dit net so kragtig kan wees soos horisontale bewerkingsentrums en baie klein onderdele kan hanteer. Boonop het vertikale sentrums 'n kleiner voetspoor as horisontale bewerkingsentrums.
Multi-as CNC Mills
Presisie CNC -meule -sentrums is beskikbaar met veelvuldige asse. 'N 3-asmeule gebruik die X-, Y- en Z-asse vir 'n groot verskeidenheid werk. Met 'n 4-as-meule kan die masjien op 'n vertikale en horisontale as draai en die werkstuk beweeg om meer deurlopende bewerking moontlik te maak.
'N Meule van 5 as het drie tradisionele asse en twee ekstra draaikas, wat die werkstuk kan draai terwyl die spilkop daar rond beweeg. Dit stel vyf kante van 'n werkstuk in staat om bewerk te word sonder om die werkstuk te verwyder en die masjien weer in te stel.
CNC draaibanke
'N Draaibank - ook 'n draai -sentrum genoem - het een of meer spil en X- en Z -asse. Die masjien word gebruik om 'n werkstuk op sy as te draai om verskillende sny- en vormingsbewerkings uit te voer, en 'n wye verskeidenheid gereedskap op die werkstuk toe te pas.
CNC -draaibanke, wat ook draaibanke vir live -aksie -gereedskap genoem word, is ideaal om simmetriese silindriese of sferiese dele te skep. Soos CNC Mills, kan CNC -draaibanke kleiner bewerkings sulke prototipering hanteer, maar kan dit ook opgestel word vir hoë herhaalbaarheid, wat die produksie van hoë volume ondersteun.
CNC-draaibanke kan ook opgestel word vir relatief handvrye produksie, wat dit wyd gebruik in die motor-, elektronika-, lug-, robotika- en mediese toestelbedrywe.
Hoe 'n CNC -draaibank werk
Met 'n CNC -draaibank word 'n leë staaf voorraadmateriaal in die spil van die draaibank gelaai. Hierdie Chuck hou die werkstuk op sy plek terwyl die spil draai. As die spil die vereiste snelheid bereik, word 'n stilstaande snygereedskap in kontak met die werkstuk gebring om materiaal te verwyder en die regte meetkunde te bereik.
'N CNC -draaibank kan 'n aantal bewerkings uitvoer, soos boor, draad, vervelig, room, gesig en tapse draai. Verskillende bewerkings benodig werktuigveranderings en kan die koste en opstellingstyd verhoog.
As al die vereiste bewerkingsbedrywighede voltooi is, word die onderdeel van die voorraad gesny vir verdere verwerking, indien nodig. Die CNC -draaibank is dan gereed om die bewerking te herhaal, met min of geen ekstra opstellingstyd wat gewoonlik tussenin nodig is nie.
CNC -draaibanke kan ook 'n verskeidenheid outomatiese staafvoerders akkommodeer, wat die hoeveelheid handmatige hantering van grondstowwe verminder en voordele soos die volgende bied:
■ Verminder die tyd en moeite wat die masjienoperateur benodig
■ Ondersteun die barstock om vibrasies te verminder wat die presisie negatief kan beïnvloed
■ Laat die masjiengereedskap teen optimale spilsnelhede werk
■ Minimaliseer die oorskakelingstye
■ Verminder materiaalafval
Tipes CNC -draaibanke
Daar is 'n aantal verskillende soorte draaibanke, maar die algemeenste is 2-as CNC-draaibanke en outomatiese draaibanke in China-styl.
Die meeste CNC China -draaibanke gebruik een of twee hoofspindels plus een of twee agterste (of sekondêre) spil, met 'n draai -oordrag wat verantwoordelik is vir eersgenoemde. Die hoofspindel voer die primêre bewerkingsbewerking uit, met behulp van 'n gidsbus.
Daarbenewens is sommige draaibanke in China-styl toegerus met 'n tweede werktuigkop wat as 'n CNC-meule funksioneer.
Met 'n outomatiese draaibank in China-styl, word die voorraadmateriaal deur 'n glykopspil in 'n geleidingsbus gevoer. Dit stel die werktuig in staat om die materiaal nader te sny aan die punt waar die materiaal ondersteun word, wat die China -masjien veral voordelig maak vir lang, skraal gedraaide onderdele en vir mikromachinering.
Multi-as-CNC-draaikante en die draaibanke in China-styl kan verskeie bewerkingsbewerkings met behulp van 'n enkele masjien doen. Dit maak dit 'n koste-effektiewe opsie vir komplekse meetkundiges wat andersins veelvuldige masjiene of werktuigveranderings benodig met behulp van toerusting soos 'n tradisionele CNC-meule.