Arvuti numbriline juhtimissüsteem on automatiseeritud tootmisprotsess, kus programmeeritud arvutijuhised juhivad tööpinke materjali eemaldamiseks ja täpsete detailide tootmiseks. CNC-tehnoloogia suudab juhtida tööriista liikumist, spindli kiirust, etteandekiirust, lõikesügavust, tööriistavahetust ja masina positsioneerimist, muutes selle sobivaks lihtsate ja väga keerukate komponentide korduvaks tootmiseks.
See juhend selgitab arvuti abil numbrilise juhtimisega töötlemist, CNC-masinate ja CNC-süsteemide tööpõhimõtet, kogu CNC-töötlemisprotsessi, peamisi CNC-masinate tüüpe, levinumaid materjale, programmeerimist, kvaliteedikontrolli, rakendusi ja praeguseid tehnoloogiatrende.
Mis on arvuti numbrilise juhtimisega mehaaniline töötlemine?
Arvuti abil numbrilise juhtimisega töötlemine on tootmisprotsess, mille käigus arvutiga juhitavad tööpingid järgivad programmeeritud juhiseid toorikult materjali eemaldamiseks ja kindlaksmääratud geomeetria loomiseks. See ühendab digitaalse disaini, CNC-programmeerimise, masina liikumise, lõikeriistad, tooriku kinnituse ja kontrolli, et toota korduvalt täppisdetaile.
CNC-töötlust liigitatakse üldiselt lahutavaks tootmiseks, kuna lõplik komponent valmistatakse materjali eemaldamise teel suuremast toorikust. Sõltuvalt masinast võib protsess hõlmata freesimist, treimist, puurimist, sisetreimist, lihvimist, freesimist või muid toiminguid. PTC kirjeldab CNC-d kui arvutite kasutamist tööpinkide juhtimiseks, sealhulgas juhiste andmiseks tööriista valiku, asukoha, liikumise ja kiiruse kohta.
Võrreldes käsitsi juhitavate seadmetega suudavad CNC-masinad programmeeritud liigutusi korrata palju vähem, sõltudes pidevast inimese juhtimisest. See muudab arvuti abil numbrilise juhtimisega töötlemise eriti kasulikuks, kui tootjad vajavad kitsaid tolerantse, keerukat geomeetriat, ühtlaseid partiisid või osi, mida tuleb kuid või aastaid hiljem reprodutseerida.
Mida CNC tähistab?
CNC tähistab arvuti numbrilist juhtimist, mis tähendab, et arvuti tõlgendab numbrilisi juhiseid ja kasutab neid tööpinkide liikumise ja funktsioonide juhtimiseks.
Need käsud defineerivad muutujaid nagu positsioon, suund, spindli kiirus, etteandekiirus, lõikejärjestus ja tööriistakäsud. Goodwin märgib, et CNC-masinad kasutavad masina liikumise jaoks tavaliselt G-koodi ja abimasina funktsioonide jaoks M-koodi.
Praktilises tootmises muudab CNC pideva käsitsi manipuleerimise programmeeritavaks protsessiks. Operaator teostab endiselt seadistamist, tööriistade valimist, kontrolli, tõrkeotsingut ja protsessi jälgimist, kuid masin viib programmeeritud lõikejärjestuse automaatselt läbi.
Miks on CNC-töötlus tootmises oluline?
CNC-töötlus on oluline, kuna see ühendab endas täpsuse, automatiseerimise, korduvuse, tootmise paindlikkuse ja võime toota keerulisi osi paljudest insenerimaterjalidest.
Kui stabiilne protsess on programmeeritud ja valideeritud, saab masin korduvalt samu töötrajektoore järgida. See vähendab tööriistade käsitsi positsioneerimisest tingitud variatsioone ja võimaldab tootjatel toota nii ühekordseid prototüüpe kui ka korduvaid tootmispartiisid.
PTC peab CNC peamisteks eelisteks kiirust, täpsust, korduvust, vähem vigu, väiksemat ümbertöötlemist ja optimeeritud tööjõudu. Stecker märgib ka, et mõned täppisrakendused nõuavad positsioonitolerantse umbes ±0.001 tolli või väiksemaid, mis muudab kontrollitud CNC protsessid eriti väärtuslikuks.
Kuidas arvuti abil numbriline juhtimissüsteem töötab?
Arvuti numbriline juhtimissüsteem teisendab digitaalse detaili kavandi masina juhisteks, mis juhivad tööradasid, lõikeparameetreid, masina telgi ja abifunktsioone. CNC-kontroller loeb neid juhiseid ja koordineerib masinat nii, et materjal eemaldatakse vastavalt nõutavale geomeetriale.
Töövoog algab tavaliselt CAD-mudeli või insenerijoonisega. Seejärel saab CAM-tarkvara arvutada töötrajektoore ja genereerida CNC-koodi. Pärast tööriistade, kinnituste, töönihete ja töötlemisparameetrite ettevalmistamist kontrollib operaator seadistust ja käivitab programmi.
Lihtsustatud töövoog on järgmine:
CAD-disain → CAM-töötlusrada → CNC-programm → Masina seadistamine → Lõikamine → Kontroll → Valmis detail
PTC kirjeldab sarnast marsruuti, kus CAD-teave kantakse CAM-i, luuakse tööriistarajad, genereeritakse G-kood, laaditakse programm ja enne täielikku tootmist tehakse proovikäivitus.
CNC programmeerimine
CNC programmeerimine määrab, kuidas masin liigub, milliseid tööriistu see kasutab ja kuidas iga töötlemistoimingut teostatakse.
Programm võib sisaldada:
- Tööriista valik
- Spindli kiirus
- Feed määr
- Tööriista koordinaadid
- Lõikamise sügavus
- Töö nihked
- Jahutusvedeliku käsud
- Tööriista muudatused
- Puurimistsüklid
- Kontuurimisliigutused
Lihtsaid toiminguid saab programmeerida käsitsi, kuid keerulisi komponente programmeeritakse tavaliselt CAM-tarkvaraga. Mitmeteljeline töötlemine saab CAM-ist eriti kasu, kuna sadade või tuhandete koordineeritud tööriistaliigutuste käsitsi arvutamine oleks ebaefektiivne ja vigadele kalduv.
Arvutipõhine tootmine (CAM)
Arvutipõhine tootmistarkvara teisendab detaili geomeetria töötlemisstrateegiateks, tööriistaradadeks ja masinloetavateks CNC-juhisteks.
Programmeerija impordib või loob detaili geomeetria, valib tööpingi ja lõikeriistad, määratleb tooriku ja kinnitusdetailid, määrab töötlemistoimingud ja arvutab tööriista liikumise.
Kaasaegne CAM pakub ka simulatsiooni ja kokkupõrkekontrolli. Stecker selgitab, et CAM-keskkonnad suudavad simuleerida töötlemisseadistusi ja tuvastada võimalikke kokkupõrkeid enne, kui programm jõuab tegeliku CNC-masinani, mis on eriti väärtuslik mitmeteljelise töötlemise puhul.
Kuidas CNC-masinad programmeeritud juhiseid täidavad
CNC-masinad täidavad programmeeritud juhiseid, teisendades numbrilised käsklused kontrollitud liikumiseks servomootorite, ajamite, masina telgede ja spindlisüsteemide kaudu.
Näiteks võib freesimisprogramm anda masinale käsu:
- Laadige konkreetne otsfrees.
- Käivitage spindel kindlaksmääratud pöörlemiskiirusel.
- Liikuge teadaolevale koordinaadile.
- Lähenege töödeldavale detailile.
- Lõika etteantud etteandekiiruse ja sügavusega.
- Tõmmake tööriist tagasi.
- Vaheta tööriistu.
- Puurige või koputage lisafunktsioone.
Tagasisideseadmed saavad jälgida tegelikke telgede positsioone ja aidata kontrolleril säilitada käske täitvat liikumist. See suletud ahelaga juhtimine on üks põhjus, miks tänapäevased CNC-süsteemid suudavad korduvalt teostada keerulisi töötlemisradasid.
Mida CNC-masin teeb?
CNC-masin lõikab, puurib, freesib, treib, puurib, keermestab, lihvib või töötleb materjali muul viisil automaatselt vastavalt programmeeritud töötlemisjärjestusele.
Täpne tööpõhimõte sõltub seadmetest. Freespingid liigutavad pöörlevaid lõikureid läbi tooriku, samas kui CNC-treipingid pööravad toorikut statsionaarsete või käitatavate tööriistade vastu. Stecker eristab CNC-juhitavate töötlemistoimingute hulgas freesimist, treimist, puurimist, sisetreimist, kammlõikamist ja saagimist.
CNC-masinad saavad ka operatsioone kombineerida. Näiteks freesimis-treimiskeskus võib treida silindrilist pinda, freesida tasapindu, puurida ristavaid auke ja töödelda keermeid ilma komponenti mitmesse tavapärasesse masinasse viimata.
Mis on CNC-süsteem?
CNC-süsteem on täielik kombinatsioon kontrollerist, tarkvarast, tööpingist, servoajamitest, telgedest, tagasisideseadmetest, tööriistadest ja kasutusjuhenditest, mida kasutatakse töötlemisprotsessi automatiseerimiseks.
CNC-kontroller on vaid üks osa süsteemist. Töötlemise usaldusväärsus sõltub ka masina jäikusest, spindli jõudlusest, lõikeriistadest, kinnitustest, töönihketest, tööriista kompensatsioonist, programmeerimise täpsusest ja tagasisideseadmetest.
| CNC-süsteemi komponent | Peamine funktsioon |
| CNC kontroller | Loeb ja täidab töötlemisjuhiseid |
| Tööpingid | Teostab füüsilise tootmisoperatsiooni |
| Servo ajamid | Juhtimistelje liikumine |
| Spindel | Pöörab lõikurit või toorikut |
| Programm | Määrab töötlemisjärjekorra ja koordinaadid |
| Tagasiside süsteem | Jälgib masina tegelikku asukohta |
| Instrumentaarium | Eemaldab materjali |
| Töö hoidmine | Määrab ja kinnitab töödeldava detaili |
CNC-kontroller
CNC-kontroller on elektrooniline juhtseade, mis tõlgendab programmeeritud käske ja koordineerib masina liikumist.
See võtab vastu CNC-koodi, arvutab liikumist, suhtleb servoajamitega, juhib spindli funktsioone, haldab tööriistavahetust ja jälgib masina olekut.
Kaasaegsed kontrollerid toetavad ka sondeerimist, tööriista eluea haldamist, kompenseerimist, protsesside jälgimist, võrguühendust ja täiustatud mitmeteljelist interpoleerimist.
Masin tööriist
Tööpink on mehaaniline seade, mis füüsiliselt eemaldab materjali või teostab muud programmeeritud tootmistoimingut.
Näideteks on töötluskeskused, treipingid, lihvimispingid, freesid ja puurmasinad. Masina konfiguratsioon määrab saadaoleva telje liikumise, spindli orientatsiooni, jäikuse, maksimaalse pöörlemiskiiruse, tööriista mahutavuse ja töödeldava detaili suuruse.
Masina võimekus peab vastama komponendile. Suurema teljevõimekuse ostmine ei muuda protsessi automaatselt paremaks, detaili geomeetria, ligipääsetavus, tolerants, tsükliaeg ja tootmismaht määravad, milline masin on ökonoomne.
CNC programm ja tarkvara
CNC-programm sisaldab kodeeritud juhiseid, mis ütlevad masinale, kuidas detaili valmistada.
CNC-programmi saab genereerida käsitsi, vestlusprogrammeerimise abil või CAM-tarkvara abil. Goodwin märgib, et CNC-juhiseid saab kirjutada käsitsi või genereerida CAD- ja CAM-süsteemidest.
Programmeerimise kvaliteet mõjutab oluliselt tsükliaega, pinnaviimistlust, tööriista eluiga, kokkupõrkeohtu ja mõõtmete stabiilsust. Kaks programmi suudavad töödelda sama geomeetriat, kuid saavutada oluliselt erinevaid tootmistulemusi.
Masina teljed ja liikumise juhtimine
Masina teljed määravad suunad, milles lõikeriist või toorik saab liikuda.
Põhiline 3-teljeline CNC-freespink kasutab:
- X-telg: vasak/parem
- Y-telg: ees/taga
- Z-telg: üles/alla
4-teljelise, 3+2- või 5-teljelise töötlemise jaoks saab lisada pöörlevaid A-, B- või C-telgi . Vurcon kirjeldab X-, Y- ja Z-positsioneerimist CNC-operatsioonide, näiteks lõikamise, puurimise, freesimise, keermestamise ja jämetöötluse põhialusena.
Lisateljed vähendavad uuesti kinnitamist ja parandavad juurdepääsu keerukatele elementidele, kuid suurendavad ka programmeerimis- ja seadmete nõudeid.
Tagasiside ja jälgimine
Tagasiside- ja jälgimissüsteemid mõõdavad masina asendit, töötingimusi, tööriistade olekut ja protsessi jõudlust.
Kodeerijad ja skaalad saavad kontrollida telgede asendit, samas kui sondid saavad mõõta toorikuid või tööriistu. Täiustatud süsteemid võivad jälgida spindli koormust, vibratsiooni, temperatuuri, tööriistade kulumist või tootmise olekut.
Need süsteemid aitavad tuvastada vigu enne, kui nad toodavad terve partii defektseid CNC-töötlemisdetaile.
Mis on CNC-töötlusprotsess?
CNC-töötlusprotsess hõlmab detaili projekteerimist, CNC-programmi ettevalmistamist, masina ja tooriku seadistamist, töötlemistoimingute teostamist ning valmis komponendi kontrollimist.
Täpne töövoog muutub kitsa tolerantsiga või mitme operatsiooniga komponentide puhul detailsemaks, kuid põhiline järjestus jääb samaks.
| Samm | Protsess | Peamine eesmärk |
| 1 | Osade disain | Määrake geomeetria ja spetsifikatsioonid |
| 2 | CNC programmeerimine | Loo töötlemisjuhised |
| 3 | Masina seadistamine | Tööriistade, kinnitusvahendite, toorikute ja nihete ettevalmistamine |
| 4 | mehaaniline | Eemalda materjal |
| 5 | Ülevaatus | Kontrollige mõõtmeid ja kvaliteeti |
Euro Metal Solutions kirjeldab sisuliselt sama viieetapilist töövoogu: detailide projekteerimine, CNC programmeerimine, masina konfigureerimine, mehaaniline töötlemine ja kontroll/viimistlus.
1. samm: looge detaili kujundus
Detaili disaini loomine määratleb geomeetria, mõõtmed, tolerantsid, materjalid, pinnanõuded ja funktsionaalsed omadused, mida CNC-protsess peab tootma.
Enamik tänapäevaseid komponente luuakse 3D CAD-failidest koos 2D-joonistega. Mudel määratleb nominaalse geomeetria, samas kui joonisel võidakse täpsustada tolerantse, GD&P-d, keermeid, viimistlusi, materjalistandardeid ja kontrollinõudeid.
Tootmiskõlblik disain peaks arvestama ka tööriistade ligipääsu, sisenurkade raadiusi, minimaalse seina paksuse, augu sügavuse, standardsete lõikeriistade ja praktilise tooriku kinnitusega.
2. samm: CNC-programmi ettevalmistamine
CNC-programmi ettevalmistamine muudab disaini tõhusaks lõiketoimingute jadaks.
Programmeerija otsustab:
- Töötlemise järjekord
- Tööriista valik
- Tööriistaraja strateegia
- Lõikekiirus
- Feed määr
- Lõika sügavus
- Töödeldava detaili kinnituse orientatsioon
- Jämetöötlusvaru
- Viimistlusstrateegia
Seejärel loob CAM-tarkvara masina koodi järelprotsessori abil, mis on konfigureeritud konkreetse CNC-masina ja kontrolleri jaoks.
3. samm: CNC-masina seadistamine
CNC-masina seadistamine valmistab ette füüsilise tootmiskeskkonna nii, et programmeeritud koordinaadid vastaksid õigesti tegelikule toorikule.
Operaator paigaldab tööriistu, kinnitab materjali või toorikuid, määrab töönihked, kinnitab tööriistade pikkusi, kontrollib kinnitusvahendeid, laadib programmi ja kontrollib masina seisukorda.
Seadistusvead võivad põhjustada mõõtmetega probleeme isegi siis, kui CAD-mudel ja CNC-programm on õiged. Sel põhjusel on esimese detaili kontrollimine eriti oluline uute tööde puhul.
4. samm: käivitage mehaaniline töötlemine
Töötlemisoperatsiooni käivitamine tähendab CNC-masinal kontrollitud tööradade läbimist ja materjali toorikult eemaldamist.
Töötlemine algab sageli jämetöötlusega, mille käigus materjal eemaldatakse kiiresti, millele järgnevad poolviimistlus- ja viimistlustoimingud, mis määravad lõplikud mõõtmed ja pinnakvaliteedi.
Keeruliste CNC-töödeldud osade puhul võib olla vajalik freesimine, treimine, puurimine, keermestamine, sisetreimine, hõõritsemine või mitmeteljeline kontuurimine ühes või mitmes seadistuses.
5. samm: kontrollige valmis osa
Valmis detaili kontrollimine kinnitab, kas mõõtmed, tolerantsid, geomeetria, pinnanõuded ja muud spetsifikatsioonid vastavad insenerijoonisele.
Kontrolliseadmed võivad sisaldada:
- PIDURISADULAD
- Mikromeetrid
- Läbimõõtumõõturid
- Kõrgusmõõturid
- Keermemõõturid
- Pinna kareduse testijad
- Optilised mõõtesüsteemid
- Koordinaatmõõtemasinad (CMM-id)
Stecker märgib, et CNC-töökojad võivad detailide mõõtmete ja asukoha kontrollimiseks tolerantside suhtes kasutada mõõdikuid ja CMM-i kontrolli.
Millised on CNC-töötlemise peamised tüübid?
CNC-töötlemise peamised tüübid hõlmavad freesimist, treimist, puurimist, lihvimist ja mitmeteljelist töötlemist, samas kui CNC-juhitav laserlõikus ja muud protsessid laiendavad numbrilist juhtimist täiendavatele tootmistoimingutele.
Iga protsess eemaldab materjali erinevalt, seega sõltub kõige sobivam meetod peamiselt detaili kujust, tolerantsist, pinna seisundist, omaduste ligipääsetavusest ja tootmismahust.
CNC freesimine
CNC-freesimisel kasutatakse pöörlevat lõikeriista materjali eemaldamiseks masinalaua või kinnitusvahendi külge kinnitatud toorikult.
See sobib:
- Taskud
- Slots
- Lamedad pinnad
- Kontuuride
- Augu mustrid
- Teemad
- Keerulised 3D pinnad
Kolmeteljeline freesimine võimaldab töödelda paljusid tavapäraseid detaile, samas kui 4- ja 5-teljelised masinad pakuvad paremat juurdepääsu erinevate orientatsioonidega detailidele.
CNC treimine
CNC-treimine pöörab toorikut, samal ajal kui lõikeriist eemaldab materjali, moodustades peamiselt silindrilise geomeetria.
Levinumad CNC-treitud osad on järgmised:
- Võllid
- Rinnamärgid
- puksid
- varrukad
- rullid
- Pihustid
- Keermestatud komponendid
PTC märgib, et CNC-treipingid suudavad teostada keermestamist, kontuurimist, puurimist ja pindade töötlemist ning suuremahuliseks tootmiseks on saadaval automatiseeritud etteandesüsteemid.
CNC puurimine
CNC-puurimine loob kontrollitud auke programmeeritud koordinaatide ja sügavustega.
CNC-masinad saavad teha ka järgmist:
- Punktpuurimine
- Peck puurimine
- Vastandamine
- Süvistamine
- Uurimine
- Koputades
Eeliseks käsitsi puurimise ees pole lihtsalt automatiseerimine, CNC võimaldab augu asukohta, sügavust, järjestust ja sellega seotud funktsioone mitme detaili puhul järjepidevalt korrata.
CNC lihvimine
CNC-lihvimisel kasutatakse täpsete mõõtmete ja peene pinnaviimistluse saavutamiseks abrasiivkettaid.
Lihvimist kasutatakse tavaliselt pärast freesimist või treimist, kui komponendil on vaja eriti kontrollitud ümarust, tasasust, mõõtmete täpsust või karastatud pindu.
Tüüpiliste rakenduste hulka kuuluvad täppisvõllid, laagripinnad, mõõturid, tööriistad ja karastatud mehaanilised komponendid.
CNC laseriga lõikamine
CNC-laserlõikus kasutab programmeeritud fokuseeritud laserkiirt leht- või plaatmaterjali lõikamiseks või graveerimiseks.
See on eriti kasulik lehtmetalli 2D-profiilide puhul, kuna ükski füüsiline lõikeriist ei puutu töödeldava detailiga kokku.
Laserlõikus kuulub laiemasse CNC-juhitavate tootmistehnoloogiate perekonda, kuigi see ei ole tavapärane laastu moodustav töötlemine samas tähenduses nagu freesimine või treimine.
Mitmeteljeline CNC töötlemine
Mitmeteljeline CNC-töötlus koordineerib kolme lineaartelge ühe või mitme pöördteljega, et jõuda keerukate pindade ja omadusteni erinevatest suundadest.
3+2 töötlemine lukustab pöördteljed enne lõikamist valitud nurga alla. Samaaegne 5-teljeline töötlemine liigutab lineaar- ja pöördtelgi lõikamise ajal pidevalt.
Stecker märgib, et CNC-seadmed sisaldavad tavaliselt 3-teljelisi, 4-teljelisi, 3+2 ja täielikke 5-teljelisi konfiguratsioone, samas kui multifunktsionaalsed masinad võivad kombineerida freesimist ja treimist.
Millised on CNC-masinate peamised tüübid?
CNC-masinate peamised tüübid on freespingid, treipingid, puurmasinad, lihvimismasinad, töötluskeskused, freesid ja mitmeteljelised või multifunktsionaalsed süsteemid.
Masina valikul tuleks lähtuda komponendi geomeetriast, mitte lihtsalt valida kõige kaasaegsem saadaolev masin.
| CNC Machine | Tüüpiline tugevus | Ühised osad |
| CNC frees | Prismaatiline geomeetria | Korpused, plaadid, kronsteinid |
| CNC treipink | Silindriline geomeetria | Võllid, puksid, tihvtid |
| Töötlemiskeskus | Mitmeoperatsiooniline freesimine | Komplekssed tootmisdetailid |
| CNC veski | Ülitäpne viimistlus | Võllid, tööriistad, laagripinnad |
| CNC ruuter | Suured/kerged materjalid | Plastik, komposiidid, paneelid |
| 5-teljeline masin | Mitme nurga geomeetria | Lennundus, meditsiin, tiivikud |
| Frees-trei keskus | Freesimine + treimine | Komplekssed pöörlemiskomponendid |
CNC freespingid
CNC-freespingid kasutavad prisma- ja kontuurdetailide tootmiseks pöörlevaid lõikureid ja kontrollitud telgliikumisi.
Tüüpiliste konfiguratsioonide hulka kuuluvad 3-, 4- ja 5-teljelised masinad. Euro Metal Solutions märgib, et vertikaalseid töötluskeskusi saab konfigureerida kolme kuni viie juhitava teljega, olenevalt vajalikust keerukusest.
CNC treipingid
CNC-treipingid pöörlevad materjali spindli ümber, samal ajal kui juhitavad tööriistad eemaldavad materjali välis- või sisediameetrilt.
Need on eriti ökonoomsed pöörlemissümmeetriliste CNC-detailide töötlemiseks. Kaasaegsed treikeskused saavad lisada käitatavaid tööriistu, teiseseid spindleid ja Y-telje liikumist, et teostada freesimist ja puurimist ilma detaili teisaldamata.
CNC puurmasinad
CNC-puurmasinad automatiseerivad täpsete aukude loomise programmeeritud kohtades.
Spetsiaalsed puurimisseadmed on kasulikud, kui komponendis on palju korduvaid auke, kuigi CNC-freesmasinad ja -töötluskeskused saavad enamiku puurimistoiminguid teha suurema töötlustsükli osana.
CNC lihvimismasinad
CNC-lihvimismasinad automatiseerivad abrasiivse viimistluse, kus mõõtmete täpsus ja pinna seisukord on kriitilise tähtsusega.
Neid saab konfigureerida silindriliseks, pinna-, tsentrita või spetsiaallihvimiseks. See protsess on eriti kasulik pärast kuumtöötlust, kui tavapärane lõikamine ei pruugi anda vajalikku lõpptulemust.
CNC laserlõikusmasinad
CNC-laserlõikusmasinad liigutavad laserpead või toorikut programmeeritud koordinaatide järgi, et luua profiile, auke ja väljalõikeid.
Neid kasutatakse laialdaselt lehtmetalli töötlemisel, kuna tööriistavahetused on minimaalsed ja keerukaid 2D-profiile saab otse digitaalsetest failidest lõigata.
CNC-töötlemiskeskused
CNC-töötluskeskus on freespink, mis on varustatud mitme toimingu automaatseks teostamiseks, tavaliselt automaatse tööriistavahetajaga.
Töötlemiskeskused suudavad ühe seadistusega puurida, keermestada, freesida, avada, kaldserva lõigata ja kontuure luua. Need on tavaliselt saadaval vertikaalses ja horisontaalses konfiguratsioonis.
Vertikaalsed vs horisontaalsed CNC-masinad
Vertikaalsed CNC-masinad paigutavad spindli vertikaalselt, horisontaalsed töötluskeskused aga horisontaalselt.
Vertikaalsed masinad on paindlikud ja levinud plaatide, korpuste, prototüüpide ja üldise freesimise jaoks. Horisontaalsed masinad pakuvad paremat laastueemaldus ja võimaldavad ligipääsu mitmele tooriku pinnale palettide või hauakivide kinnitusvahendite abil.
Stecker kirjeldab vertikaalseid masinaid kui sobivaid komponentide töötlemiseks peamiselt ühelt poolt, samas kui horisontaalseid konfiguratsioone valitakse sageli siis, kui on vaja täiendavat juurdepääsu ja tootmise efektiivsust.
Mitmeteljelised ja mitmeotstarbelised CNC-masinad
Mitmeteljelised ja multifunktsionaalsed CNC-masinad kombineerivad täiendavaid telgi või töötlemisprotsesse, et valmistada keerukaid osi vähemate seadistustega.
5-teljelised masinad saavad töödelda mitut pinda ja keerukaid kontuure. Treimis-freeskeskused ühendavad treimise freesimise, puurimise ja muude toimingutega.
Seadistusi vähendades saab parandada detailidevahelist täpsust, kuna toorikut ei pea korduvalt kinnitusest vabastama ja ümber paigutama.
Mis vahe on NC-l ja CNC-l?
NC ja CNC erinevus seisneb selles, et traditsiooniline numbriline juhtimine tugineb vanematele fikseeritud või väliselt salvestatud käskude süsteemidele, samas kui CNC kasutab programmeeritavaid arvuteid, mis muudavad töötlemise lihtsamaks muutmiseks, automatiseerimiseks, jälgimiseks ja taaskasutamiseks.
Mõlemad tehnoloogiad automatiseerivad masina liikumist, kuid tänapäevane CNC pakub palju suuremat programmeerimispaindlikkust ja integratsiooni.
| Faktor | NC | Cnc |
| Kontroll | Vanem numbriline juhtimine | Arvutipõhine juhtimine |
| Programmi muudatused | Raske | Suhteliselt lihtne |
| Programmi salvestamine | piiratud | digitaalne salvestusruum |
| Keeruline geomeetria | piiratud | Mitmeteljeline |
| Automaatika | Langetage | Kõrgem |
| Andmete integreerimine | Miinimum | CAD/CAM/võrgu integratsioon |
Programming
NC programmeerimine tugines traditsiooniliselt perfolintidele, kaartidele või suhteliselt fikseeritud juhtimisloogikale, samas kui CNC programme saab digitaalselt redigeerida, salvestada, edastada ja taaskasutada.
PTC märgib, et see programmeeritavus võimaldab CNC-seadmeid uute komponentide jaoks ümber paigutada ilma juhtimisloogikat füüsiliselt ümber juhtmestamata.
Masina keerukus
CNC-süsteemid suudavad juhtida keerukamaid koordineeritud liikumisi kui traditsioonilised NC-seadmed.
Kaasaegne mitmeteljeline interpolatsioon võimaldab töödelda liitnurki, kontuurpindu ja keerukaid 3D-elemente, mis oleksid varajastel NC-seadmetel ebapraktilised olnud.
Paindlikkus ja automatiseerimine
CNC pakub suuremat paindlikkust, kuna masina käitumist saab muuta programmeerimise teel, mitte ulatuslike riistvaramuudatuste abil.
Programme saab siduda ka CAD/CAM-i, sondeerimise, automatiseerimise, robotite, kaubaaluste süsteemide ja tootmisandmete süsteemidega.
Maksma
CNC-masinad vajavad üldiselt suuremat alginvesteeringut kui vanemad tavapärased või NC-seadmed, kuid nende automatiseerimine võib vähendada tööjõukulu komponendi kohta ja parandada läbilaskevõimet.
Tegelik ühikuhind sõltub masina kasutusest, seadistusajast, tsükliajast, tööriistadest, kontrollist, materjalist ja tootmiskogusest.
Miks CNC asendas enamiku traditsioonilisi NC-süsteeme
CNC asendas enamiku traditsioonilisi NC-süsteeme, kuna digitaalne programmeerimine pakub suuremat paindlikkust, keerukust, automatiseerimist, korduvust ja integreeritust.
PTC märgib, et mõnedes rajatistes on endiselt olemas vananenud NC-masinad, kuid nende programmeerimis- ja paindlikkuspiirangud muudavad CNC tänapäevaseks tootmiseks palju praktilisemaks.
Milliseid materjale saab CNC-ga töödelda?
CNC-töötlusega saab töödelda laia valikut metalle, plaste ja valitud komposiite, eeldusel, et lõikeriistad, masina parameetrid, tooriku kinnitus ja jahutusvedeliku strateegia sobivad materjaliga.
Materjali töödeldavus mõjutab oluliselt tööriista kulumist, saavutatavat pinnaviimistlust, tsükliaega, soojuse teket, moonutusi ja lõpphinda.
| Materjalide rühm | Näited | Tüüpilised kaalutlused |
| Mustmetallid | Süsinikteras, roostevaba teras | Tugevus, kuumus, tööriistade kulumine |
| Värvilised metallid | Alumiinium, vask, titaan | Töödeldavus on väga erinev |
| Plastist | PEEK, Delrin, nailon, akrüül | Kuumus ja deformatsioon |
| Composites | Klaaskiud, süsinikkiud | Kulumise ja tolmu kontroll |
Euro Metal Solutions jagab sarnaselt tavalised CNC-materjalid mustmetallideks, värvilisteks metallideks, plastiks ja komposiitmaterjalideks.
Raudmetallid
Raudmetalle, nagu süsinikteras, legeerteras, roostevaba teras ja malm, töödeldakse laialdaselt CNC-ga konstruktsiooniliste ja mehaaniliste rakenduste jaoks.
Teras pakub kasulikku tugevust ja vastupidavust, kuid töödeldavus on väga erinev. Roostevabad terased võivad töötlemiskõveneda, samas kui karastatud terased võivad vajada spetsiaalset karbiidtööriista või lihvimist.
Värvilised metallid
Värviliste CNC-materjalide hulka kuuluvad tavaliselt alumiinium, vask, messing, titaan ja magneesiumisulamid.
Alumiinium on eriti populaarne, kuna paljud sulamid ühendavad hea töödeldavuse madala tiheduse ja kasuliku korrosioonikindlusega. Titaan pakub suurepärast tugevuse ja kaalu suhet ning korrosioonikindlust, kuid nõuab tavaliselt madalamaid lõikekiirusi ja hoolikat soojuse haldamist.
Plastist
Insenerplastmassi saab CNC-masinaga töödelda, kui on vaja prototüüpe, väikesemahulist tootmist, mõõtmete täpsust või materjalispetsiifilist jõudlust.
Ühine näited:
- PEEK
- Delrin/POM
- Nailon
- PTFE
- akrüül
- polükarbonaat
- HDPE
- PVC
Kuna plastidel on madalam jäikus ja soojusjuhtivus kui enamikul metallidel, vajavad kinnitusjõud, lõikesoojus, tööriista teravus ja mõõtmete stabiliseerimine hoolikat kontrolli.
Composites
Valitud komposiitmaterjale, näiteks süsinikkiust ja klaaskiust materjale, saab CNC-töödelda sobivate tööriistade ja tolmukontrollimeetodite abil.
Need materjalid võivad olla väga abrasiivsed ja võivad kihistuda, kui tööriistad või lõikeparameetrid ei sobi. Tootmistöödeks eelistatakse sageli teemantkattega või spetsiaalseid komposiittööriistu.
Millised on CNC-töötlemise eelised?
CNC-töötlemise peamised eelised on suur täpsus, korduvus, keeruka geomeetria võimalus, tõhus tootmine, paindlik programmeerimine, lai materjalide ühilduvus ja järjepidev kvaliteet korduvate osade puhul.
CNC väärtus on suurim siis, kui komponent nõuab mõõtmete kontrolli ja korduva tootmise kombinatsiooni, mitte ainult materjali eemaldamist.
Täpsus ja korduvus
CNC-töötlus tagab täpsuse ja korduvuse, kuna programmeeritud tööradasid saab järjepidevalt teostada mitme tootmistsükli jooksul.
Tegelik tolerantsipiirang sõltub aga masinast, materjalist, geomeetriast, tööriista seisukorrast, temperatuurist, kinnitusest ja kontrollistrateegiast. Ainult CNC-masin ei garanteeri täpseid tolerantse.
Komplekssete osade tootmine
CNC-töötlusega saab toota keerukaid osi, koordineerides mitut telge, lõikeriistu, seadistusi ja töötlemistoiminguid.
Selliseid omadusi nagu nurgelised augud, vormitud pinnad, sügavad taskud, ristuv geomeetria, keermed ja tihedad positsioonilised seosed saab toota otse digitaalsetest mudelitest.
Tootmise efektiivsus
CNC-töötlus parandab tootmise efektiivsust, automatiseerides korduvaid liigutusi ja võimaldades pikemaid järelevalveta töötlemisperioode.
Vurcon märgib, et CNC-seadmed suudavad toetada pidevat tootmist ja suurt tootlikkust, kui ümbritsevad tööriistad, materjalikäitlus ja töötingimused seda võimaldavad.
Automatiseerimine ja järjepidevus
CNC-automaatika vähendab sõltuvust käsitsi tööriistade positsioneerimisest ja muudab iga tootmistsükli järjepidevamaks.
Automatiseerimist saab laiendada järgmiselt:
- Baarisööturid
- Kaubaaluste vahetajad
- Robotlaadimine
- Tööriista mõõtmine
- Tooriku sondeerimine
- Automaatsed tööriistavahetajad
- Protsessi seire
Järjepidevus sõltub endiselt stabiilsetest tööriistadest, materjalist, kinnitusdetailidest ja protsessi juhtimisest.
Paindlikud tootmismahud
CNC-töötlus toetab prototüüpide, väikesemahulise tootmise, sildade tootmise ja korduvate partiide valmistamist ilma iga geomeetria jaoks eraldi vormideta.
See paindlikkus on üks põhjus, miks CNC-töötlemisteenuseid valitakse sageli uute toodete arendamiseks, kohandatud osade, asenduskomponentide ja muutuva disainiga toodete jaoks.
Millised on CNC-töötluse rakendused?
CNC-töötlust kasutatakse lennunduses, autotööstuses, tööstusseadmetes, meditsiinis, elektroonikas, robootikas, automatiseerimises, energeetikas ja tarbekaupades, kuna need tööstusharud vajavad täpseid ja korduvaid mehaanilisi komponente.
Vurcon peab arvuti-numberjuhtimistehnoloogia peamisteks kasutajateks lennundus-, auto-, metalli-, elektri- ja muid tööstussektoreid.
Aerospace
CNC-töötlust kasutatakse lennunduses konstruktsioonielementide, kronsteinide, korpuste, maandumissüsteemi osade, mootorikomponentide, kinnitusdetailide ja keerukate kergkonstruktsioonide jaoks.
Tüüpiliste nõuete hulka võivad kuuluda ranged positsioonitolerantsid, kerged materjalid, materjalide kõrge jälgitavus, keerulised 5-teljelised pinnad ja detailne kontroll.
Automotive
CNC-töötlust kasutatakse autotööstuses jõuülekande komponentide, vedrustuse osade, prototüüpide, motospordi komponentide, elektriautode riistvara, korpuste, kinnitusdetailide ja tootmisvahendite jaoks.
Treimiskeskused on tõhusad võllide ja pöörlevate osade jaoks, samas kui freesimine ja 5-teljeline töötlemine toetavad keerukaid korpuseid ja konstruktsioonielemente.
Meditsiin
CNC-töötlust kasutatakse meditsiinitööstuses instrumentide, seadmekorpuste, kirurgiliste komponentide, kinnitusdetailide ja valitud implantaatidega seotud osade valmistamiseks.
Meditsiiniprojektid võivad nõuda täpseid omadusi, bioühilduvaid materjale, kontrollitud pinnatingimusi, jälgitavust ja täpset mõõtmete valideerimist.
Tööstusseadmed
CNC-töötlust kasutatakse laialdaselt tööstusseadmete komponentide, näiteks masina aluste, kronsteinide, võllide, kollektorite, kinnitusdetailide, tööriistade, hammasrataste, korpuste ja varuosade valmistamiseks.
Need komponendid seavad sageli esikohale vastupidavuse, mõõtmete stabiilsuse, sobivuse, hooldatavuse ja tootmise korduvuse.
Elektroonika
CNC-töötlus toetab elektroonikat korpuste, jahutusradiaatorite, raamide, pistikute, katseseadmete, jahutuskomponentide ja täppismehaaniliste sõlmede kaudu.
Nende osade jaoks valitakse sageli alumiinium, kuna see ühendab endas väikese kaalu, töödeldavuse, korrosioonikindluse ja hea soojusjuhtivuse.
Robootika Ja Automatiseerimine
CNC-töötlust kasutatakse robootikas ja automatiseerimises liigeste, õlgade, efektormootorite, raamide, mootorikorpuste, andurite aluste, täppisplaatide ja ajamikomponentide jaoks.
Elementide vaheline täpsus on eriti oluline, kuna joondusvead võivad koguneda erinevate koostude vahel ja mõjutada liikumist või positsioneerimist.
Kuidas CNC-töötlemisest maksimumi võtta?
CNC-töötlemisest maksimumi saamiseks arvestage tootmiskõlblikkusega, valige õige masin ja tööriistad, optimeerige CAM-programme, kontrollige kvaliteeti ning sobitage spetsifikatsioonid detaili tegelike funktsionaalsete nõuetega.
Kõige kallim detail ei ole alati kõige täpsem detail, ebavajalikud tolerantsid, sügavad õõnsused, mittestandardsed augud, keerulised sisenurgad ja liigsed seadistused võivad kulusid suurendada ilma funktsiooni parandamata.
Tootmisdisain (DFM)
Tootmisdisain parandab CNC efektiivsust, kohandades detailide geomeetriat, et seda saaks usaldusväärselt toota standardsete tööriistade ja praktiliste seadistustega.
Kasulikud DFM-i kaalutlused hõlmavad järgmist:
- Vältige ebavajalikult kitsaid tolerantse
- Kasutage praktilisi sisenurkade raadiusi
- Piira väga sügavaid kitsaid taskuid
- Vältige äärmiselt õhukesi toetamata seinu
- Ava ja keerme suuruse standardiseerimine
- Pakkuda realistlikke pinnaviimistlusi
- Tööriistadele ligipääsu võimaldav disain
- Vähendage ebavajalikke seadistusi
DFM peaks säilitama detaili funktsiooni, kõrvaldades samal ajal tootmisraskused, mis ei loo tehnilist väärtust.
CNC programmeerimine ja CAM optimeerimine
CNC programmeerimine ja CAM-i optimeerimine parandavad tsükliaega, tööriista eluiga, pinnaviimistlust ja töötlemise usaldusväärsust.
Programmeerijad saavad optimeerida sisenemisstrateegiaid, lõiketera alumisi ja ülemisi lõikeid, tööriista haardumist, lõikesuunda, jämetöötlusmeetodeid, viimistluskäike ja tööriistavahetust.
Simulatsioon vähendab ka kokkupõrgete ohtu ja aitab enne tootmist kontrollida keerukaid mitmeteljelisi tööradasid.
Õige CNC-masina valimine
Õige CNC-masina valimine tähendab masina võimekuse sobitamist detaili geomeetria, tolerantsi, materjali, suuruse ja tootmismahuga.
Lihtne kronstein võib 3-teljelisel VMC-l olla odavam kui 5-teljelisel keskpunktil. Vastupidi, keeruka komponendi, mis nõuab 3-teljelisel masinal kuut seadistust, paigaldamine võib 5-teljelisele masinale osutuda säästlikumaks, kui arvestada väiksemat kinnitusdetailide ja kontrolli vajadust.
CNC-töökoja lisateenused
Täiendavad CNC-töökoja teenused aitavad lõpetada komponente, mis vajavad enamat kui lihtsalt materjali eemaldamist.
Levinumad kõrvalteenused hõlmavad järgmist:
- jahvatamine
- EDM
- Termotöötlus
- Anodeerimine
- Plating
- Passiivatsioon
- Helmeste lõhkamine
- poleerimine
- Lasermärgistamine
- Kokkupanek
- Ülevaatus
Stecker rõhutab ka inseneritööd, hankeid, projektijuhtimist ja kvaliteedikontrolli kui CNC-töötlusprotsessis kasulikke tugivõimeid.
Peamised tulemusnäitajad (KPId)
CNC-töötlemise KPI-d mõõdavad, kas tootmisprotsess saavutab oma kvaliteedi-, tarne-, tõhususe- ja kulueesmärgid.
Kasulike näitajate hulka võivad kuuluda:
- Esimese läbimise saagis
- Vanametalli määr
- Ümbertöötlemise määr
- Tsükli aeg
- Seadistamise aeg
- Tööriista eluiga
- Masinate kasutamine
- Õigeaegne saadetis
- Seadmete üldine efektiivsus
KPI-d on kõige kasulikumad siis, kui need on seotud tegelike tootmiseesmärkidega, mitte ei ole jälgitavad lihtsalt andmete kättesaadavuse tõttu.
Kvaliteedikontroll ja kvaliteedijuhtimissüsteem
Kvaliteedikontroll kontrollib, kas CNC-töötlemisdetailid vastavad joonisele, samas kui kvaliteedijuhtimissüsteem kontrollib, kuidas hallatakse kontrolli, kalibreerimist, dokumenteerimist, parandusmeetmeid ja protsesside täiustamist.
Stecker toob esile kvaliteedijuhtimissüsteemi protseduure kui raamistikku kalibreerimise, koolituse, auditite ja tootmiskvaliteedi säilitamiseks.
Hankemeeskondade puhul tuleks lisaks masina võimekusele hinnata ka kontrollivõimekust. Tootja ei saa usaldusväärselt tõestada kitsast geomeetrilist tolerantsi, kui tal puuduvad sobivad mõõteseadmed.
Mida teeb CNC-masina operaator?
CNC-masina operaator seadistab, käitab, jälgib ja kontrollib CNC-seadmeid, et programmeeritud töötlemistoimingud toodaksid osi ohutult ja spetsifikatsioonide piires.
Automatiseerimine ei kõrvalda oskustöölisi. Operaatorid vastutavad endiselt töödeldava detaili kinnitamise, tööriistade seisukorra, nihkete, esimese detaili kontrollimise, protsessi jälgimise, ebatasasuste eemaldamise ja rutiinse mõõtmete kontrolli eest.
CNC-masina operaatori kohustused
CNC-masina operaator vastutab töötlemisprotsessi ettevalmistamise ja jälgimise eest, mitte iga lõikeliigutuse käsitsi juhtimise eest.
Tüüpilised kohustused hõlmavad järgmist:
- Osade laadimine ja mahalaadimine
- Kinnituste kontrollimine
- Lõikevahendite paigaldamine või vahetamine
- Tööriistade kulumise jälgimine
- Nihete reguleerimine
- Komponentide servade eemaldamine
- Mõõtmete kontrollimine
- Häiretele reageerimine
- Tootmistulemuste dokumenteerimine
Nii Goodwin kui ka Stecker rõhutavad, et masinaehitajate roll seadistamisel, testimisel, jälgimisel, kontrollimisel ja masina käitamisel on endiselt oluline isegi siis, kui lõiketsükkel ise on automatiseeritud.
CNC-masin vs CNC-programmeerija
CNC-masin keskendub laiemalt masina seadistamisele, lõikeprotsessidele, tööriistadele, mõõtmistele ja tootmisele, samas kui CNC-programmeerija on spetsialiseerunud CNC-masina kasutatavate juhiste loomisele ja optimeerimisele.
Väiksemates masinatöökodades võib üks inimene täita mõlemat rolli. Suuremates ettevõtetes võivad programmeerimise, seadistamise, käitamise, protsesside kavandamise ja kvaliteediga tegeleda eraldi spetsialistid.
CNC-operatsioonideks vajalikud oskused ja koolitus
CNC-töö eeldab praktilisi teadmisi töötlemisest, tehnilistest joonistest, lõikeriistadest, mõõtmisest, nihetest, tooriku kinnitamisest, ohutusest ja CNC põhiprogrammeerimisest.
Edasijõudnutele ametikohtadele võib olla vajalik CAM-programmeerimine, GD&T tõlgendamine, protsesside arendamine, tõrkeotsing, mitmeteljeline töötlemine, sondeerimine või automatiseerimiskogemus.
Millised on CNC-töötlemise uusimad trendid?
Praegused CNC-töötlemise trendid hõlmavad täiustatud CAM-tarkvara, 5-teljeliste ja multifunktsionaalsete masinate suuremat kasutamist, robotiseeritud automatiseerimist, tehisintellektiga toetatud protsesside jälgimist ja tööstusliku asjade interneti ühenduvust.
Need arengud ei muuda metalli lõikamise põhialuseid, kuid parandavad töötlemisprotsesside programmeerimist, jälgimist, integreerimist ja automatiseerimist.
Täiustatud CAM-tarkvara
Täiustatud CAM-tarkvara parandab CNC-töötlemist paremate tööriistaradade arvutamise, simulatsiooni, kokkupõrke tuvastamise, automatiseerimise ja masinaspetsiifilise programmeerimise abil.
Digitaalne simulatsioon on eriti kasulik 5-teljeliste masinate puhul, kuna tööriista, hoidiku, spindli, kinnitusvahendi ja tooriku liikumist tuleb ohutult koordineerida.
Mitmeteljelised CNC-töötluskeskused
Mitmeteljeliste töötlemiskeskuste tähtsus kasvab, kuna need suudavad toota keerukaid detaile vähemate seadistustega.
Väiksem ümberkinnitus võib parandada konstruktsioonielementide positsioonilisi suhteid, lühendada tootmisaega ja vähendada kinnitusvahendite vajadust.
Multifunktsionaalsed CNC-masinad
Multifunktsionaalsed CNC-masinad ühendavad sellised protsessid nagu treimine ja freesimine üheks masinaplatvormiks.
Need süsteemid on eriti kasulikud keerukate pöörlevate osade puhul, mis sisaldavad tasapindu, ristavaid auke, pilusid, freesitud pindu või telgeväliseid omadusi.
Robootika ja CNC-automaatika
Robootika ja CNC-automaatika vähendavad korduvat käsitsi käsitsemist ja võivad suurendada masinate kasutust.
Robotid võivad laadida tooreid detaile, maha laadida valmiskomponente, liigutada detaile jaamade vahel, käitada kontrollseadmeid või toetada järelevalveta tootmist.
Stecker kirjeldab laadimist ja mahalaadimist CNC-keskkondades tavaliste robotrakendustena.
Tehisintellekt CNC-töötluses
CNC-töötlemises kasutatakse tehisintellekti üha enam tootmisandmete analüüsimiseks, protsessimustrite tuvastamiseks, ennustava hoolduse toetamiseks ja töötlemisotsuste optimeerimiseks.
Tehisintellekt ei välista vajadust mehaanikaalaste teadmiste järele. Selle praktiline väärtus on suurim siis, kui on olemas usaldusväärsed masinaandmed ja süsteem on integreeritud sobivate andurite ja protsessijuhtimisega.
Tööstuslik asjade internet (IIoT)
Tööstusliku asjade interneti tehnoloogia ühendab CNC-seadmeid ja tootmissüsteeme, et tootmisandmeid saaks koguda ja analüüsida kogu tootmispõrandal.
Stecker kirjeldab IIoT armatuurlaudu kui viisi masinateabe kogumiseks jälgimiseks, ajastamiseks, jõudluse analüüsimiseks ja ennetavaks hoolduseks.
See võimaldab tootjatel süstemaatilisemalt jälgida seadmete kasutamist, seisakuid, alarme, tööriistade jõudlust ja tootmise edenemist.
Kuidas valida CNC-töötlemisteenust?
CNC-töötlemisteenuse valimisel peaksite hindama masina võimekust, materjalikogemust, saavutatavaid tolerantse, kvaliteedikontrollisüsteemi, tootmisvõimsust, teostusaega, tehnilist tuge ja võimet täita vajalikke teisese protsessi.
Hind on oluline, kuid madalaim pakutud ühikuhind ei pruugi tingimata kaasa tuua madalaimat projekti kogumaksumust. Halb DFM, ebajärjekindel kontroll, korduv ümbertöötlemine või ebausaldusväärne tarnimine võivad maksta rohkem kui algne töötlemisvahe.
Mehaanilised võimalused
Töötlemisvõimalused peaksid vastama teie komponentide geomeetriale ja keerukusele.
Veenduge, et tarnija pakub protsesse, mida teie projekt tegelikult vajab, näiteks:
- CNC freesimine
- CNC treimine
- 3-teljeline töötlemine
- 4-teljeline töötlemine
- 5-teljeline töötlemine
- Freesimine ja treimine
- jahvatamine
- EDM
Ainult masinaloendist ei piisa, sama oluline on ka sarnase geomeetriaga insenerikogemus.
Masinatüübid ja telgede võimekus
Masina tüüp ja telgede võimekus määravad, kui tõhusalt tarnija teie detaili omadustele ligi pääseb ja neid töötleb.
5-teljeline masin võib olla väärtuslik, kui mitu keerukat pinda peavad säilitama täpsed positsioonilised suhted, kuid 3-teljeline töötlemine võib lihtsate komponentide puhul olla ökonoomsem.
Parim tarnija peaks valima seadmed detaili geomeetria ja tootmisökonoomika põhjal, mitte automaatselt kõige kallima masina kasutamise põhjal.
Materiaalne kogemus
Materjalikogemus on oluline, sest erinevad metallid ja plastid reageerivad lõikejõududele, temperatuurile, tooriku kinnitusele ja tööriistadele erinevalt.
Alumiiniumiga kogemustega tarnijal ei pruugi automaatselt olla sama protsessivõimekust titaani, karastatud terase, vase, PEEK-i või õhukeseinaliste tehniliste plastide jaoks.
Küsige, kuidas materjal mõjutab tööriistade valmistamist, mõõtmete stabiilsust, ebatasanduste eemaldamist, viimistlust ja kontrolli.
Tolerants ja kvaliteedikontroll
Tolerants ja kvaliteedikontrolli võimekus peaksid vastama teie insenerijoonisel näidatud kriitilistele omadustele.
Nõudlike komponentide puhul kontrollige, kas tarnija suudab pakkuda järgmist:
- CMM-i kontroll
- Pinna kareduse mõõtmine
- Keerme kontroll
- Materjalisertifikaadid
- Esimene artikli kontroll
- Mõõtmelised aruanded
- Protsessi jälgitavus
Kitsaid tolerantse tuleks rakendada seal, kus funktsioon seda nõuab, mitte iga mõõtme ulatuses.
Tootmismaht ja tarneaeg
Tootmismahtu ja tarneaega tuleks hinnata koos, sest seadistusstrateegia muutub koos kogusega.
Prototüübi puhul võidakse prioriteediks seada programmeerimiskiirus ja paindlikud kinnitusdetailid. Suuremad tootmispartiid võivad õigustada spetsiaalsete kinnitusdetailide, optimeeritud tsükliaegade, automatiseeritud laadimise ja pikema tööriista eluea strateegiate kasutamist.
Sobiv CNC-tarnija peaks suutma selgitada, kuidas tema tootmismeetod koguse suurenedes muutub.
Teisese tootmisteenuse
Teisese tootmisteenuse abil on hange lihtsam, kui töödeldud osad vajavad enne tarnimist viimistlemist, kuumtöötlust, märgistamist, kokkupanekut või spetsiaalset kontrolli.
CNC-töötlemisteenuste ja teiseste toimingute haldamine ühe kvalifitseeritud tarnija kaudu aitab vähendada logistikat, suhtlust ja tolerantsusriski protsesside vahel.
KKK
Mida CNC tähistab?
CNC tähistab arvuti numbrilist juhtimist. See kirjeldab tootmissüsteemi, milles programmeeritud arvutijuhised juhivad tööpingi liikumist, spindli tööd, etteandekiirust, tööriistavahetust ja muid funktsioone. CNC-masinad tõlgendavad tavaliselt G-koodi programmeeritud liikumise ja M-koodi abikäskude jaoks. Kuna programme saab salvestada, redigeerida ja korrata, võimaldab CNC automatiseeritud tootmist oluliselt suurema järjepidevusega kui iga masina liikumise käsitsi juhtimine, eriti kui on vaja mitut identset või geomeetriliselt keerukat osa.
Mis on CNC-freesimine?
CNC-freesimine on lahutav tootmisprotsess, mille käigus arvuti abil juhitavad pöörlevad lõikurid eemaldavad kinnitatud toorikult materjali. Standardsed 3-teljelised masinad liiguvad piki X-, Y- ja Z-telge, samas kui 4- ja 5-teljelised konfiguratsioonid lisavad pöörleva liikumise mitmekülgsete või keerukate pindade jaoks. CNC-freesimise abil toodetakse tavaliselt korpuseid, kronsteine, plaate, taskuid, pilusid, avade mustreid ja kontuurkomponente. Saavutatav tolerants sõltub masina seisukorrast, materjalist, tööriista valikust, kinnitusdetailide jäikusest, geomeetriast, temperatuurist ja kasutatavast kontrollimeetodist.
Mis on CNC programmeerimine?
CNC programmeerimine on masinloetavate juhiste loomise protsess, mis määratlevad tööriista liikumise, spindli kiiruse, etteandekiiruse, koordinaadid, tööriistavahetuse ja töötlemisjärjestused. Programme saab lihtsate toimingute jaoks käsitsi kirjutada või keerukate komponentide jaoks CAM-tarkvara abil CAD-mudelitest genereerida. Kaasaegsed CAM-süsteemid arvutavad tööradasid ja suudavad enne tootmist simuleerida töötlemisprotsessi. PTC selgitab, et CAM teisendab CAD-geomeetria sageli tööradadeks ja lõpuks G-koodiks, mida saab laadida CNC-kontrollerisse.
Mis on CNC-seadmed?
CNC-seadmete hulka kuuluvad arvutiga juhitavad tööpingid ja tugiriistvara, mida kasutatakse automatiseeritud tootmistoimingute teostamiseks. Levinud näideteks on CNC-freespingid, treipingid, töötlemiskeskused, lihvimispingid, freesid, puurmasinad ja mitmeteljelised süsteemid. Täielik CNC-seadistus hõlmab ka kontrollerit, spindlit, servoajameid, lõikeriistu, tooriku kinnitusvahendeid, tagasisideseadmeid, mõõtesüsteeme, jahutusvedeliku seadmeid ja kiibihaldussüsteeme. Masina valik sõltub detaili geomeetriast, materjalist, tolerantsist, tööpiirist, telgede nõuetest, tootmiskogusest ja vajalikest teisestest toimingutest.
Mis vahe on CAD-il ja CNC-l?
CAD ja CNC teenivad tootmise eri etappe. CAD ehk arvutipõhine projekteerimine on tarkvara, mida kasutatakse komponendi digitaalse geomeetria ja tehnilise määratluse loomiseks. CNC on arvutipõhine süsteem, mis juhib seda komponenti tootvat masinat. CAM ühendab tavaliselt neid kahte: CAD-mudel annab geomeetria, CAM arvutab töötlemisradasid ja sellest tulenev CNC-programm juhib masina liikumist. Seega määratleb CAD, milline detail peaks olema, samas kui CNC-seadmed valmistavad programmeeritud geomeetria füüsiliselt.
Järeldus
Arvutipõhine numbriline juhtimissüsteem ühendab digitaalse disaini, CNC-programmeerimise, automatiseeritud masina juhtimise, lõikeriistad, tooriku kinnituse ja kontrolli, et toota täpseid ja korratavaid komponente. Parim protsess sõltub detaili geomeetriast, materjalist, tolerantsist, mahust ja pinnanõuetest, olenemata sellest, kas projektis kasutatakse CNC-freesimist, treimist, lihvimist, puurimist või mitmeteljelist töötlemist. CNC-süsteemide, masinatüüpide, programmeerimise, DFM-i ja kvaliteedikontrolli mõistmine lihtsustab protsessi valimist, mis tasakaalustab täpsuse, tootmise efektiivsuse ja kulud.
TiRapidis pakume täppis-CNC-töötlemist ja tootmisteenuseid metall- ja plastkomponentidele alates prototüüpidest kuni väikesemahulise tootmiseni. Meie teenuste hulka kuuluvad CNC-freesimine, CNC-treimine, 5-teljeline CNC-töötlus, täppiskontroll, pinnaviimistlus ja inseneritugi alumiiniumi, roostevaba terase, titaani, vase, tehniliste plastide ja muude materjalide jaoks, mida kasutatakse lennunduses, autotööstuses, meditsiinis, elektroonikas, robootikas, automatiseerimises ja tööstusseadmete rakendustes.
