Täpne töötlemine on protsess toorikust materjali eemaldamiseks, hoides tiheda tolerantsi viimistluse. Täppismasinal on mitut tüüpi, sealhulgas jahvatamine, pöörde- ja elektrilahenduse töötlemine. Täppismasinat kontrollitakse tänapäeval üldiselt arvuti numbriliste juhtelementide (CNC) abil.
Peaaegu kõik metallitooted kasutavad täpset mehaanilist töötlemist, nagu ka paljud muud materjalid, näiteks plast ja puit. Neid masinaid haldavad spetsiaalsed ja koolitatud masinad. Selleks, et lõiketööriist saaks oma tööd teha, tuleb see õige lõike tegemiseks suunatud suundades teisaldada. Seda esmast liikumist nimetatakse "lõikamiskiiruseks". Tootmist saab ka liigutada, mida tuntakse kui "sööda" sekundaarset liikumist. Need liikumised ja lõiketööriista teravus võimaldavad täppismasinal töötada.
Kvaliteetne täpsusmehaaniline töötlemine nõuab võimalust järgida eriti spetsiifilisi jooniseid, mille on valmistatud CAD (arvutiga abistatud) või CAM -i (arvutipõhised tootmise) programmid, näiteks AutoCAD ja TurboCad. Tarkvara võib aidata tööriista, masina või objekti tootmiseks vajalikke keerulisi, 3-mõõtmelisi diagramme või piirjooni. Neid jooniseid tuleb järgida väga detailselt, tagamaks, et toode säilitaks oma terviklikkuse. Kuigi enamik täpsusega töötlemisettevõtteid töötab mingisuguste CAD/CAM-programmidega, töötavad nad disaini algfaasis sageli käsitsi joonistatud visanditega.
Täpset töötlemist kasutatakse paljudel materjalidel, sealhulgas teras, pronks, grafiit, klaasi ja plasti, kui nimetada vaid mõnda. Sõltuvalt projekti suurusest ja kasutatavatest materjalidest kasutatakse mitmesuguseid täppismatöötluse tööriistu. Võib kasutada treipinkide, freesimismasinate, puuripresside, saede ja lihvijate ning isegi kiire robootika kombinatsiooni. Lennunduse tööstus võib kasutada suure kiirusega töötlemist, samas kui puidutööriistade valmistamine võib kasutada fotokeemilisi söövitus- ja jahvatusprotsesse. Käivituse ja mis tahes konkreetse eseme konkreetse koguse jahutamine võib olla tuhandetes või vaid mõned. Täpne töötlemine nõuab sageli CNC -seadmete programmeerimist, mis tähendab, et neid on arvukalt kontrollitud. CNC -seade võimaldab kogu toote käitamise vältel täpseid mõõtmeid järgida.
Jahvatamine on töötlemisprotsess, mille abil kasutatakse pöörlevate lõikurite kasutamist toorikust materjali eemaldamiseks, edendades (või toites) teatud suunas toorikusse. Lõikurit võib hoida ka tööriista telje suhtes nurga all. Jahvatamine hõlmab mitmesuguseid erinevaid toiminguid ja masinaid, kaaludes väikestest osadest kuni suurte, raskeveokite jahvatamise operatsioonideni. See on üks kõige sagedamini kasutatavaid protsesse kohandatud osade töötlemiseks täpsete tolerantside jaoks.
Jahvatamist saab teha laia valiku tööpinkide abil. Originaalne tööpinkide klass jahvatamiseks oli freesimismasin (mida sageli nimetatakse veskiks). Pärast arvutinumbrilise juhtimise (CNC) tulekut arenesid jahvatusmasinad mehaanilisteks keskusteks: jahvatusmasinad, mida täiendavad automaatsed tööriistavahetajad, tööriistaajakirjad või karussellid, CNC võime, jahutusvedelik süsteemid ja ümbrised. Jahvatuskeskused klassifitseeritakse tavaliselt vertikaalseteks töötlemiskeskusteks (VMC) või horisontaalseks töötlemiskeskuseks (HMC).
Jahvatamise integreerimine pöördekeskkonda ja vastupidi, sai alguse treipinkide ja veskite aeg -ajalt kasutamisega toimingute muutmiseks. See viis uue tööpinkide klassi, multitegumtöötlusmasinate (MTMS) juurde, mis on mõeldud jahvatamise ja sama tööümbrise piires freesimise hõlbustamiseks.
Projekteerimisinseneride, teadus- ja arendustegevuse meeskondade ja tootjate jaoks, kes sõltuvad osadest hankimisest, võimaldab CNC Precision CNC töötlemine keerukaid osi luua ilma täiendava töötlemiseta. Tegelikult võimaldab täpne CNC töötlemine sageli ühe masina valmistamise osade valmistamist.
Töötlemisprotsess eemaldab materjali ja kasutab laia valiku lõiketööriistu, et luua osa ja sageli väga keeruline. Täpsuse taset suurendatakse arvutinumbrilise juhtimise (CNC) abil, mida kasutatakse töötlemisriistade juhtimise automatiseerimiseks.
"CNC" roll täppismehhanismil
Kodeeritud programmeerimisjuhiste abil võimaldab CNC Precision CNC -töötlemine tooriku lõigata ja kujundada spetsifikatsioonidele ilma masinaoperaatori käsitsi sekkumiseta.
Kasutades kliendi pakutavat arvutipõhist disainimudeli (CAD), kasutab asjatundlik masinaehitaja osa töötlemiseks juhiste loomiseks arvutipõhist tootmistarkvara (CAM). CAD -mudeli põhjal määrab tarkvara, milliseid tööriistateesid on vaja, ja genereerib masinale teatava programmeerimiskoodi:
■ Millised on õiged RPM -id ja söödakiirused
■ Millal ja kuhu tööriista ja/või toorikut teisaldada
■ Kui sügav lõigata
■ Millal jahutusvedelikku rakendada
■ Muud kiiruse, söödakiiruse ja koordinatsiooniga seotud tegurid
Seejärel kasutab CNC kontroller masina liikumise juhtimiseks, automatiseerimiseks ja jälgimiseks programmeerimiskoodi.
Tänapäeval on CNC paljude seadmete sisseehitatud funktsioon, alates treipinkidest, veskitest ja ruuteritest kuni EDM-i (elektrilahenduse töötlemise), laser- ja plasma lõikamismasinate juhtmeni. Lisaks töötlemisprotsessi automatiseerimisele ja täpsuse suurendamisele välistab CNC käsitsi ülesanded ja vabastab masinaid, et jälgida mitut töötavat masinat samal ajal.
Lisaks, kui tööriista tee on kavandatud ja masin programmeeritud, saab see osa mitmel kordil käitada. See tagab kõrge täpsuse ja korratavuse, mis omakorda muudab protsessi väga kulutõhusaks ja skaleeritavaks.
Materjalid, mis on töödeldud
Mõned tavaliselt töödeldud metallid hõlmavad alumiiniumi, messingist, pronksi, vask, teras, titaan ja tsink. Lisaks saab töödelda ka puitu, vahtu, klaaskiust ja plastilisi, näiteks polüpropüleeni.
Tegelikult saab CNC täpse töötlemise korral kasutada peaaegu kõiki materjale - muidugi sõltuvalt rakendusest ja selle nõuetest.
CNC täpse töötlemise mõned eelised
Paljude väikeste osade ja komponentide jaoks, mida kasutatakse paljudes toodetud toodetes, on CNC Precision CNC töötlemine sageli valitud valmistamismeetod.
Nagu praktiliselt kõigi lõikamis- ja töötlemismeetodite puhul, käituvad erinevad materjalid erinevalt ning komponendi suurus ja kuju mõjutavad seda protsessi ka suur mõju. Üldiselt pakub CNC täpse töötlemise protsess eeliseid teiste töötlemismeetodite ees.
Seda seetõttu, et CNC töötlemine on võimeline edastama:
■ Osa kõrge astme keerukus
■ Tihedad tolerantsid, tavaliselt vahemikus ± 0,0002 "(± 0,00508 mm) kuni ± 0,0005" (± 0,0127 mm)
■ Erakordselt sile pinnaviimistlus, sealhulgas kohandatud viimistlus
■ korratavus, isegi suurtes mahtudes
Kuigi kvalifitseeritud masinast saab kasutada käsitsi treipinti, et saada kvaliteetse osa kogustes 10 või 100, mis juhtub, kui vajate 1000 osa? 10 000 osa? 100 000 või miljon osa?
Täpse CNC töötlemise korral saate seda tüüpi suure mahuga tootmiseks vajalikku mastaapsust ja kiirust. Lisaks annab CNC täpse töötlemise kõrge korratavus teile osad, mis on algusest lõpuni samad, hoolimata sellest, kui palju osi te toodate.
CNC töötlemiseks on olemas mõned väga spetsiaalsed meetodid, sealhulgas traadi EDM (elektrilahenduse töötlemine), lisaainete töötlemine ja 3D -laseri printimine. Näiteks kasutab traadi EDM juhtivaid materjale -tavaliselt metalle -ja elektrilisi tühjendusi, et erodeerida tooriku keerukaks kujuks.
Kuid siin keskendume freesimis- ja pööramisprotsessidele - kahele subtraktiivsele meetodile, mis on laialdaselt kättesaadavad ja mida sageli kasutatakse CNC täpse töötlemiseks.
Freesimine vs pööre
Jahvatamine on töötlemisprotsess, mis kasutab materjali eemaldamiseks ja kujude loomiseks pöörlevat silindrilist lõikamisriista. Jahvatusseadmed, mida tuntakse veskina või mehaanilise keskusena, viib keerukate osade geomeetriate universumi mõne suurima objektiga metallis.
Jahvatamise oluline omadus on see, et toorikut püsib tükeldamise ajal statsionaarselt. Teisisõnu, veskil liigub pöörlev lõiketööriist ümber tooriku, mis jääb voodil oma kohale.
Pööramine on tooriku lõikamise või kujundamise protsess, mida nimetatakse treipinatsiooniks. Tavaliselt keerutab treipink vertikaalsel või horisontaalsel teljel toorikut, samal ajal kui fikseeritud lõiketööriist (mis võib ketrada või mitte) liigub mööda programmeeritud telge.
Tööriist ei saa füüsiliselt ümber käia. Materjal pöörleb, võimaldades tööriistal teha programmeeritud toiminguid. (Seal on treipinkide alamhulk, milles tööriistad keerutavad ümber spooliga toidetud traadi, mida siin ei hõlma.)
Pöördudes, erinevalt jahvatamisest, keerleb toorn. Osa aktsia lülitab treipingi spindli sisse ja lõiketööriist koondatakse toorikuga.
Käsitsi vs CNC töötlemine
Kuigi nii veskid kui ka treipink on saadaval käsitsi mudelites, on CNC -masinad sobivamad väikeste osade tootmiseks - pakkudes mastaapsust ja korratavust rakenduste jaoks, mis nõuavad tihedate tolerantsi osade suurt tootmist.
Lisaks lihtsate 2-teljeliste masinate pakkumisele, milles tööriist liigub X- ja Z-telgedes, hõlmavad Precision CNC-seadmed ka mitmetelje mudeleid, milles ka toorikut saab liikuda. See on vastupidiselt treipingile, kus toorikuga piirdub ketramisega ja tööriistad liiguvad soovitud geomeetria loomiseks.
Need multi-telje konfiguratsioonid võimaldavad ühe toimingu korral koostada keerukamaid geomeetriaid, ilma et masinaoperaatoril oleks vaja lisatööd. See mitte ainult ei muuda keerukate osade tootmist, vaid vähendab või välistab ka operaatori vea võimaluse.
Lisaks tagab kõrgsurve jahutusvedeliku kasutamine täpse CNC töötlemisega, et laastud ei satu teostesse isegi vertikaalselt orienteeritud spindliga masina kasutamisel.
CNC veskid
Erinevad jahvatusmasinad varieeruvad nende suuruse, telje konfiguratsioonide, söödakiiruste, lõikekiiruse, freesimise suuna ja muude omaduste poolest.
Üldiselt kasutavad CNC veskid soovimatu materjali lõikamiseks kõik pöörlevat spindli. Neid kasutatakse selliste kõvade metallide, näiteks terase ja titaani lõikamiseks, kuid neid saab kasutada ka selliste materjalidega nagu plast ja alumiinium.
CNC veskid on ehitatud korratavuseks ja neid saab kasutada kõige jaoks alates prototüüpimisest kuni suure mahu tootmiseni. Tipptasemel CNC-veskid kasutatakse sageli tiheda tolerantsi töö jaoks, näiteks peenete suremiste ja vormide jahvatamiseks.
Kuigi CNC jahvatamine suudab kiiret pöördeid anda, loob AS-i-miilitud viimistlus nähtavate tööriistajälgedega osi. See võib toota ka osa teravate servade ja burrsiga osi, seega võib vajada täiendavaid protsesse, kui servad ja burrsid on nende funktsioonide jaoks vastuvõetamatud.
Muidugi, jadasse programmeeritud tööriistad süvenevad, ehkki tavaliselt saavutab 90% viimistletud nõudest, jättes mõned funktsioonid käte viimaseks viimistluseks.
Pinna viimistluse osas on tööriistu, mis ei anna mitte ainult vastuvõetavat pinnaviimistlust, vaid ka töötoote osade peeglitaolist viimistlust.
CNC veskide tüübid
Kahte põhitüüpi jahvatusmasinaid tuntakse vertikaalsete töötlemiskeskuste ja horisontaalsete töötlemiskeskustena, kus peamine erinevus on masina spindli orientatsioonis.
Vertikaalne töötlemiskeskus on veski, milles spindli telg on joondatud Z-telje suunas. Neid vertikaalseid masinaid saab veelgi jagada kahte tüüpi:
■ Voodiveskid, milles spindli liigub oma teljega paralleelselt, samal ajal kui laud liigub risti spindli teljega
■ Torni veskid, milles spindl on statsionaarne ja laud liigutatakse nii, et see oleks alati risti ja paralleelne spindli teljega lõikeoperatsiooni ajal
Horisontaalses töötlemiskeskuses on veski spindli telg joondatud y-telje suunas. Horisontaalne struktuur tähendab, et need veskid võtavad masinapoe põrandal rohkem ruumi; Need on ka üldiselt raskemad kaaluga ja võimsamad kui vertikaalsed masinad.
Horisontaalset veski kasutatakse sageli siis, kui on vaja paremat pinnaviimistlust; Selle põhjuseks on asjaolu, et spindli orientatsioon tähendab lõikekiibid loomulikult ära ja on kergesti eemaldatavad. (Täiendava eelisena aitab tõhus kiibide eemaldamine suurendada tööriista eluiga.)
Üldiselt on vertikaalsed töötlemiskeskused rohkem levinud, kuna need võivad olla sama võimsad kui horisontaalsed töötlemiskeskused ja saavad hakkama väga väikeste osadega. Lisaks on vertikaalsetel keskpunktidel väiksem jalajälg kui horisontaalsetel töötlemiskeskustel.
Mitmeteljeliste CNC veskid
Precision CNC veskikeskused on saadaval mitme teljega. 3-teljelises veski kasutab X-, Y- ja z-telge mitmesuguste tööde jaoks. 4-teljelise veskiga saab masin pöörleda vertikaalsel ja horisontaalsel teljel ning liigutada toorikut, et võimaldada pidevamat töötlemist.
5-teljelisel veskil on kolm traditsioonilist telge ja kaks täiendavat pöörlevat telge, mis võimaldab tooriku pöörata, kui spindlipea selle ümber liigub. See võimaldab tooriku viit külge töödelda ilma tooriku eemaldamata ja masina lähtestamata.
CNC treipingid
Treiil - mida nimetatakse ka pöördekeskuseks - on üks või mitu spindlit ning X ja Z -telge. Masinat kasutatakse selle telje tooriku pööramiseks, et teha mitmesuguseid lõikamis- ja vormingutoiminguid, rakendades toorikule mitmesuguseid tööriistu.
CNC -treipingid, mida nimetatakse ka reaalajas toimingute tööriistade treipingid, sobivad ideaalselt sümmeetriliste silindriliste või sfääriliste osade loomiseks. Nagu CNC veskid, saavad ka CNC -treipingid hakkama väiksemate toimingutega, näiteks prototüüpimisega, kuid neid saab seada ka suure korratavuse tagamiseks, toetades suure mahu tootmist.
CNC treisid saab seadistada ka suhteliselt käed-vabade tootmiseks, mis muudab need laialdaselt kasutamiseks autotööstuses, elektroonika-, kosmose-, robootika- ja meditsiiniseadmete tööstuses.
Kuidas CNC treipink töötab
CNC -treipingiga laaditakse pindala spindli tükki tühja varumaterjali. See Chuck hoiab toorikut paigal, kuni spindl pöörleb. Kui spindl jõuab nõutava kiiruseni, viiakse materjali eemaldamiseks ja õige geomeetria saavutamiseks töörühmaga kokkupuutuv lõikamisriist.
CNC -treipingid võivad teostada mitmeid toiminguid, näiteks puurimine, keermestamine, igav, ümberpööramine, silmitsi ja kitsenev. Erinevad toimingud nõuavad tööriistade vahetamist ning võivad suurendada kulusid ja seadistusaega.
Kui kõik vajalikud mehaanilised toimingud on lõpule viidud, lõigatakse see osa vajadusel edasiseks töötlemiseks. Seejärel on CNC -treipingi valmis toimingut kordama, tavaliselt vaja on tavaliselt täiendavat seadistusaega.
CNC -treipingid võivad mahutada ka mitmesuguseid automaatseid baarisöötureid, mis vähendavad käsitsi tooraine käitlemise hulka ja pakuvad eeliseid, näiteks järgmised:
■ Vähendage masinaoperaatoril nõutavat aega ja vaeva
■ Toetage barstocki vibratsiooni vähendamiseks, mis võib täpsust negatiivselt mõjutada
■ Laske tööpinkide töötamine optimaalsel spindli kiirusel töötada
■ Minimeerige üleminekuajad
■ Vähendage materiaalseid jäätmeid
CNC -treipingid
Seal on mitmeid erinevaid treisid, kuid kõige tavalisemad on 2-teljelised CNC-treipingid ja Hiina stiilis automaatsed treipindid.
Enamik CNC Hiina treipingid kasutavad ühte või kahte peamist spindlit ja ühte või kahte selja (või sekundaarset) spindlit, mille vastu on vastutav pöördülekanne. Peamine spindl täidab primaarse töötlemise toimingu juhendi puksi abil.
Lisaks on mõned Hiina stiilis treipingid, mis on varustatud teise tööriistapeaga, mis töötab CNC-veskina.
CNC-Hiina stiilis automaatne treipink juhitakse varude materjali libiseva pea spindli kaudu giidi puks. See võimaldab tööriistal lõigata materjali lähemale punktile, kus materjali toetatakse, muutes Hiina masina eriti kasulikuks pikkadele, saledatele pööratud osadele ja mikromaterjalile.
Multi-telje CNC pöördekeskused ja Hiina stiilis treipindid saavad ühe masina abil teha mitu töötlemistoimingut. See teeb neist kuluefektiivse võimaluse keerukate geomeetriate jaoks, mis muidu nõuaksid mitut masinat või tööriistamuudatusi, kasutades seadmeid, näiteks traditsioonilist CNC-veski.