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Che cos'è la lavorazione CNC? La guida di base e avanzata più completa

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Immagine in evidenza: cos'è la lavorazione CNC

Questo articolo si rivolge principalmente a coloro che sono alle prime armi con l'industria manifatturiera, fornendo un'introduzione illuminante su "cos'è la lavorazione CNC". Comprende anche nozioni più avanzate, che potrebbero essere solo parzialmente chiare anche a chi opera nel settore da molti anni.

Il contenuto è completo, con un numero di parole superiore a 4 mila. FirstMold ritiene che potreste ritrovarvi a leggere questo articolo più volte, poiché ogni sessione migliorerà le vostre conoscenze a un nuovo livello. Se state cercando di fabbricare i vostri prodotti o pezzi, fate clic su 'Servizi di lavorazione CNC'. Nella pagina del link, è possibile trovare ulteriori informazioni sulle ampie capacità produttive e sui casi di studio di FirstMold, una fabbrica leader nel mondo della lavorazione.

Iniziamo con la comprensione di base di "cos'è la lavorazione CNC".

Un pezzo a forma di nido d'uccello viene lavorato. Questa immagine mostra visivamente cosa sia la lavorazione CNC.
Un pezzo a forma di nido d'uccello viene lavorato. Questa immagine mostra visivamente cosa sia la lavorazione CNC.

Cos'è la lavorazione CNC?

Spiegazione della lavorazione CNC

In general, CNC (Computer Numerical Control) refers to computer-controlled machining tools that operate under the guidance of a programmed sequence. This control system is capable of logically processing programs specified by control codes or other symbolic instructions. It translates these instructions via a computer, enabling the machine to perform predetermined actions. By cutting the workpiece with various tools, Macchine CNC transform raw materials into semi-finished or finished parts.

Simply put, you can think of CNC machining as a process where “computers” control machines. It’s important to note: not everyone working in a CNC workshop is necessarily operating the so-called “computers”.

Breve storia della lavorazione CNC

La lavorazione CNC ha una storia gloriosa che risale alla fine degli anni '40 e alla maggior parte del 1950. Mentre il sistema aeronautico degli Stati Uniti era alla ricerca di un metodo per produrre in modo ripetibile i pezzi perfetti di allora, accadde. Fu inventata la prima macchina CNC (Computer Numerical Control) che utilizzava schede perforate per svolgere la funzione di controllo. Questa macchina, chiamata Controllo Numerico (NC), rappresentò un passo importante per la produzione, in quanto permise la produzione di massa.

Negli anni '60, lo sviluppo di macchine CNC controllate da un computer ha reso possibili attività più creative. Con l'aggiornamento della tecnologia informatica, le macchine CNC si sono spinte oltre e le versioni successive sono state macchine a 3 e 5 assi in grado di generare geometrie e pezzi estremamente complicati.

Una prima macchina CNC
Una prima macchina CNC

Il secondo punto di svolta significativo si è verificato tra il 1980 e l'inizio del secolo, quando l'applicazione dei PC industriali ha facilitato l'emergere di nuove linee di prodotti nel campo delle macchine utensili a controllo numerico, come le macchine utensili verdi intelligenti a controllo numerico. Quest'epoca ha segnato la graduale maturazione del sistema di prodotti delle macchine utensili CNC. Con l'avvento dell'era dell'Industria 4.0, l'incorporazione di tecnologie all'avanguardia come "AI + NC", "BD (Big Data) + NC", "CPS (Cyber-Physical Systems) + NC" e "Cloud + NC" ha spinto il settore delle macchine utensili CNC verso nuove vette.

Nozioni di base della lavorazione CNC

Il processo di lavorazione CNC

Il processo di lavorazione CNC segue tipicamente queste fasi:

  1. Lettura dei disegni e della scheda di programma.
  2. Trasferimento del programma corrispondente alla macchina utensile.
  3. Controllo del programma, dei parametri di taglio, ecc.
  4. Determinazione delle dimensioni e delle tolleranze del pezzo nel processo precedente.
  5. Serraggio ragionevole del pezzo.
  6. Allineamento preciso del pezzo.
  7. Definizione precisa delle coordinate del pezzo.
  8. Selezione ragionevole degli utensili e dei parametri di taglio.
  9. Serraggio corretto dell'utensile.
  10. Metodi di taglio di prova sicuri.
  11. Osservazione del processo di lavorazione.
  12. Regolazione dei parametri di taglio.
  13. Feedback tempestivo dei problemi al personale competente durante il processo di lavorazione.
  14. Ispezione della qualità del pezzo al termine della lavorazione.

Processi di lavorazione CNC

Trasformazione

Turning uses a lathe that rotates the workpiece. At the same time, a cutting tool takes the shape of the workpiece and eliminates the surplus one that is needed. This process generates cylindrical forms, such as shaft-type or bolt-type parts, and enables the machining of symmetric objects, such as gears.

Cliccando su "Servizio di tornitura CNC", è possibile acquisire maggiori conoscenze su questo processo.

Fresatura

Il meccanismo della fresatura consiste nell'alimentazione di un pezzo da lavorare mediante un utensile da taglio; esso modella il pezzo da lavorare sottraendogli materiale. La fresa stessa può operare da più direzioni perché il tavolo, che trasporta il materiale, si muove lungo i tre assi X, Y e Z. Ora, la fresatura sarà soddisfatta dalla tecnica che consente di fabbricare complicate forme tridimensionali di pezzi.

Cliccando su "Servizi di fresatura CNCce" potrebbe fornire una comprensione più completa di questa tecnica.

Tuttavia, distinguere tra tornitura e fresatura solo attraverso il testo non è molto intuitivo. Pubblicheremo una serie di video per spiegare in dettaglio le loro differenze.

Perforazione

La foratura CNC si riferisce a un processo di lavorazione in cui i fori vengono praticati sulla superficie di un prodotto utilizzando una punta. In genere, quando si eseguono operazioni di foratura su una pressa, la punta deve compiere due movimenti simultanei:

  • Il movimento primario, ovvero il movimento di rotazione della punta intorno al suo asse (movimento di taglio).
  • Il movimento secondarioche rappresenta il movimento lineare della punta lungo il suo asse verso il pezzo (movimento di avanzamento).

La foratura CNC è un processo molto comune nelle attività CNC e dedicheremo un articolo a parte per spiegarlo in dettaglio.

Rettifica

La rettifica CNC prevede l'uso di utensili di rettifica per lavorare la superficie di un pezzo attraverso la tecnologia del controllo numerico. La maggior parte delle operazioni di rettifica viene eseguita con una mola rotante ad alta velocità, mentre una minoranza utilizza pietre oleose, nastri di sabbia e altri utensili di rettifica e abrasivi liberi per la lavorazione.

La frequenza dei processi di rettifica è leggermente inferiore a quella della foratura e in seguito pubblicheremo un articolo dettagliato sulla rettifica.

Diagramma dei tre tipi di lavorazione: tornitura, fresatura e rettifica.
Diagramma dei tre tipi di lavorazione: tornitura, fresatura e rettifica.

Tipi di macchine CNC

I quattro processi di lavorazione CNC di base menzionati richiedono attrezzature specifiche per eseguire queste operazioni, che sono quelle che chiamiamo macchine CNC. In effetti, il termine "macchine CNC" è piuttosto ampio, poiché esistono molti tipi di macchine CNC: ci sono circa 20 categorie principali e oltre 40 sottocategorie di macchine utensili comunemente utilizzate.

In questo articolo presenteremo alcune macchine CNC comuni:

Macchina CNCFunzione principale
Torni CNCLavorazione rotazionale dei pezzi, comunemente per la creazione di pezzi cilindrici.
Centri di tornituraTorni avanzati con funzionalità aggiuntive come la fresatura e la foratura.
Macchine di fresatura CNCLavorazione di pezzi utilizzando frese rotanti per rimuovere il materiale.
Macchine per la fresatura di profili CNCFresatura di profili e contorni complessi nei pezzi.
Centri di lavoroMacchine versatili in grado di eseguire diverse lavorazioni, tra cui la foratura e la fresatura.
Macchine per la foratura CNCCreare fori nei pezzi con precisione.
Alesatrici CNCAllargare fori o lavorare cavità di dimensioni precise nei pezzi.
Macchine per la rettifica CNCFinitura delle superfici dei pezzi attraverso la rettifica.
Centri di rettificaSpecializzata per operazioni di rettifica complete, combinando più processi di rettifica.
Macchine per brocciatura CNCLavorazione di scanalature o fessure nei pezzi attraverso il movimento lineare dell'utensile.
Centri di lavoro laser CNCTaglio, incisione o marcatura di materiali utilizzando la tecnologia laser.

Lavorazione CNC a 3 assi, 4 assi e 5 assi

Dopo aver compreso i processi di lavorazione CNC comunemente utilizzati e le macchine CNC tipiche, è importante evidenziare alcuni metodi di lavorazione specializzati. Questi metodi derivano dalle operazioni di fresatura CNC e sono classificati in base al numero di assi coinvolti nel loro funzionamento:

Lavorazione CNC a 3 assi

La lavorazione CNC a 3 assi prevede l'utilizzo di tre diversi assi lineari, che in genere si muovono verso l'alto e verso il basso, davanti e dietro e da un lato all'altro.

Questa configurazione consente di lavorare su una singola superficie alla volta, rendendola adatta alla lavorazione di pezzi a forma di disco. Tuttavia, presenta dei limiti per i pezzi che richiedono la lavorazione di fori o scanalature su più superfici.

una macchina CNC a 3 assi
una macchina CNC a 3 assi

Lavorazione CNC a 4 assi

Lavorazione CNC a 4 assi adds a rotary axis to the three linear axes, typically allowing for 360° rotation in the horizontal plane. This rotation is not high-speed but is suitable for machining box-shaped parts.

Most 4-axis CNC machines can rotate work pieces around the X-axis. This is called the B-axis and is used for milling and turning the workpiece. It significantly speeds up the machining process and achieves high precision.

Macchina CNC a 4 assi GF+
Macchina CNC a 4 assi GF+

Lavorazione CNC a 5 assi

La lavorazione CNC a 5 assi introduce un asse rotante aggiuntivo alla configurazione a 4 assi, consentendo in genere una rotazione di 360° sul piano verticale. Con la lavorazione a 5 assi è possibile una lavorazione completa, che consente di lavorare in un'unica configurazione. In questo modo si riducono i costi di allestimento e si minimizza il rischio di graffiare o danneggiare il prodotto.

Grazie alla sua elevata versatilità, la lavorazione CNC a 5 assi viene utilizzata per produrre pezzi complessi e precisi. Ne sono un esempio i componenti medicali come arti o ossa artificiali, i componenti aerospaziali, le parti in titanio, le parti di macchinari per petrolio e gas e i prodotti militari.

Ogni tipo di lavorazione CNC ha i suoi pro e i suoi contro e si adatta meglio ad applicazioni specifiche. Ad esempio, la lavorazione a 3 assi è un'opzione economica e di facile utilizzo, adatta alle piccole imprese o alle startup. Tuttavia, se è richiesto un livello di precisione più elevato o se il pezzo è più intricato, può essere indispensabile una lavorazione a 4 o 5 assi.

In generale, la scelta della macchina dipende dalle esigenze specifiche dell'applicazione e dalla complessità del pezzo da produrre. La lavorazione CNC ha rivoluzionato l'industria manifatturiera, consentendo una maggiore precisione, efficienza e versatilità nella produzione di pezzi di alta qualità.

Non si dica che una lavorazione CNC a 5 assi è migliore di una a 3 assi.

Applicazioni della lavorazione CNC

Dopo aver acquisito una conoscenza dei processi e dei flussi di lavoro di base della lavorazione CNC, esploriamo le diverse applicazioni della lavorazione CNC per apprezzarne veramente l'utilità:

Aerospace Components Machining

L'industria aerospaziale richiede la produzione di parti come componenti di motori, controllori di volo e strutture alari, che richiedono alti livelli di precisione e complessità. Le fresatrici CNC soddisfano queste esigenze offrendo precisione, velocità e affidabilità, riducendo in modo significativo il margine di errore umano.

Medical Devices Parts Machining

La produzione di dispositivi medici implica la creazione di componenti altamente precisi, tra cui articolazioni artificiali, protesi e strumenti chirurgici. Le macchine CNC svolgono un ruolo cruciale nel raggiungimento degli elevati standard richiesti per questi componenti, garantendo una precisione senza pari.

Automotive Parts Machining

I macchinari CNC sono ampiamente utilizzati nell'industria automobilistica per la fresatura di parti quali componenti del motore, sistemi frenanti e unità di sterzo. Questa tecnologia supporta sia la produzione di massa che la fabbricazione di parti specifiche per determinati modelli di auto.

Electronic Equipment Machining

I dispositivi elettronici richiedono spesso parti intricate che richiedono precisione, come dissipatori di calore, supporti per circuiti stampati (PCB) e involucri. Le macchine CNC sono in grado di lavorare questi componenti con una precisione eccezionale.

Cantieristica navale e marina

Nell'industria navale e marittima, le macchine CNC sono fondamentali per la fabbricazione di parti dello scafo delle navi, componenti di motori marini e attrezzature marine, garantendone la qualità e l'affidabilità.

Strumenti e stampi

La produzione di utensili e stampi richiede un elevato grado di precisione. Le macchine CNC, dotate di funzionalità per processi quali lo stampaggio, lo stampaggio a iniezione e la pressofusione, sono essenziali per la produzione di questi stampi complessi.

Incisione e opere d'arte

Le macchine CNC hanno un'ampia gamma di applicazioni industriali, tra cui la creazione di incisioni e opere d'arte. Il loro elevato livello di accuratezza e precisione le rende ideali per la lavorazione di una varietà di materiali in opere artistiche dettagliate o in complessi oggetti decorativi.

Le applicazioni del CNC nella vita moderna vanno ben oltre quelle sopra elencate. Per comprendere meglio la potenza della lavorazione CNC, posso dirvi con certezza che tutti i materiali solidi possono essere lavorati con la CNC.

Naturalmente, si tratta di una battuta. Nelle attività di produzione industriale, dovremmo esplorare quali tipi di prodotti sono più adatti alla lavorazione CNC.

Ambito di applicazione della lavorazione CNC

Per fare un semplice esempio: i pannelli dei telai (in genere di spessore superiore a 5 mm) non vengono lavorati con il taglio laser per il seguente motivo: Quando si lavorano aperture in pezzi di tale spessore, si lascia una sezione trasversale pronunciata, difficile da lucidare internamente. Per questo motivo, tali prodotti sono più adatti alla lavorazione CNC.

Quali parti sono adatte alla lavorazione CNC?

Forme complesse

Si tratta di pezzi con forme irregolari che di solito hanno una scarsa rigidità e richiedono una lavorazione mista multiposizione di punti, superfici e linee. È difficile garantire la deformazione e la precisione di forme complesse, il che rende difficile la lavorazione su macchine utensili convenzionali. Per questi pezzi è necessaria la lavorazione CNC.

Dischi, manicotti e parti di piastre

Questi pezzi presentano sistemi di fori superficiali, cave per chiavette, fori radiali e superfici curve sulle parti dell'albero. Le macchine utensili convenzionali non sono generalmente in grado di lavorare questi pezzi. I pezzi curvi richiedono un centro di lavoro verticale CNC, mentre i pezzi con fori richiedono un centro di lavoro orizzontale CNC.

Parti a cassetta

Questi pezzi presentano generalmente una serie di fori, cavità interne e specifici rapporti lunghezza-larghezza-altezza. Sono utilizzati soprattutto nei settori della produzione di automobili, apparecchiature mediche e aerei. Questi pezzi hanno requisiti di lavorazione relativamente elevati e di solito sono sottoposti a processi di fresatura, foratura, alesatura, alesatura, controforatura e maschiatura, che coprono quasi tutte le operazioni di lavorazione. Le macchine utensili convenzionali richiedono molto tempo e non possono garantire l'accuratezza della lavorazione, per cui questi pezzi vengono in genere lavorati con centri di lavoro CNC.

Vantaggi della lavorazione CNC

Riduce la necessità di più maschere e fissaggi:

La lavorazione CNC riduce significativamente il numero di utensili e attrezzature necessarie. Per i pezzi di forma complessa, non sono necessarie maschere o attrezzature complicate. Se è necessario modificare la forma e le dimensioni di un pezzo, è sufficiente modificare il programma di lavorazione. Questo è particolarmente vantaggioso per lo sviluppo e la modifica di nuovi prodotti, in quanto offre una grande flessibilità nella prototipazione e nelle regolazioni della produzione.

Alta qualità e precisione di lavorazione:

La lavorazione CNC garantisce una qualità stabile, un'elevata precisione di lavorazione e un'alta ripetibilità. Questo livello di coerenza soddisfa i severi requisiti dei componenti aerospaziali e di altri settori critici per la precisione. La capacità di mantenere una qualità uniforme su volumi elevati di pezzi riduce il rischio di difetti e aumenta l'affidabilità complessiva del processo di produzione.

Una macchina CNC può lavorare prodotti di alta precisione
A CNC machine can process high-precision products

Efficiente per una produzione varia e in piccoli lotti:

Nelle situazioni di produzione di molteplici varietà e piccoli lotti, la lavorazione CNC si distingue per la sua elevata efficienza. Riduce il tempo necessario per la preparazione della produzione, le regolazioni della macchina utensile e le ispezioni del processo. Inoltre, l'utilizzo di parametri di taglio ottimali riduce al minimo i tempi di taglio, migliorando l'efficienza produttiva complessiva senza sacrificare la qualità.

Lavorazione di parti per l'industria automobilistica e aerospaziale con processi di lavorazione CNC
Lavorazione di parti per l'industria automobilistica e aerospaziale con processi di lavorazione CNC

Capacità di lavorare superfici complesse:

La lavorazione CNC può elaborare superfici complesse che sono difficili, se non impossibili, da ottenere con i metodi convenzionali. Permette anche la lavorazione di parti non facilmente osservabili. Questa capacità apre la strada alla produzione di progetti intricati e sofisticati che richiedono contorni interni precisi o modelli di superficie dettagliati.

Il processo CNC può lavorare pezzi di forma complessa
Il processo CNC può lavorare pezzi di forma complessa

Materiali per la lavorazione CNC

Nella lavorazione CNC circola un detto: se il materiale non è quello giusto, tutto è vano!

To develop and produce satisfactory products, material selection is the most basic and critical step. CNC machining can be selected from a wide range of materials, including metallic, non-metallic, and composite materials.

Metalli

I materiali metallici più comuni includono:

  • Alluminio
  • Ottone
  • Rame
  • Acciaio inox
  • Acciaio
  • Titanio
  • Zinco

I materiali metallici sopra menzionati possono essere ulteriormente suddivisi in molti tipi, come le leghe di alluminio come 6061 e 7075, e gli acciai come l'acciaio 45# e l'acciaio 40Cr, ecc. Tuttavia, in questa sede non verranno descritti in dettaglio. Gli interessati possono esplorare il nostro sito "Materiali per la lavorazione CNC"per ulteriori informazioni.

Plastica

Alcuni tipi comuni di materiali plastici utilizzati nella lavorazione CNC includono:

Materiale plasticoProprietà
Acetale (Delrin)Elevata resistenza, rigidità e durezza; eccellente stabilità dimensionale; buona resistenza all'usura; facile da lavorare.
AcrilicoEccellente chiarezza ottica e trasparenza; buona resistenza agli urti; facile da lavorare e lucidare; incline alla fessurazione.
NylonElevata resistenza e tenacità; buona resistenza all'usura; eccellente stabilità dimensionale; assorbe l'umidità.
PolicarbonatoBuona resistenza agli urti; eccellente stabilità dimensionale; resistenza alle alte temperature; tendenza a graffiarsi
PolietileneBasso attrito e buona resistenza all'usura; resistenza chimica; eccellente resistenza agli urti; bassa resistenza e rigidità
PolipropileneBuona resistenza chimica; bassa densità; eccellente resistenza agli urti; bassa rigidità e resistenza alle temperature.
PTFE (Teflon)Attrito molto basso; eccellente resistenza chimica; buon isolamento elettrico; difficile da lavorare
PVCBuona resistenza chimica; basso costo; buona resistenza agli urti; soggetto a degradazione UV
diversi tipi di materiali plastici
diversi tipi di materiali plastici

Compositi

I materiali compositi sono composti da due o più materiali e presentano eccellenti proprietà fisiche e meccaniche. I materiali compositi più comuni sono le plastiche rinforzate con fibre di vetro (GRP) e le plastiche rinforzate con fibre di carbonio (CFRP). Questi materiali sono adatti alla lavorazione di vari componenti ad alte prestazioni, come le parti aerospaziali e i componenti automobilistici.

It’s worth mentioning that both product designers and CNC operators should consider the material selection based on the environmental requirements, technical specifications, physical performance criteria, appearance, and surface treatment requirements, as well as processing performance considerations of the product itself.

Quando siete arrivati a questo punto, avete già una conoscenza di base della lavorazione CNC. Sapete cos'è la lavorazione CNC, il suo processo, le sue applicazioni, i materiali che può lavorare e così via. Tuttavia, la lavorazione CNC non è un processo semplice. In seguito, continueremo a esplorare le conoscenze avanzate della lavorazione CNC.

Lavorazione CNC avanzata

Programmazione CNC

La programmazione CNC è un componente essenziale della tecnologia di controllo numerico computerizzato (CNC). Si tratta di codificare le traiettorie di movimento della macchina, i metodi di lavorazione, i parametri di processo e altre informazioni per ottenere una lavorazione automatizzata sulle macchine CNC. La programmazione CNC comporta in genere la scrittura di programmi di lavorazione, l'impostazione di parametri di lavorazione, la selezione di utensili, la configurazione di velocità di taglio e di avanzamento.

Software di programmazione CNC
Software di programmazione CNC

I linguaggi di programmazione CNC si riferiscono a linguaggi specifici utilizzati per scrivere programmi di lavorazione CNC, tra cui il codice G e il codice M sono i più comuni. Il codice G definisce i percorsi di lavorazione, le traiettorie degli utensili, i sistemi di coordinate di lavoro e altre informazioni relative alla lavorazione, mentre il codice M controlla le funzioni ausiliarie della macchina, come l'avvio, l'arresto e il cambio degli utensili. L'uso dei linguaggi di programmazione CNC consente di implementare funzioni di movimento complesse come l'interpolazione lineare, l'interpolazione circolare e l'interpolazione elicoidale.

Esempio di codice G per la lavorazione CNC
Esempio di codice G per la lavorazione CNC

Per i neofiti che non hanno mai avuto a che fare con la programmazione CNC, questi due paragrafi potrebbero sembrare intimidatori. Tuttavia, la realtà è che la programmazione CNC è relativamente semplice. Diamo un'occhiata al commento di un utente su Quora: "La programmazione CNC non è difficile, dipende dal livello che si vuole imparare. In generale, il funzionamento è abbastanza semplice. Con qualcuno che ti insegna, puoi impararlo in 2 giorni. La programmazione consiste principalmente nel ricordare i codici, con i quali si acquisisce familiarità dopo un po' di tempo".

Strumenti CNC

Gli utensili CNC sono strumenti di taglio utilizzati nelle macchine utensili CNC per vari processi di taglio dei metalli.

Nella lavorazione CNC, gli utensili sono un'abilità essenziale che ogni operatore CNC deve padroneggiare, svolgendo un ruolo cruciale. Tuttavia, gli utensili CNC sono relativamente complessi a causa della loro varietà. Gli utensili più comuni sono frese, punte, maschi, alesatori e così via, e in futuro scriveremo un articolo dedicato per spiegarli.

È sufficiente comprendere i requisiti di prestazione degli strumenti, tra cui:

  1. Modello, specifiche e livello di precisione degli utensili CNC.
  2. Buone prestazioni di taglio.
  3. Alta precisione.
  4. Alta affidabilità.
  5. Elevata durata.

Nella scelta degli strumenti, è necessario considerare i seguenti fattori:

  1. Selezionare gli utensili in base alle prestazioni di taglio dei pezzi e dei materiali.
  2. Scegliere gli utensili in base alle fasi di lavorazione dei pezzi.
  3. Selezionare gli utensili e i parametri geometrici in base alle caratteristiche dell'area di lavorazione.

Come scegliere i percorsi degli strumenti?

I percorsi utensile si riferiscono alla traiettoria e alla direzione dell'utensile rispetto al pezzo durante la lavorazione CNC. La scelta razionale delle traiettorie degli utensili è fondamentale perché è strettamente legata alla precisione della lavorazione CNC e alla qualità della superficie dei pezzi. Nel determinare le traiettorie degli utensili, occorre considerare i seguenti punti:

  1. Garantire i requisiti di precisione della lavorazione dei pezzi.
  2. Facilita i calcoli numerici e riduce il carico di lavoro della programmazione.
  3. Cercare il percorso di lavorazione CNC più breve per ridurre i tempi di taglio ad aria e migliorare l'efficienza della lavorazione CNC.
  4. Ridurre al minimo il numero di segmenti del programma.
  5. Garantire i requisiti di rugosità della superficie del contorno del pezzo dopo la lavorazione CNC. Il contorno finale deve essere lavorato in modo continuo con l'ultimo percorso utensile.
  6. Considerare attentamente i percorsi di avvicinamento e di arretramento dell'utensile per ridurre al minimo l'arresto dell'utensile sul contorno (causando deformazioni elastiche dovute a variazioni improvvise della forza di taglio) e la presenza di segni dell'utensile. Inoltre, evitare l'ingresso verticale dell'utensile sulla superficie del contorno per non graffiare il pezzo.

Flusso di lavoro della lavorazione CNC di precisione

Nelle nozioni di base sulla lavorazione CNC riportate sopra, abbiamo menzionato il processo generale di lavorazione CNC. Tuttavia, nella lavorazione di precisione, spesso il processo di lavorazione viene ulteriormente suddiviso. La lavorazione di precisione dei pezzi è rivolta a componenti precisi di apparecchiature di precisione, che richiedono un'elevata precisione. Ciò richiede la comprensione non solo dei requisiti specifici dei materiali per la lavorazione dei pezzi e delle tecniche di lavorazione comuni, ma anche delle fasi coinvolte nella lavorazione di precisione dei componenti di precisione.

Qui, l'operatore di setup di FirstMold condivide con voi le cinque fasi della lavorazione di pezzi meccanici di precisione.

1. Lavorazione grezza:

Il compito è quello di rimuovere la maggior parte del metallo in eccesso dal materiale grezzo, modellandolo nella forma e nelle dimensioni finali del pezzo. L'obiettivo principale è quindi quello di migliorare la produttività.

2. Semifinitura:

Il compito è quello di raggiungere un certo livello di precisione sulle superfici principali lasciando margini di lavorazione, preparando la lavorazione di precisione delle superfici principali (come la tornitura e la rettifica di precisione). Può anche completare alcune lavorazioni superficiali secondarie, come la foratura, la maschiatura e la fresatura di sedi di chiavette.

3. Fase di finitura:

Il compito è quello di garantire che tutte le superfici principali soddisfino i requisiti di precisione dimensionale e rugosità superficiale specificati. L'obiettivo principale è garantire la qualità complessiva della lavorazione.

4. Super finitura

Per le superfici dei pezzi con requisiti di precisione e rugosità superficiale molto elevati (superiori al livello IT6, con rugosità superficiale inferiore a Ra0,2um), è necessaria la superfinitura. Lo scopo principale è migliorare l'accuratezza della lavorazione di precisione dei pezzi e ridurre la rugosità superficiale, senza migliorare l'accuratezza posizionale.

Le 4 fasi della lavorazione di precisione dei pezzi procedono da grossolana a fine, affinando gradualmente la precisione dei pezzi meccanici. Grazie a queste 4 fasi di lavorazione, la precisione dei pezzi meccanici può soddisfare le esigenze dei clienti.

Tendenza, sfida e opportunità della lavorazione CNC

Con il continuo sviluppo della tecnologia, il settore della lavorazione CNC è in costante trasformazione e innovazione. Dalla produzione intelligente all'Industria 4.0, dalla produzione ecologica allo sviluppo sostenibile, il settore della lavorazione CNC sta affrontando numerose sfide e opportunità. In seguito, FirstMold esplorerà le tendenze, le sfide e le opportunità del settore per i prossimi 5-10 anni.

Stato attuale dell'industria della lavorazione CNC

In primo luogo, è necessario comprendere lo stato attuale dell'industria della lavorazione CNC. Attualmente, l'industria della lavorazione CNC rimane una parte indispensabile dell'industria manifatturiera globale. In settori come l'automobilistico, l'aerospaziale, il medicale, il navale, l'elettronico, ecc. sono richiesti componenti o prodotti finiti di alta qualità forniti dall'industria della lavorazione CNC. Nell'attuale situazione economica, la domanda di mercato per l'industria della lavorazione CNC rimane ampia.

Sebbene negli ultimi decenni l'industria della lavorazione CNC abbia dovuto affrontare la concorrenza dei Paesi a basso salario, oggi sempre più aziende si rendono conto dell'importanza della lavorazione CNC e scelgono di internalizzare i propri processi produttivi. Questa tendenza ha portato a una crescita sostenuta della domanda di mercato per l'industria della lavorazione CNC.

Dimensioni del mercato

Le dimensioni del mercato dell'industria di lavorazione sono in continua espansione, strettamente correlate allo sviluppo dell'industria manifatturiera. Secondo le statistiche, la dimensione del mercato globale della lavorazione ha raggiunto $13 trilioni nel 2019. Nei prossimi anni, le dimensioni del mercato dell'industria di lavorazione continueranno ad espandersi, con la previsione di raggiungere $15 trilioni entro il 2025.

Il rapporto di Grand View Research indica che il mercato globale dell'IA nel settore manifatturiero è stato valutato a $513,6 milioni nel 2020 e si prevede che crescerà a un CAGR di 41,2% dal 2021 al 2028. L'integrazione della tecnologia AI ha contribuito alla crescita significativa delle macchine CNC, migliorandone le capacità.

Prevedere i problemi dei mandrini delle macchine CNC utilizzando l'intelligenza artificiale
Prevedere i problemi dei mandrini delle macchine CNC utilizzando l'intelligenza artificiale

Produzione intelligente

Smart manufacturing is one of the important trends in the machining industry. By integrating technologies such as artificial intelligence, the Internet of Things, and big data with production lines, automation, intelligence, and flexibility in the production process can be achieved. This will greatly improve production efficiency, reduce machining costs, and enhance product quality.

Industria 4.0

L'Industria 4.0 si riferisce all'uso di tecnologie come l'Internet degli oggetti, i big data e il cloud computing per realizzare la raccolta, l'analisi e il controllo dei dati nel processo produttivo. In questo modo si raggiunge l'intelligenza e l'automazione del processo produttivo. L'Industria 4.0 porterà una maggiore efficienza produttiva, costi di produzione più bassi e una migliore qualità del prodotto nell'industria della lavorazione.

Produzione verde

Con la crescente consapevolezza ambientale, la produzione ecologica è diventata una tendenza importante nel settore della lavorazione meccanica. La produzione ecologica richiede la riduzione del consumo energetico, la diminuzione delle emissioni di rifiuti e il miglioramento dell'utilizzo delle risorse nel processo di produzione, per ottenere uno sviluppo sostenibile nel processo di produzione.

Modularizzazione e standardizzazione

La modularizzazione e la standardizzazione sono mezzi importanti per l'industria meccanica per ottenere una produzione efficiente. Scomponendo i prodotti in più moduli, si può ottenere la modularizzazione del processo produttivo; stabilendo processi produttivi standardizzati, si può migliorare l'efficienza della produzione e ridurre i costi di produzione.

Sfide nell'industria dei CNC

Innovazione tecnologica

Di fronte a una concorrenza di mercato sempre più agguerrita, le imprese di lavorazione meccanica devono innovare costantemente la tecnologia per adattarsi ai cambiamenti del mercato. Tuttavia, l'innovazione tecnologica richiede una grande quantità di investimenti di capitale e molte imprese possono trovarsi di fronte al dilemma dei fondi insufficienti.

Carenza di talenti

Con lo sviluppo della tecnologia, l'industria della lavorazione meccanica ha una crescente domanda di talenti. Tuttavia, la carenza di talenti è diventata un ostacolo per lo sviluppo di molte imprese. Le imprese devono aumentare la formazione e l'introduzione di talenti per soddisfare le esigenze di sviluppo.

Concorrenza di mercato

Con l'avanzare della globalizzazione, la concorrenza sul mercato si fa sempre più agguerrita. Le imprese devono migliorare la competitività dei loro prodotti per adattarsi ai cambiamenti del mercato. Tuttavia, la concorrenza del mercato richiede che le imprese innovino costantemente, migliorino l'efficienza produttiva, riducano i costi di produzione e migliorino il rapporto costo-efficacia dei prodotti.

Requisiti ambientali

La tutela dell'ambiente è diventata un tema di interesse globale e l'industria della lavorazione meccanica non fa eccezione. Con il continuo aumento dei requisiti ambientali, anche l'industria della lavorazione meccanica ottimizza continuamente i processi produttivi, riducendo l'inquinamento ambientale. Ad esempio, utilizzando nuovi materiali e nuovi processi, riducendo le emissioni di gas di scarico, acque reflue e scorie, ottenendo una produzione ecologica. In futuro, con l'aumento dei requisiti ambientali, l'industria meccanica continuerà a introdurre metodi di produzione e prodotti più ecologici per soddisfare la domanda del mercato.

Opportunità future

Dobbiamo riconoscere che l'industria della lavorazione ha ancora bisogno di talenti. Sebbene la tecnologia digitale e le apparecchiature di automazione possano migliorare notevolmente l'efficienza produttiva e i livelli di qualità, queste apparecchiature richiedono ancora il funzionamento e la manutenzione da parte dell'uomo.

Inoltre, l'industria della lavorazione meccanica ha ancora bisogno di personale tecnico professionale per la ricerca e lo sviluppo di tecnologie e attrezzature più avanzate per soddisfare le mutevoli richieste del mercato. Inoltre, l'industria della lavorazione meccanica ha ancora bisogno di artigiani qualificati con competenze ed esperienze di alto livello per lavorare componenti complessi. Tutti questi aspetti richiedono talenti con competenze e conoscenze adeguate per essere realizzati.

Si può quindi concludere che l'industria della lavorazione ha ancora un futuro. Sebbene la tecnologia digitale e le apparecchiature di automazione abbiano avuto un profondo impatto sull'industria della lavorazione, queste tecnologie e apparecchiature non possono sostituire completamente il ruolo dell'uomo. L'industria della lavorazione meccanica richiede talenti con competenze ed esperienze di alto livello per lavorare componenti complessi.

Come può quindi l'industria della lavorazione meccanica garantire uno sviluppo sostenibile e adattarsi ai cambiamenti futuri? In primo luogo, l'industria della lavorazione deve rafforzare l'integrazione con la tecnologia digitale e le attrezzature di automazione, esplorare e adottare attivamente nuove tecnologie e attrezzature per migliorare l'efficienza produttiva e i livelli di qualità. In secondo luogo, l'industria della lavorazione deve rafforzare la formazione e lo sviluppo dei talenti, attirare un maggior numero di giovani a entrare nel settore e migliorare il livello tecnico generale e la competitività del settore.

Conclusione

Questa è l'interpretazione più completa di FirstMold su "Che cos'è la lavorazione CNC", dalle conoscenze di base alle discussioni avanzate sul futuro del settore. Riteniamo che ne abbiate tratto preziosi spunti di riflessione.

Questa è praticamente la fine dell'introduzione alla lavorazione CNC. Mi chiamo Lee Young. Lavoro alla Firstmold da oltre 10 anni e ho un'esperienza decennale nel settore. Sono sempre a disposizione per rispondere a qualsiasi domanda sul settore della lavorazione meccanica. Non esitate a contattarmi e farò del mio meglio per fornirvi le risposte e le indicazioni di cui avete bisogno.

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