FirstMold Half Logo

Czym jest obróbka CNC? Najbardziej kompleksowy podstawowy i zaawansowany przewodnik

Udostępnij ten artykuł:
Wyróżniony obraz - czym jest obróbka CNC

Niniejszy artykuł skierowany jest przede wszystkim do osób, które dopiero rozpoczynają swoją przygodę z branżą produkcyjną, stanowiąc pouczające wprowadzenie do tego, czym jest obróbka CNC. Obejmuje on również bardziej zaawansowaną wiedzę, która może być tylko częściowo jasna nawet dla tych, którzy działają w branży od wielu lat.

Treść jest obszerna, a liczba słów przekracza 4 tysiące. FirstMold wierzy, że możesz wielokrotnie czytać ten artykuł, ponieważ każda sesja zwiększy Twoją wiedzę na nowy poziom. Jeśli chcesz produkować swoje produkty lub części, kliknijUsługi obróbki CNC'. Na stronie z linkiem można znaleźć więcej informacji na temat szerokich możliwości produkcyjnych i studiów przypadku FirstMold, wiodącej fabryki w świecie obróbki skrawaniem.

Zacznijmy od podstawowego zrozumienia "czym jest obróbka CNC".

Obrabiany przedmiot w kształcie ptasiego gniazda. To zdjęcie pokazuje wizualnie, czym jest obróbka CNC.
Obrabiany przedmiot w kształcie ptasiego gniazda. To zdjęcie pokazuje wizualnie, czym jest obróbka CNC.

Co to jest obróbka CNC?

Wyjaśnienie obróbki 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, Maszyny 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”.

Krótka historia obróbki CNC

Obróbka CNC ma wspaniałą historię, która sięga kilku lat późnych lat 40. i większości 1950 roku. Podczas gdy System Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych poszukiwał metody na powtarzalną produkcję doskonałych części tamtych czasów, stało się. Wynaleziono pierwszą maszynę CNC (Computer Numerical Control), która do sterowania wykorzystywała karty perforowane. Maszyna o nazwie Numerical Control (NC) była ważnym krokiem w produkcji, ponieważ umożliwiła produkcję masową.

W latach 60. rozwój maszyn CNC sterowanych komputerowo umożliwił realizację bardziej kreatywnych zadań. Wraz z rozwojem technologii komputerowej, maszyny CNC poszły dalej, a kolejne wersje to maszyny 3-osiowe i 5-osiowe, które mogły generować niezwykle skomplikowane geometrie i części.

Wczesna maszyna CNC
Wczesna maszyna CNC

Drugi znaczący punkt zwrotny nastąpił między 1980 rokiem a przełomem wieków, kiedy zastosowanie przemysłowych komputerów PC ułatwiło pojawienie się nowych linii produktów w dziedzinie obrabiarek CNC, takich jak między innymi inteligentne zielone obrabiarki CNC. Era ta oznaczała stopniowe dojrzewanie systemu produktowego obrabiarek CNC. Wraz z nadejściem ery Przemysłu 4.0, włączenie najnowocześniejszych technologii, takich jak "AI + NC", "BD (Big Data) + NC", "CPS (Cyber-Physical Systems) + NC" i "Cloud + NC", wyniosło branżę obrabiarek CNC na nowy poziom.

Podstawy obróbki CNC

Proces obróbki CNC

Proces obróbki CNC zazwyczaj przebiega w następujący sposób:

  1. Czytanie rysunków i arkusza programu.
  2. Przesyłanie odpowiedniego programu do obrabiarki.
  3. Sprawdzanie programu, parametrów cięcia itp.
  4. Określenie wymiarów i naddatków przedmiotu obrabianego w poprzednim procesie.
  5. Rozsądne mocowanie przedmiotu obrabianego.
  6. Dokładne wyrównanie obrabianego przedmiotu.
  7. Precyzyjne ustalenie współrzędnych przedmiotu obrabianego.
  8. Rozsądny dobór narzędzi i parametrów cięcia.
  9. Prawidłowe zamocowanie narzędzia.
  10. Bezpieczne metody cięcia próbnego.
  11. Obserwacja procesu obróbki.
  12. Regulacja parametrów cięcia.
  13. Terminowe przekazywanie informacji zwrotnych o problemach odpowiedniemu personelowi podczas procesu obróbki.
  14. Kontrola jakości obrabianego przedmiotu po zakończeniu obróbki.

Procesy obróbki CNC

Obrót

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.

Klikając na "Usługa toczenia CNC", możesz zdobyć więcej wiedzy na temat tego procesu.

Frezowanie

Mechanizm frezowania polega na podawaniu obrabianego przedmiotu za pomocą narzędzia tnącego; kształtuje on obrabiany przedmiot poprzez pobieranie z niego materiału. Sam frez może działać w wielu kierunkach, ponieważ stół, na którym znajduje się materiał, porusza się wzdłuż trzech osi X, Y i Z. Teraz frezowanie zostanie zaspokojone przez technikę, która umożliwia wytwarzanie skomplikowanych trójwymiarowych kształtów części.

Kliknięcie na "Usługi frezowania CNCce" może zapewnić bardziej kompleksowe zrozumienie tej techniki.

Jednak rozróżnienie między toczeniem a frezowaniem za pomocą samego tekstu nie jest zbyt intuicyjne. Opublikujemy serię filmów, aby szczegółowo wyjaśnić różnice między nimi.

Wiercenie

Wiercenie CNC odnosi się do procesu obróbki, w którym otwory są wiercone w powierzchni produktu za pomocą wiertła. Zazwyczaj podczas wykonywania operacji wiercenia na prasie wiertarskiej, wiertło musi wykonać dwa jednoczesne ruchy:

  • Główny ruch, który jest ruchem obrotowym wiertła wokół jego osi (ruch skrawania).
  • Ruch wtórnyktóry jest ruchem liniowym wiertła wzdłuż jego osi w kierunku przedmiotu obrabianego (ruch posuwowy).

Wiercenie CNC jest bardzo powszechnym procesem w działaniach CNC i poświęcimy osobny artykuł, aby szczegółowo go wyjaśnić.

Szlifowanie

Szlifowanie CNC polega na wykorzystaniu narzędzi szlifierskich do obróbki powierzchni przedmiotu obrabianego za pomocą technologii sterowania numerycznego. Większość operacji szlifowania jest wykonywana za pomocą szybko obracającej się ściernicy, podczas gdy mniejszość wykorzystuje do obróbki kamienie olejowe, taśmy piaskowe i inne narzędzia szlifierskie oraz wolne materiały ścierne.

Częstotliwość procesów szlifowania jest nieco niższa niż wiercenia, a szczegółowy artykuł na temat szlifowania opublikujemy później.

Schemat trzech rodzajów obróbki: toczenie, frezowanie i szlifowanie
Schemat trzech rodzajów obróbki: toczenie, frezowanie i szlifowanie

Rodzaje maszyn CNC

Wymienione cztery podstawowe procesy obróbki CNC wymagają określonego sprzętu do wykonywania tych operacji, które nazywamy maszynami CNC. W rzeczywistości termin "maszyny CNC" jest dość szeroki, ponieważ istnieje wiele rodzajów maszyn CNC: istnieje około 20 głównych kategorii i ponad 40 podkategorii powszechnie używanych obrabiarek.

W tym artykule przedstawimy kilka popularnych maszyn CNC:

Maszyna CNCGłówna funkcja
Tokarki CNCObróbka rotacyjna przedmiotów obrabianych, zwykle do tworzenia części cylindrycznych.
Centra tokarskieZaawansowane tokarki z dodatkowymi możliwościami, takimi jak frezowanie i wiercenie.
Frezarki CNCObróbka elementów za pomocą frezów obrotowych w celu usunięcia materiału.
Frezarki profilowe CNCFrezowanie złożonych profili i konturów w obrabianych elementach.
Centra obróbczeWszechstronne maszyny zdolne do wykonywania różnorodnych operacji obróbczych, w tym wiercenia i frezowania.
Wiertarki CNCPrecyzyjne tworzenie otworów w obrabianych przedmiotach.
Wytaczarki CNCPowiększanie otworów lub obróbka wgłębień o precyzyjnych wymiarach w obrabianych elementach.
Szlifierki CNCWykańczanie powierzchni elementów poprzez szlifowanie.
Centra szlifierskieSpecjalizuje się w kompleksowych operacjach szlifowania, łącząc wiele procesów szlifowania.
Przeciągarki CNCObróbka rowków lub szczelin w obrabianych przedmiotach poprzez liniowy ruch narzędzia.
Laserowe centra obróbcze CNCCięcie, grawerowanie lub znakowanie materiałów przy użyciu technologii laserowej.

3-osiowa, 4-osiowa i 5-osiowa obróbka CNC

Po zapoznaniu się z powszechnie stosowanymi procesami obróbki CNC i typowymi maszynami CNC, ważne jest, aby podkreślić kilka specjalistycznych metod obróbki. Metody te wywodzą się z operacji frezowania CNC i są klasyfikowane na podstawie liczby osi zaangażowanych w ich działanie:

3-osiowa obróbka CNC

3-osiowa obróbka CNC obejmuje pracę wzdłuż trzech różnych osi liniowych, zazwyczaj poruszających się w górę i w dół, do przodu i do tyłu oraz na boki.

Ta konfiguracja umożliwia obróbkę pojedynczej powierzchni na raz, dzięki czemu nadaje się do obróbki części w kształcie dysku. Stanowi to jednak ograniczenie w przypadku części, które wymagają obróbki otworów lub rowków na wielu powierzchniach.

3-osiowa maszyna CNC
3-osiowa maszyna CNC

4-osiowa obróbka CNC

4-osiowa obróbka CNC 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.

4-osiowa maszyna CNC GF+
4-osiowa maszyna CNC GF+

5-osiowa obróbka CNC

Obróbka 5-osiowa CNC wprowadza dodatkową oś obrotową do konfiguracji 4-osiowej, zazwyczaj umożliwiając obrót o 360° w płaszczyźnie pionowej. Dzięki obróbce 5-osiowej możliwe jest kompleksowe przetwarzanie, umożliwiające obróbkę w jednym ustawieniu. Zmniejsza to koszty konfiguracji i minimalizuje ryzyko zarysowania lub uszkodzenia produktu.

Ze względu na dużą wszechstronność, 5-osiowa obróbka CNC jest wykorzystywana do produkcji złożonych i precyzyjnych części. Przykłady obejmują komponenty medyczne, takie jak sztuczne kończyny lub kości, komponenty lotnicze, części tytanowe, części maszyn naftowych i gazowych oraz produkty wojskowe.

Każdy rodzaj obróbki CNC ma swoje wady i zalety i lepiej nadaje się do określonych zastosowań. Na przykład, obróbka 3-osiowa jest opłacalna i przyjazna dla użytkownika, dzięki czemu jest odpowiednia dla małych firm lub startupów. Jeśli jednak wymagany jest wyższy poziom precyzji lub część jest bardziej skomplikowana, wówczas niezbędna może okazać się obróbka 4- lub 5-osiowa.

Ogólnie rzecz biorąc, wybór maszyny zależy od konkretnych potrzeb aplikacji i złożoności produkowanej części. Obróbka CNC zrewolucjonizowała przemysł produkcyjny, pozwalając na większą precyzję, wydajność i wszechstronność w produkcji wysokiej jakości części.

Nie mów, że 5-osiowa obróbka CNC jest lepsza od 3-osiowej.

Zastosowania obróbki CNC

Po zapoznaniu się z podstawowymi procesami i przepływami pracy obróbki CNC, zbadajmy różnorodne zastosowania obróbki CNC, aby naprawdę docenić jej użyteczność:

Aerospace Components Machining

Przemysł lotniczy wymaga produkcji części, takich jak elementy silnika, kontrolery lotu i struktury skrzydeł, które wymagają wysokiego poziomu dokładności i złożoności. Frezarki CNC spełniają te potrzeby, oferując precyzję, szybkość i niezawodność, znacznie zmniejszając margines błędu ludzkiego.

Medical Devices Parts Machining

Produkcja urządzeń medycznych obejmuje tworzenie wysoce precyzyjnych komponentów, w tym sztucznych stawów, protez i narzędzi chirurgicznych. Maszyny CNC odgrywają kluczową rolę w osiąganiu rygorystycznych standardów wymaganych dla tych komponentów, zapewniając niezrównaną precyzję.

Automotive Parts Machining

Maszyny CNC są szeroko stosowane w przemyśle motoryzacyjnym do frezowania części, takich jak elementy silnika, układy hamulcowe i układy kierownicze. Technologia ta wspiera zarówno produkcję masową, jak i wytwarzanie określonych części do konkretnych modeli samochodów.

Electronic Equipment Machining

Urządzenia elektroniczne często wymagają skomplikowanych części, które wymagają precyzji, takich jak radiatory, mocowania PCB (Printed Circuit Board) i obudowy. Maszyny CNC są w stanie obrabiać te elementy z wyjątkową dokładnością.

Przemysł stoczniowy i morski

W przemyśle stoczniowym i morskim maszyny CNC odgrywają kluczową rolę w produkcji części kadłubów statków, komponentów silników okrętowych i wyposażenia morskiego, zapewniając ich jakość i niezawodność.

Narzędzia i formy

Produkcja narzędzi i form wymaga wysokiego stopnia precyzji. Maszyny CNC, wyposażone w funkcje procesów takich jak tłoczenie, formowanie wtryskowe i odlewanie ciśnieniowe, są niezbędne do produkcji tych skomplikowanych form.

Grawerowanie i dzieła sztuki

Maszyny CNC mają szeroki zakres zastosowań przemysłowych, w tym do tworzenia rycin i dzieł sztuki. Ich wysoki poziom dokładności i precyzji sprawia, że idealnie nadają się do obróbki różnych materiałów w szczegółowe dzieła artystyczne lub złożone przedmioty dekoracyjne.

Zastosowania CNC we współczesnym życiu wykraczają daleko poza te wymienione powyżej. Aby lepiej zrozumieć moc obróbki CNC, mogę śmiało powiedzieć: wszystkie materiały stałe mogą być przetwarzane przez CNC.

Oczywiście to raczej żart. W produkcji przemysłowej powinniśmy zbadać, jakie rodzaje produktów są bardziej odpowiednie do obróbki CNC.

Zakres obróbki CNC

Aby podać prosty przykład: panele podwozia (zazwyczaj o grubości ponad 5 mm) nie są obrabiane za pomocą cięcia laserowego z następującego powodu: Podczas obróbki otworów w elementach o takiej grubości pozostaje wyraźny przekrój, który jest trudny do wewnętrznego polerowania. Dlatego takie produkty są lepiej obrabiane przy użyciu obróbki CNC.

Jakie części nadają się do obróbki CNC?

Złożone kształty

Są to części o nieregularnych kształtach, które zazwyczaj mają słabą sztywność i wymagają wielopozycyjnej mieszanej obróbki punktów, powierzchni i linii. Trudno jest zapewnić odkształcenie i precyzję złożonych kształtów, co sprawia, że ich obróbka na konwencjonalnych obrabiarkach jest trudna. W przypadku takich części konieczna jest obróbka CNC.

Tarcze, tuleje i części płyt

Części te mają systemy otworów powierzchniowych, rowki wpustowe, otwory promieniowe i zakrzywione powierzchnie na częściach wału. Konwencjonalne obrabiarki zazwyczaj nie są w stanie przetworzyć tych części. Zakrzywione części wymagają pionowego centrum obróbczego CNC, a części z otworami wymagają poziomego centrum obróbczego CNC.

Części typu skrzynkowego

Części te mają zazwyczaj szereg otworów, wewnętrznych wnęk i określone proporcje długości, szerokości i wysokości. Są one najczęściej wykorzystywane w przemyśle motoryzacyjnym, medycznym i lotniczym. Części te mają stosunkowo wysokie wymagania dotyczące obróbki i zwykle przechodzą przez procesy frezowania, wiercenia, rozwiercania, wytaczania, pogłębiania i gwintowania, obejmujące prawie wszystkie operacje obróbki skrawaniem. Konwencjonalne obrabiarki są czasochłonne i nie mogą zagwarantować dokładności obróbki, więc części te są zazwyczaj przetwarzane przy użyciu centrów obróbczych CNC.

Zalety obróbki CNC

Zmniejsza potrzebę stosowania wielu przyrządów i mocowań:

Obróbka CNC znacznie zmniejsza liczbę wymaganych narzędzi i uchwytów. W przypadku części o złożonych kształtach nie ma potrzeby stosowania skomplikowanych przyrządów lub uchwytów. Jeśli istnieje potrzeba zmiany kształtu i rozmiaru części, wymaga to jedynie modyfikacji programu obróbki. Jest to szczególnie korzystne dla rozwoju i modyfikacji nowych produktów, oferując dużą elastyczność w prototypowaniu i dostosowywaniu produkcji.

Wysoka jakość i precyzja przetwarzania:

Obróbka CNC zapewnia stabilną jakość, wysoką precyzję obróbki i wysoką powtarzalność. Ten poziom spójności spełnia rygorystyczne wymagania komponentów lotniczych i innych branż o krytycznym znaczeniu dla precyzji. Zdolność do utrzymania jednolitej jakości w dużych ilościach części zmniejsza ryzyko wad i zwiększa ogólną niezawodność procesu produkcyjnego.

Maszyna CNC może przetwarzać produkty o wysokiej precyzji
A CNC machine can process high-precision products

Wydajny dla zróżnicowanej i małoseryjnej produkcji:

W sytuacjach wymagających produkcji wielu odmian i małych partii, obróbka CNC wyróżnia się wysoką wydajnością. Skraca ona czas potrzebny na przygotowanie produkcji, regulację obrabiarki i kontrolę procesu. Co więcej, zastosowanie optymalnych parametrów cięcia minimalizuje czas cięcia, zwiększając ogólną wydajność produkcji bez utraty jakości.

Obróbka części dla przemysłu motoryzacyjnego i lotniczego za pomocą procesów obróbki CNC
Obróbka części dla przemysłu motoryzacyjnego i lotniczego za pomocą procesów obróbki CNC

Zdolność do obróbki złożonych powierzchni:

Obróbka CNC może przetwarzać złożone powierzchnie, które są trudne, jeśli nie niemożliwe, do osiągnięcia konwencjonalnymi metodami. Pozwala nawet na obróbkę części, których nie można łatwo zaobserwować. Zdolność ta otwiera możliwości produkcji skomplikowanych i wyrafinowanych projektów, które wymagają precyzyjnych konturów wewnętrznych lub szczegółowych wzorów powierzchni.

Proces CNC może przetwarzać części o złożonych kształtach
Proces CNC może przetwarzać części o złożonych kształtach

CNC Machining Materials

W obróbce CNC krąży powiedzenie: jeśli materiał nie jest odpowiedni, wszystko idzie na marne!

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.

Metale

Typowe materiały metalowe obejmują:

  • Aluminium
  • Mosiądz
  • Miedź
  • Stal nierdzewna
  • Stal
  • Tytan
  • Cynk

Wyżej wymienione materiały metalowe można dalej podzielić na wiele rodzajów, takich jak stopy aluminium, takie jak 6061 i 7075, a także stale, takie jak stal 45# i stal 40Cr itp. Nie będą one jednak tutaj szczegółowo omówione. Zainteresowane osoby mogą zapoznać się z naszym "Materiały do obróbki CNC", aby uzyskać więcej informacji.

Tworzywa sztuczne

Niektóre popularne rodzaje tworzyw sztucznych stosowanych w obróbce CNC obejmują:

Tworzywo sztuczneWłaściwości
Acetal (Delrin)Wysoka wytrzymałość, sztywność i twardość; doskonała stabilność wymiarowa; dobra odporność na zużycie; łatwość obróbki mechanicznej
AkrylDoskonała klarowność optyczna i przezroczystość; dobra odporność na uderzenia; łatwy w obróbce i polerowaniu; podatny na pękanie
NylonWysoka wytrzymałość i twardość; dobra odporność na zużycie; doskonała stabilność wymiarowa; pochłania wilgoć.
PoliwęglanDobra odporność na uderzenia; doskonała stabilność wymiarowa; odporność na wysokie temperatury; podatność na zarysowania
PolietylenNiskie tarcie i dobra odporność na zużycie; odporność chemiczna; doskonała udarność; niska wytrzymałość i sztywność
PolipropylenDobra odporność chemiczna; niska gęstość; doskonała udarność; niska sztywność i odporność na temperaturę
PTFE (Teflon)Bardzo niskie tarcie; doskonała odporność chemiczna; dobra izolacja elektryczna; trudne w obróbce
PVCDobra odporność chemiczna; niski koszt; dobra udarność; podatność na degradację UV
różne rodzaje tworzyw sztucznych
różne rodzaje tworzyw sztucznych

Kompozyty

Materiały kompozytowe składają się z dwóch lub więcej materiałów i wykazują doskonałe właściwości fizyczne i mechaniczne. Typowe materiały kompozytowe obejmują tworzywa sztuczne wzmacniane włóknem szklanym (GRP) i tworzywa sztuczne wzmacniane włóknem węglowym (CFRP). Materiały te nadają się do obróbki różnych wysokowydajnych komponentów, takich jak części lotnicze i motoryzacyjne.

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.

Gdy dotarłeś do tego punktu, masz już podstawową wiedzę na temat obróbki CNC. Wiesz, czym jest obróbka CNC, jak przebiega, jakie są jej zastosowania, jakie materiały można obrabiać itd. Jednak obróbka CNC to nie tylko prosty proces. Następnie będziemy kontynuować zgłębianie zaawansowanej wiedzy na temat obróbki CNC.

Zaawansowana obróbka CNC

Programowanie CNC

Programowanie CNC jest istotnym elementem technologii komputerowego sterowania numerycznego (CNC). Obejmuje ono kodowanie trajektorii ruchu maszyny, metod obróbki, parametrów procesu i innych informacji w celu osiągnięcia zautomatyzowanej obróbki na maszynach CNC. Programowanie CNC zazwyczaj obejmuje pisanie programów obróbki, ustawianie parametrów obróbki, wybór narzędzi, konfigurowanie prędkości cięcia i prędkości posuwu.

Oprogramowanie do programowania CNC
Oprogramowanie do programowania CNC

Języki programowania CNC odnoszą się do konkretnych języków używanych do pisania programów obróbki CNC, przy czym najpopularniejszymi z nich są G-code i M-code. Kod G definiuje ścieżki obróbki, trajektorie narzędzi, układy współrzędnych roboczych i inne informacje związane z obróbką, podczas gdy kod M steruje funkcjami pomocniczymi maszyny, takimi jak uruchamianie, zatrzymywanie i wymiana narzędzi. Zastosowanie języków programowania CNC umożliwia implementację złożonych funkcji ruchu, takich jak interpolacja liniowa, interpolacja kołowa i interpolacja śrubowa.

Przykładowy kod G obróbki CNC
Przykładowy kod G obróbki CNC

Dla nowicjuszy, którzy nigdy wcześniej nie mieli do czynienia z programowaniem CNC, te dwa akapity mogą wydawać się onieśmielające. W rzeczywistości jednak programowanie CNC jest stosunkowo proste. Przyjrzyjmy się komentarzowi jednego z użytkowników serwisu Quora: "Programowanie CNC nie jest trudne, zależy na jakim poziomie chcesz się uczyć. Ogólnie rzecz biorąc, obsługa jest dość prosta. Z kimś, kto cię uczy, możesz się tego nauczyć w 2 dni. Programowanie polega głównie na zapamiętywaniu tych kodów, a po pewnym czasie się z nimi zapoznasz".

Narzędzia CNC

Narzędzia CNC to narzędzia skrawające wykorzystywane w obrabiarkach CNC do różnych procesów cięcia metalu.

W obróbce CNC narzędzia są podstawową umiejętnością, którą każdy operator CNC musi opanować, odgrywając kluczową rolę. Narzędzia CNC są jednak stosunkowo złożone ze względu na ich różnorodność. Typowe narzędzia obejmują frezy walcowo-czołowe, wiertła, gwintowniki, rozwiertaki itp. i w przyszłości napiszemy dedykowany artykuł, aby je wyjaśnić.

Musimy tylko zrozumieć wymagania dotyczące wydajności narzędzi, w tym:

  1. Model, specyfikacje i poziom precyzji narzędzi CNC.
  2. Dobra wydajność cięcia.
  3. Wysoka precyzja.
  4. Wysoka niezawodność.
  5. Wysoka trwałość.

Przy wyborze narzędzi należy wziąć pod uwagę następujące czynniki:

  1. Wybór narzędzi w oparciu o wydajność cięcia części i materiałów.
  2. Wybieraj narzędzia zgodnie z etapami obróbki części.
  3. Wybór narzędzi i parametrów geometrycznych w oparciu o charakterystykę obszaru obróbki.

Jak wybrać ścieżkę narzędzia?

Ścieżki narzędzia odnoszą się do trajektorii i kierunku narzędzia względem przedmiotu obrabianego podczas obróbki CNC. Racjonalny wybór ścieżek narzędzia ma kluczowe znaczenie, ponieważ jest ściśle związany z precyzją obróbki CNC i jakością powierzchni części. Podczas określania ścieżek narzędzia należy wziąć pod uwagę następujące kwestie:

  1. Zapewnienie wymaganej dokładności obróbki części.
  2. Ułatwienie obliczeń numerycznych i zmniejszenie obciążenia programistycznego.
  3. Poszukiwanie najkrótszej ścieżki obróbki CNC w celu skrócenia czasu cięcia pneumatycznego i poprawy wydajności obróbki CNC.
  4. Minimalizacja liczby segmentów programu.
  5. Zapewnienie wymaganej chropowatości powierzchni konturu przedmiotu obrabianego po obróbce CNC. Końcowy kontur powinien być obrabiany w sposób ciągły z ostatnią ścieżką narzędzia.
  6. Należy starannie rozważyć ścieżki podejścia i wycofania narzędzia, aby zminimalizować zatrzymanie narzędzia na konturze (powodując odkształcenie sprężyste z powodu nagłych zmian siły skrawania) i pozostawiając ślady narzędzia. Należy również unikać pionowego wprowadzania narzędzia na powierzchnię konturu, aby zapobiec zarysowaniu przedmiotu obrabianego.

Przepływ pracy precyzyjnej obróbki CNC

W powyższych podstawach obróbki CNC wspomnieliśmy o ogólnym procesie obróbki CNC. Jednak w przypadku obróbki precyzyjnej często dokonujemy dalszego podziału procesu obróbki. Precyzyjna obróbka części jest ukierunkowana na precyzyjne komponenty precyzyjnego sprzętu, wymagające wysokiej precyzji. Wymaga to zrozumienia nie tylko specyficznych wymagań materiałowych dotyczących obróbki części i powszechnych technik obróbki, ale także etapów związanych z precyzyjną obróbką precyzyjnych komponentów.

Tutaj operator konfiguracji FirstMold dzieli się z Tobą pięcioma etapami obróbki precyzyjnych części mechanicznych.

1. Obróbka zgrubna:

Zadaniem jest tutaj usunięcie większości nadmiaru metalu z surowca, nadając mu ostateczny kształt i rozmiar części. Dlatego głównym celem jest poprawa wydajności.

2. Półwykończenie:

Zadaniem jest osiągnięcie pewnego poziomu dokładności na głównych powierzchniach przy jednoczesnym pozostawieniu naddatków na obróbkę, przygotowując się do precyzyjnej obróbki głównych powierzchni (takich jak precyzyjne toczenie i szlifowanie). Może również wykonywać niektóre drugorzędne obróbki powierzchni, takie jak wiercenie, gwintowanie i frezowanie rowków wpustowych.

3. Etap końcowy:

Zadaniem jest zapewnienie, że wszystkie główne powierzchnie spełniają określone wymagania dotyczące dokładności wymiarowej i chropowatości powierzchni. Głównym celem jest zapewnienie ogólnej jakości obróbki.

4. Super wykończenie

W przypadku powierzchni części o bardzo wysokiej dokładności i wymaganiach dotyczących chropowatości powierzchni (powyżej poziomu IT6, z chropowatością powierzchni poniżej Ra0,2um) wymagana jest super obróbka wykańczająca. Głównym celem jest poprawa dokładności precyzyjnej obróbki części i zmniejszenie chropowatości powierzchni, bez poprawy dokładności pozycjonowania.

Cztery etapy precyzyjnej obróbki części przechodzą od obróbki zgrubnej do dokładnej, stopniowo zwiększając precyzję części mechanicznych. Dzięki tym 4 etapom obróbki dokładność części mechanicznych może spełnić wymagania klientów.

Obróbka CNC - trendy, wyzwania i możliwości

Wraz z ciągłym rozwojem technologii, branża obróbki CNC przechodzi ciągłe transformacje i innowacje. Od inteligentnej produkcji po Przemysł 4.0, od ekologicznej produkcji po zrównoważony rozwój, branża obróbki CNC stoi przed licznymi wyzwaniami i możliwościami. Następnie FirstMold przeanalizuje trendy w branży, wyzwania i możliwości na najbliższe 5-10 lat.

Aktualny stan branży obróbki CNC

Po pierwsze, musimy zrozumieć obecny stan branży obróbki CNC. Obecnie branża obróbki CNC pozostaje nieodzowną częścią globalnego przemysłu wytwórczego. Czy to w branży motoryzacyjnej, lotniczej, medycznej, morskiej, elektronicznej itp., wymagane są wysokiej jakości komponenty lub gotowe produkty dostarczane przez branżę obróbki CNC. W obecnej sytuacji gospodarczej zapotrzebowanie rynku na przemysł obróbki CNC pozostaje duże.

Chociaż w ciągu ostatnich kilku dekad branża obróbki CNC musiała stawić czoła konkurencji ze strony krajów o niskich płacach, obecnie coraz więcej firm zdaje sobie sprawę ze znaczenia obróbki CNC i decyduje się na internalizację swoich procesów produkcyjnych. Trend ten doprowadził do trwałego wzrostu popytu rynkowego w branży obróbki CNC.

Wielkość rynku

Wielkość rynku branży obróbki skrawaniem stale rośnie, co jest ściśle związane z rozwojem przemysłu wytwórczego. Według statystyk wielkość globalnego rynku obróbki skrawaniem osiągnęła $13 bilionów w 2019 roku. W nadchodzących latach wielkość rynku branży obróbki skrawaniem będzie nadal rosła, a globalna wielkość rynku obróbki skrawaniem ma osiągnąć $15 bilionów do 2025 roku.

Raport Grand View Research wskazuje, że globalny rynek sztucznej inteligencji w produkcji został wyceniony na $513,6 miliona w 2020 roku i prognozuje się, że wzrośnie przy CAGR na poziomie 41,2% od 2021 do 2028 roku. Integracja technologii AI przyczyniła się do znacznego wzrostu maszyn CNC, zwiększając ich możliwości.

Przewidywanie problemów z wrzecionem maszyny CNC przy użyciu sztucznej inteligencji
Przewidywanie problemów z wrzecionem maszyny CNC przy użyciu sztucznej inteligencji

Inteligentna produkcja

Inteligentna produkcja to jeden z ważnych trendów w branży obróbki skrawaniem. Poprzez integrację technologii takich jak sztuczna inteligencja, Internet Rzeczy i Big Data z liniami produkcyjnymi, można osiągnąć automatyzację, inteligencję i elastyczność w procesie produkcyjnym. Pozwoli to znacznie poprawić wydajność produkcji, obniżyć koszty produkcji i poprawić jakość produktu.

Przemysł 4.0

Przemysł 4.0 odnosi się do wykorzystania technologii takich jak Internet Rzeczy, big data i cloud computing do gromadzenia, analizy i kontroli danych w procesie produkcyjnym. Pozwala to osiągnąć inteligencję i automatyzację procesu produkcyjnego. Przemysł 4.0 przyniesie wyższą wydajność produkcji, niższe koszty produkcji i lepszą jakość produktów w branży obróbki skrawaniem.

Zielona produkcja

Wraz z rosnącą świadomością ekologiczną, zielona produkcja stała się ważnym trendem w branży obróbki skrawaniem. Ekologiczna produkcja wymaga zmniejszenia zużycia energii, obniżenia emisji odpadów i poprawy wykorzystania zasobów w procesie produkcyjnym, osiągając zrównoważony rozwój w procesie produkcyjnym.

Modularyzacja i standaryzacja

Modularyzacja i standaryzacja są ważnymi środkami dla przemysłu obróbki skrawaniem w celu osiągnięcia wydajnej produkcji. Rozkładając produkty na wiele modułów, można osiągnąć modularyzację procesu produkcyjnego; ustanawiając znormalizowane procesy produkcyjne, można poprawić wydajność produkcji i obniżyć koszty produkcji.

Wyzwania w branży CNC

Innowacje technologiczne

W obliczu coraz ostrzejszej konkurencji rynkowej przedsiębiorstwa zajmujące się obróbką skrawaniem muszą stale wprowadzać innowacje technologiczne, aby dostosować się do zmian rynkowych. Innowacje technologiczne wymagają jednak dużych inwestycji kapitałowych, a wiele przedsiębiorstw może stanąć przed dylematem niewystarczających funduszy.

Niedobór talentów

Wraz z rozwojem technologii, w branży obróbki skrawaniem rośnie zapotrzebowanie na talenty. Jednak niedobór talentów stał się wąskim gardłem dla rozwoju wielu przedsiębiorstw. Przedsiębiorstwa muszą zwiększyć liczbę szkoleń i wprowadzać talenty, aby sprostać potrzebom rozwoju.

Konkurencja rynkowa

Wraz z postępem globalizacji konkurencja na rynku staje się coraz bardziej zacięta. Przedsiębiorstwa muszą zwiększać konkurencyjność swoich produktów, aby dostosować się do zmian rynkowych. Konkurencja rynkowa wymaga jednak od przedsiębiorstw ciągłego wprowadzania innowacji, poprawy wydajności produkcji, obniżenia kosztów produkcji i poprawy opłacalności produktów.

Wymagania środowiskowe

Ochrona środowiska stała się gorącym tematem na całym świecie, a branża obróbki skrawaniem nie jest wyjątkiem. Wraz z ciągłym wzrostem wymagań środowiskowych, przemysł obróbki skrawaniem stale optymalizuje procesy produkcyjne, zmniejszając zanieczyszczenie środowiska. Na przykład, stosując nowe materiały, nowe procesy, zmniejszając emisję spalin, ścieków i żużla odpadowego, osiągając ekologiczną produkcję. W przyszłości, wraz ze wzrostem wymagań środowiskowych, branża obróbki skrawaniem będzie nadal wprowadzać bardziej przyjazne dla środowiska metody produkcji i produkty, aby sprostać zapotrzebowaniu rynku.

Przyszłe możliwości

Musimy zdać sobie sprawę, że branża obróbki skrawaniem wciąż potrzebuje talentów. Chociaż technologia cyfrowa i sprzęt do automatyzacji mogą znacznie poprawić wydajność produkcji i poziom jakości, sprzęt ten nadal wymaga obsługi i konserwacji przez człowieka.

Co więcej, branża obróbki skrawaniem nadal potrzebuje profesjonalnego personelu technicznego do badań i rozwoju bardziej zaawansowanych technologii i sprzętu, aby sprostać zmieniającym się wymaganiom rynku. Ponadto, branża obróbki skrawaniem nadal potrzebuje wykwalifikowanych rzemieślników o wysokich umiejętnościach i doświadczeniu w przetwarzaniu złożonych komponentów. Wszystkie te zadania wymagają talentów z odpowiednimi umiejętnościami i wiedzą.

Można zatem stwierdzić, że branża obróbki skrawaniem wciąż ma przed sobą przyszłość. Chociaż technologia cyfrowa i sprzęt do automatyzacji wywarły ogromny wpływ na branżę obróbki skrawaniem, technologie te i sprzęt nie mogą całkowicie zastąpić roli człowieka. Branża obróbki skrawaniem wymaga talentów o wysokich umiejętnościach i doświadczeniu w przetwarzaniu złożonych komponentów.

Jak zatem branża obróbki skrawaniem może zapewnić zrównoważony rozwój i dostosować się do przyszłych zmian? Po pierwsze, branża obróbki skrawaniem musi wzmocnić swoją integrację z technologią cyfrową i sprzętem do automatyzacji, aktywnie badać i przyjmować nowe technologie i sprzęt w celu poprawy wydajności produkcji i poziomów jakości. Po drugie, branża obróbki skrawaniem musi wzmocnić szkolenia i rozwój talentów, przyciągnąć więcej młodych ludzi do branży oraz poprawić ogólny poziom techniczny i konkurencyjność branży.

Wnioski

Powyżej znajduje się najbardziej kompleksowa interpretacja FirstMold "Czym jest obróbka CNC", od podstawowej wiedzy po zaawansowane dyskusje na temat przyszłości branży. Wierzymy, że uzyskaliście z niej cenne spostrzeżenia.

To już prawie koniec wprowadzenia do obróbki CNC. Nazywam się Lee Young. Pracuję w Firstmold od ponad 10 lat i mam dziesięciolecia doświadczenia w branży. Zawsze służę pomocą w przypadku jakichkolwiek pytań dotyczących branży obróbki skrawaniem. Nie wahaj się ze mną skontaktować, a dołożę wszelkich starań, aby udzielić Ci odpowiedzi i wskazówek, których potrzebujesz.

Spis treści
Tagi
Komentarze

Jedna odpowiedź

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *