Krótki wgląd w obróbkę CNC

Obróbka CNC, określana jako Computer Numerical Control Machining, jest szeroko stosowanym, wstępnie zaprogramowanym procesem produkcyjnym, który instruuje sprzęt fabryczny o technikach i metodach. Ten rodzaj obróbki jest preferowany w przypadku wielu złożonych procedur, od szlifowania CNC, toczenia, po frezowanie CNC. W rzeczywistości trójwymiarowe cięcie jest łatwe dzięki obróbce CNC.

Co najlepsze, procesy CNC działają w przeciwieństwie do operacji ręcznych, w których zasoby ludzkie są wymagane do wysyłania poleceń za pomocą kół, dźwigni i przycisków. Dla zwykłego człowieka obróbka sterowana numerycznie może wydawać się zwykłym sprzętem, ale konsole oprogramowania i programy sprawiają, że jest on odpowiedni do celów CNC.

Czym jest obróbka CNC?

System CNC działa w oparciu o polecenia binarne i instrukcje graficzne, które są przekazywane do odpowiednich maszyn i narzędzi. Podobnie jak roboty, system ten pracuje wydajnie nad wielowymiarowymi zadaniami, wytwarzając w ten sposób dokładne i funkcjonalne produkty.

Pomimo błędów w zadaniach wielowymiarowych, system numeryczny często pozostaje bezbłędny dla generatora kodu - cała zasługa leży po stronie umiejscowienia systemu sterowania.

Maszyny sterowane numerycznie wykorzystują karty dziurkowane do pobierania instrukcji, podczas gdy maszyny CNC wymagają małych klawiatur do wprowadzania informacji. Dane są przechowywane na karcie pamięci, podczas gdy kody są wprowadzane lub edytowane przez programistów CNC. Producenci muszą upewnić się, że istnieje duża moc obliczeniowa, a programiści CNC mają dostęp do wszystkich danych, aby wprowadzać zmiany zgodnie z wymaganiami. (Lynch, 2022)

Rys historyczny obróbki CNC

Wynalezienie maszyn CNC jest głęboko zakorzenione w idei maszyn NC (Numerical Control). W 1949 roku John T. Parsons zaprojektował maszynę NC, która była używana do pracy bezpośrednio na kartach dziurkowanych w celu uzyskania lepszych ruchów.

Maszyna NC Parsonsa stanowiła podstawę dla zespołu badaczy, którzy w 1952 roku opracowali koncepcję obróbki CNC. Kierowany przez J.F. Reintjesa zespół z MIT (Massachusetts Institute of Technology) zaprojektował pierwszy prototyp maszyny CNC. Później, we współpracy z Richardem Kreggiem, wprowadzili na rynek pierwszą komercyjną maszynę CNC. Nazwana Cincinnati Milacron Hydrotel, stała się pierwszym producentem maszyn sterowanych numerycznie.

Maszyny CNC zostały zaprojektowane z myślą o produkcji skomplikowanych kształtów oraz precyzyjnych i powtarzalnych części bez ponoszenia ogromnych kosztów. Producenci mają swobodę opracowywania dowolnych złożonych kształtów, co nie jest możliwe w przypadku tradycyjnego frezowania. W rzeczywistości obróbka krzywych nieliniowych jest możliwa z dokładnością ponad 90%.

Rodzaje maszyn CNC

Od czasu ich wynalezienia w 1940 roku, maszyny sterowane numerycznie przeszły długą drogę. Postęp technologiczny zastąpił analogowe elementy sterujące wersjami cyfrowymi, prowadząc tym samym do lepszej wydajności, efektywności i masowej produkcji.

Obecnie większość maszyn CNC jest zautomatyzowana i udowodniła swoją doskonałość w wielu operacjach elektronicznych, w szczególności w wykrawaniu otworów, cięciu laserowym i spawaniu ultradźwiękowym. Producenci muszą tylko wybrać odpowiedni rodzaj obróbki CNC zgodnie ze swoimi wymaganiami produkcyjnymi.

Wskazówki: Kliknij, aby sprawdzić "Ranking światowych marek maszyn CNC“.

Młyny CNC

Młyny sterowane numerycznie mają możliwość odczytywania poleceń numerycznych lub literowych w celu pracy nad elementami na wielu maszynach. Powszechnie używanym językiem jest G-kod, lub może to być unikalne medium stworzone przez zespół produkcyjny. Podstawowe frezarki CNC mogą z łatwością odczytywać trójwymiarowe obrazy, tj. X, Y i Z, ale jeśli produkcja wymaga maszyny wielowymiarowej, na rynku dostępnych jest kilka zaawansowanych frezarek.

Tokarki

W przypadku produktów okrągłych żadna maszyna nie może pracować tak wydajnie jak Tokarki CNC z narzędziami wymiennymi. Sprawdzają się one w pracy ze złożonymi projektami, w których kluczowa jest wysoka prędkość i precyzja. Jednak ich system sterowania jest podobny do tego stosowanego we frezarkach CNC, co ułatwia producentom łatwą modernizację do tokarek CNC (z frezarek CNC) w dowolnym momencie. W rzeczywistości tokarki CNC również działają w oparciu o kody G lub unikalne, zastrzeżone polecenia, ale w 2 osiach, tj. X i Z.

Przecinarki plazmowe

Przecinarki te są idealne do pracy z materiałami metalowymi, ponieważ ich palniki plazmowe wytwarzają wystarczającą energię i prędkość do przecinania metali. Określane jako połączenie łuku elektrycznego i sprężonego powietrza, przecinarki plazmowe są przeznaczone do wielu ciężkich zadań.

Maszyny elektroerozyjne lub EDM

Elektryczne maszyny wyładowcze jest również znana jako obróbka iskrowa i drążenie matrycowe. EDM wykorzystuje iskry elektryczne do przekształcania surowców w pożądane kształty. Gdy dwie elektrody zderzają się i wytwarzają prąd, materiał jest dzielony na wymagane elementy. W rzeczywistości producenci mogą łatwo zwiększyć lub zmniejszyć odległość między dwiema elektrodami, aby odpowiednio wzmocnić lub osłabić pole elektryczne.

Przecinarki strumieniowe

Podobnie jak EDM i przecinarki plazmowe, przecinarki wodne są również odpowiedzialne za wykonywanie trudnych zadań cięcia - szczególnie metalu i granitu. Różnica polega na ich czynniku tnącym - jak sama nazwa wskazuje, przecinarki wodne wykorzystują wodę jako czynnik tnący, który jest następnie łączony z piaskiem lub dowolną substancją ścierną w celu uzyskania lepszej wydajności. Przecinarki wodne są szczególnie ważne w przypadku materiałów, które nie tolerują ciepła, a mianowicie w przemyśle wydobywczym i lotniczym. Są one potrzebne do rzeźbienia i przecinania materiałów tak, aby nie nastąpiła żadna zmiana ich wewnętrznych właściwości.

Rodzaje systemów obróbki CNC

Obróbka CNC działa w oparciu o język G-code, którego głównym celem jest maksymalizacja kontroli behawioralnej odpowiednich maszyn, takich jak posuw, koordynacja i prędkość.

W praktyce, wstępne zaprogramowanie pozycji i prędkości obrabiarek CNC za pomocą oprogramowania w powtarzalnych cyklach przy minimalnym nadzorze człowieka jest dość łatwe. Producenci muszą jedynie opracować dwu- lub trójwymiarowe schematy CAD i przekonwertować je na kody komputerowe, aby były czytelne dla systemów CNC.

Ten rodzaj obróbki jest szczególnie przydatny w produkcji tworzyw sztucznych i metali. Chodzi tylko o wybór odpowiedniego programowania CNC w oparciu o następujące szczegóły:

System obróbki w pętli otwartej lub zamkniętej

Bardzo ważne jest zapewnienie kontroli położenia za pomocą systemów z otwartą lub zamkniętą pętlą. W pętlach otwartych sygnały przepływają w jednym kierunku, tj. między silnikiem a sterownikiem CNC, podczas gdy w pętlach zamkniętych dość łatwo jest odbierać informacje zwrotne z dowolnego kierunku. Taka wydajność ułatwia producentom i systemom obróbki minimalizowanie jak największej liczby błędów - zwłaszcza w zakresie pozycjonowania i prędkości.

W tym przypadku warto wspomnieć, że operacje wykonywane są w dwóch osiach, tj. X i Y. Narzędzia te wykorzystują serwomotory lub silniki krokowe do replikowania ruchów zgodnie z poleceniami kodu G. W przypadku ograniczonego ruchu maszyny CNC z minimalną prędkością i siłą, systemy z otwartą pętlą są idealne, podczas gdy pętle zamknięte dobrze sprawdzają się w zastosowaniach przemysłowych. Systemy z zamkniętą pętlą zapewniają wyższą dokładność, szybkość i spójność, aby sprostać ciężkim zadaniom, takim jak obróbka metalu.

Zautomatyzowana obróbka CNC

Rozwijająca się technologia umożliwiła maksymalizację produkcji dzięki wstępnie zaprogramowanemu oprogramowaniu. W dzisiejszych czasach producenci nie muszą zatrudniać ogromnej siły roboczej do przeprowadzania operacji. Protokoły CNC umożliwiają producentom rozpoczęcie zautomatyzowanej produkcji poprzez projekty CAD. Wymiary są wyraźnie wymienione na tych schematach, które są wprowadzane za pomocą CAD lub zaawansowanego oprogramowania do projektowania wspomaganego komputerowo. Schematy są następnie skutecznie przekształcane w gotowe produkty za pomocą CAM lub oprogramowania do produkcji wspomaganej komputerowo.

Czasami produkcja może wymagać użycia obrabiarek, takich jak frezy lub wiertła, aby uniknąć jakichkolwiek kompromisów w zakresie jakości produktów. Producenci mogą używać sprzętu z wieloma funkcjami obróbki CNC lub instalować wiele maszyn wraz z robotami do obsługi operacji. W tym celu wymagany jest oddzielny program do kierowania robotami w celu przenoszenia elementów z jednego miejsca do drugiego.

Różne procesy obróbki CNC

W zależności od wymagań przemysłowych, producenci CNC odkryli wiele procesów, w których obróbka CNC działa inaczej i wydajniej. Przyjrzyjmy się niektórym z nich:

Toczenie CNC

Tokarki CNC są wykorzystywane w toczeniu CNC do formowania tworzyw sztucznych i metali w pożądane rozmiary i kształty. Toczenie to sprawdziło się w produkcji wytrzymałych części toczonych CNC, które zapewniają wysoką precyzję w branżach takich jak urządzenia medyczne, motoryzacja, elektronika, lotnictwo itp.

Wskazówki: Możesz być także zainteresowany "Usługa toczenia CNC“.

Frezowanie CNC

Frezowanie CNC odnosi się do procesu cięcia dużego bloku metalu lub tworzywa sztucznego na małe kawałki o różnej geometrii. Ten subtraktywny proces działa z maszynami 3-, 4- i 5-osiowymi do produkcji części z tolerancją 0,01 mm. Producenci muszą tylko pamiętać o jednej zasadzie - im większa liczba osi, tym lepsza możliwość uzyskania kątów cięcia i złożonych części. Od prototypowania po produkty niestandardowe, muszą wybrać odpowiednią frezarkę CNC, aby uzyskać wysokiej jakości i precyzyjne produkty.

Wskazówki: Możesz być także zainteresowany "Usługa frezowania CNC“.

Cięcie drutem i EDM

Ten rodzaj procesu cięcia CNC obejmuje druty molibdenowe, miedziane lub grafitowe w celu uzyskania pożądanych ostrych narożników, podcięć, a nawet usuwania odpadów z elementów. W rzeczywistości EDM są szeroko stosowane do szybkiego oprzyrządowania i formowania. Są one dalej podzielone na następujące kategorie:

• Zgrubne cięcie (pierwsze przejście): Znany z pracy na bardziej chropowatych powierzchniach w celu uzyskania określonych projektów, Rough Cut EDM szczyci się tolerancją 0,002 (+/-). Dzięki dokładności 90% w pierwszym przejściu, poziom tolerancji jest idealny do spełnienia wymagań dotyczących wykończenia powierzchni.
• Cięcie wykańczające (drugie przejście): Aby uzyskać lepsze wyniki, cięcie wykańczające pojawia się jako drugi etap procesu z tolerancją do 0,0005 (+/-). Oczekuje się również, że wykończenie powierzchni wyniesie 72 µin, których różnica jest nie do odróżnienia gołym okiem.
• Szczegóły granularne (trzecie przejście): Metoda ta jest idealna do uzyskania najlepszych wykończeń i delikatnych cięć drutu do wrażliwych zastosowań, takich jak części lotnicze i medyczne. Ten 3-etapowy proces pomaga producentom zmniejszyć wykończenie do 35 µin, aby tworzyć wyjątkowe produkty.

Szlifowanie CNC

Szlifowanie CNC okazało się idealnym wyborem do obróbki płaskich powierzchni lub okrągłych elementów. Co więcej, tolerancja dla takich produktów wynosi 0,005 mm (+/-), w zależności od zapotrzebowania produkcyjnego.

Wskazówki: Dowiedz się więcej o "Szlifowanie CNC“.

Szwajcarska obróbka skrawaniem

W przypadku skomplikowanych lub cienkich części producenci muszą wybrać obróbkę szwajcarską ze względu na jej wydajność cięcia. Proces ten może z łatwością wycinać materiał z wąskich przestrzeni i w pobliżu uchwytu, aby zapobiec odkształceniom.

Szwajcarska obróbka skrawaniem może obsłużyć cały proces, od prototypowania po produkcję seryjną tworzyw sztucznych i metali. Opracowane w ten sposób produkty zapewniają pożądaną funkcjonalność przez dłuższy czas.

Frezowanie CNC

Frezowanie CNC działa na miękkich materiałach, takich jak EVA, pianka EPS, a nawet drewno, wraz z niektórymi metalowymi lub plastikowymi częściami. Maszyny mogą tworzyć produkty o wąskiej tolerancji i ostrych krawędziach.

Wieloosiowość w obróbce CNC

Industrializacja przyniosła ogromne zmiany w technikach, metodach i procesach obróbki CNC. Zastosowanie wieloosiowej obróbki CNC uprościło tworzenie ostrych i złożonych kształtów o skomplikowanych cechach i niesamowitej precyzji produkcji.

Określany jako wieloosiowa obróbka CNC, ten nowoczesny system obróbki pozwala producentom wytwarzać skomplikowane kształty za pomocą najprostszych kroków.

W przeciwieństwie do tradycyjnej obróbki w osiach X, Y i Z, ta wieloosiowa koncepcja szczyci się umieszczeniem większej liczby osi na obrabianym przedmiocie lub narzędziu, umożliwiając w ten sposób ruch w wielu osiach. Umożliwia to producentom tworzenie nowoczesnych i eleganckich projektów, które nie są możliwe przy użyciu prostych technik obróbki.

Ludzie dzielą wieloosiową obróbkę CNC na następujące kategorie, które mają znaczenie w oparciu o ich zastosowania:

3-osiowa obróbka CNC

Obróbka 3-osiowa to typowy proces, który opiera się na trzech mechanizmach. Rozpoczyna się od ruchu wrzeciona w górę i w dół, po którym następuje ruch boczny oraz ruch w przód i w tył.

Obróbka 3-osiowa koncentruje się na trzech osiach X, Y i Z, które działają w oparciu o klasyczne zasady cięcia w celu wycinania jednolitych elementów. Nie działa ona jednak na trudno dostępnych sekcjach, a maszyny muszą pracować wielokrotnie na jednym elemencie, co ostatecznie zmniejsza produktywność i wydajność.

4-osiowa obróbka CNC

Biorąc pod uwagę ograniczenia w obróbce 3-osiowej, obróbka 4- i 5-osiowa może być świetnym substytutem.

Podczas gdy 4-osiowa obróbka CNC opiera się na tym samym mechanizmie, obejmuje ona dodatkową oś, która nieco ułatwia pracę. Podczas pracy wrzeciono porusza się w trzech osiach - w przód i w tył, na boki oraz w górę i w dół - utrzymując obrabiany przedmiot nieruchomo.

W obróbce 4-osiowej wrzeciono porusza się wzdłuż osi A (lub osi X), aby poradzić sobie z sytuacjami takimi jak wycinanie lub wiercenie otworów. Ta dodatkowa oś zwiększa również dokładność i wydajność produkcji.

5-osiowa obróbka CNC

Dzięki 2 dodatkowym osiom, ta wersja 3-osiowej obróbki CNC obiecuje niesamowitą wydajność i satysfakcję.

W 5-osiowym systemie obróbki narzędzie tnące i wrzeciono pracują w trzech osiach, podczas gdy istnieją dalsze obroty w osi Z (zwanej również osią C), osi Y (oś B) i osi X (oś A). System może wykorzystywać dowolne dwie z osi obrotowych w zależności od wymagań.

Obróbka 5-osiowa jest dalej podzielona na następujące elementy:

Obróbka CNC w 3 + 2 osiach

Znana jako podtyp obróbki 5-osiowej, obróbka 3 + 2-osiowa mieści się gdzieś pomiędzy obróbką 5-osiową a 3-osiową, co czyni ją bardzo skuteczną i korzystną metodą produkcji. Czasami jest ona również określana jako pozycyjna obróbka 5-osiowa.

Najlepszą częścią obróbki 3+2-osiowej jest to, że nie zmienia ona pozycji narzędzia wraz z obrotem stołu lub wrzeciona. W rezultacie narzędzie tnące nie tnie idealnie i pomaga uzyskać skomplikowane i nieregularne kształty.

Obróbka CNC w 4 + 1 osiach

W tej konfiguracji obróbki 5-osiowej pracują osie stacjonarne - tj. jedna oś obrabia podłoże w ustalonej pozycji. 4+1-osiowa jest znana jako najprostsza forma obróbki 5-osiowej, ponieważ wykorzystuje 1 oś obrotową i 3 osie translacyjne.

Warto wspomnieć, że producenci nie mogą łatwo określić kąta powierzchni ze względu na stabilność ruchu. Ta zależna od powierzchni obróbka zmniejsza prędkość i wydajność, a tym samym ma ograniczone zastosowania w przypadku kształtów cylindrycznych.

Jednoczesna 5-osiowa obróbka CNC

W tym systemie obróbki zależnej od powierzchni, narzędzie tnące jest umieszczane nad podłożem i umożliwia ruch narzędzia tnącego w 3 podstawowych osiach. Z drugiej strony, obrabiany przedmiot również obraca się wzdłuż 3 osi obrotowych, umożliwiając w ten sposób frezowanie lub cięcie w trudno dostępnych miejscach.

Wskazówki: Możesz być także zainteresowany "Obróbka CNC w 4 i 5 osiach“.

Materiały stosowane w obróbce CNC

Branża obróbki CNC stała się jedną z wszechstronnych dziedzin, w których można wykazać się kreatywnością i innowacyjnością. Umożliwia ona producentom obróbkę ponad 150 rodzajów tworzyw sztucznych i metali w celu spełnienia wymagań klientów.

Materiały	Opis
Miedź	Miedź charakteryzuje się wyjątkową przewodnością elektryczną i cieplną oraz plastycznością. Jest odporna na korozję, ciągliwa i łatwa do spawania.
Aluminium	Aluminium jest metalem plastycznym ze względu na niesamowity stosunek wytrzymałości do masy. Producenci mogą wybrać dowolny rodzaj pracy.
Stal nierdzewna	Ze względu na niską zawartość węgla, stal nierdzewna jest dobrym materiałem do zastosowań przemysłowych. Ponadto zawiera ona 10% chromu.
Tworzywa sztuczne	Dzięki przystępnej cenie, szybszej obróbce i szerokiemu wyborowi, producenci CNC mogą wytwarzać ogromną różnorodność produktów z tworzyw sztucznych.
Tytan	Tytan jest znany ze swojej odporności na korozję, tolerancji na ekstremalne temperatury i reakcje chemiczne. Sekret tkwi w niesamowitym stosunku wytrzymałości do masy.
Mosiądz	Mosiądz jest szczególnie używany ze względu na niskie tarcie, wygląd złotego mosiądzu i przewodność elektryczną.

Wskazówki: Kliknij, aby poznać najbardziej wszechstronne "Materiały do obróbki CNC“.

Dlaczego warto wybrać obróbkę CNC? Kluczowe korzyści

Precyzyjna obróbka CNC może kosztować nieco więcej niż tradycyjne metody obróbki. Jednak w dłuższej perspektywie korzyści oferowane przez ten proces zdecydowanie sprawiają, że jest on wart znacznej inwestycji.

Wysoka dokładność

Ścisłe tolerancje są bezpośrednim wskazaniem, że produkt końcowy wykonany w procesie obróbki precyzyjnej będzie bardzo dokładny. Obróbka precyzyjna jest zazwyczaj wykonywana na częściach, które muszą współdziałać z innymi częściami. Dlatego wysoka dokładność jest niezbędna, aby te konkretne części działały idealnie na późniejszym etapie.

Wysoka powtarzalność

Koncepcja powtarzalności jest jednym z kluczowych fundamentów nowoczesnej produkcji. Każda część wyprodukowana w określonym procesie wygląda podobnie do innych części dla użytkownika końcowego. Każde odchylenie od tej repliki jest zwykle uważane za wadę. Obróbka precyzyjna jest pod tym względem atrakcyjna. Korzystając z precyzyjnej obróbki CNC, możliwe jest wykonanie każdej części identycznej z oryginałem z pomijalnymi odchyleniami.

Niskie koszty produkcji

Ponieważ przy precyzyjnej obróbce nie występują odchylenia, produkowanych jest mniej wadliwych części. W rezultacie proces ten może znacznie zmniejszyć wskaźnik odpadów części. W rezultacie koszty materiałów są niskie. Ponadto, zautomatyzowane procesy produkcyjne wspomagane komputerowo mogą obniżyć koszty pracy. Łączna redukcja kosztów pracy i materiałów oznacza, że obróbka CNC jest tańsza w produkcji niż jakakolwiek alternatywa.

Szybkość i wydajność

Obróbka precyzyjna obejmuje roboty o dużej prędkości, które mogą tworzyć części szybciej niż ręczna produkcja na tradycyjnej tokarce. Ponadto, części te są wykańczane z wysoką dokładnością i wąskimi tolerancjami, dzięki czemu obróbka wtórna nie jest wymagana. Skraca to czas produkcji oraz zwiększa produktywność i wydajność na hali produkcyjnej.

Kompleksowe możliwości obróbki

Maszyny CNC mogą wykonywać złożone operacje obróbki, takie jak frezowanie powierzchni 3D, cięcie spiralne i jednoczesna obróbka wieloosiowa. Mogą one dokładnie kontrolować ruch narzędzi i obrabianych przedmiotów zgodnie z wcześniej napisanymi programami, umożliwiając obróbkę złożonych kształtów i struktur.

Bezpieczeństwo

Maszyny CNC zastępują ludzką pracę skomputeryzowanym sterowaniem numerycznym i eliminują czynnik ryzyka błędu ludzkiego związanego z procesem cięcia, znacznie zmniejszając potencjalne zagrożenia, na jakie narażeni są pracownicy podczas korzystania z maszyny. Pracownicy są również w stanie przejść na stanowiska wymagające wysokich umiejętności, takie jak projektowanie CNC.

Ograniczanie błędów ludzkich

Ponieważ pracą obrabiarek CNC sterują komputery, wpływ czynnika ludzkiego na jakość obróbki jest ograniczony. Błędy ludzkie, takie jak zmęczenie, niekonsekwentna obsługa i osąd, często prowadzą do słabych wyników obróbki. Korzystanie z obrabiarek CNC ogranicza te błędy i poprawia spójność i dokładność obróbki.

Wysoka elastyczność

Maszyny CNC mogą być dostosowywane do różnych potrzeb obróbki poprzez zmianę wstępnie napisanych programów. Ta elastyczność pozwala na obróbkę wielu różnych części na tej samej maszynie bez konieczności dokonywania znacznych zmian lub regulacji sprzętu.

Zastosowania obróbki CNC

Jakie rodzaje części można obrabiać za pomocą obróbki CNC, która jest tak szeroko stosowana? Podstawowe elementy obrabiane za jej pomocą dzielą się na pięć kategorii: części skrzynkowe, złożone powierzchnie, elementy o nieregularnych kształtach, części tarczowe/tulejowe/płytowe oraz specjalne operacje obróbki.

1. Części typu skrzynkowego

Części typu skrzynkowego zazwyczaj odnoszą się do komponentów z wieloma systemami otworów, wewnętrznymi wnękami i określonymi proporcjami długości/szerokości/wysokości.

Części te są szeroko stosowane w obrabiarkach, samochodach, produkcji samolotów i innych gałęziach przemysłu. Wymagają one wielostanowiskowej obróbki układów otworów i płaszczyzn z wysokimi tolerancjami, zwłaszcza ścisłego wymiarowania geometrycznego i tolerancji (GD&T).

W przypadku obróbki większej liczby stanowisk roboczych lub konieczności kilkukrotnego obracania stołu obróbczego w celu wykonania kąta części, zazwyczaj wybiera się poziome centra obróbcze do wytaczania/frezowania.

Gdy jest mniej stacji do obróbki, a rozpiętość nie jest duża, można wybrać pionowe centra obróbkowe (VMC) do obróbki z jednego końca.

2. Złożone powierzchnie

Złożone powierzchnie zajmują szczególnie ważną pozycję w przemyśle maszynowym, zwłaszcza w przemyśle lotniczym.

Złożone powierzchnie są trudne lub nawet niemożliwe do uzyskania przy użyciu zwykłych metod obróbki. Tradycyjną metodą jest odlewanie precyzyjne i można sobie wyobrazić, że jego dokładność jest niska.

Typowymi częściami o złożonej powierzchni są różne wirniki, turbiny wiatrowe, powierzchnie sferyczne, zakrzywione formy formujące, śmigła i silniki odrzutowe, a także niektóre inne powierzchnie o dowolnym kształcie.

Kluczowe podtypy:

Krzywki i mechanizmy krzywkowe

Jako podstawowe elementy mechanicznego przechowywania i przesyłania informacji, krzywki i mechanizmy krzywkowe są szeroko stosowane w różnych automatach. Podczas obróbki takich części, ludzie mogą wybrać 3-osiowe, 4-osiowe lub 5-osiowe symultaniczne centra obróbcze w zależności od złożoności.

Zintegrowane wirniki

Części takie jak zintegrowane wirniki są często stosowane w sprężarkach do silników lotniczych, rozprężarkach do urządzeń wytwarzających tlen, jednośrubowych sprężarkach powietrza itp. Obróbka takich profili może być wykonywana tylko za pomocą czteroosiowego lub więcej jednoczesnego centrum obróbczego. Do wykonania takiego profilu można użyć więcej niż czteroosiowego połączenia centrum obróbczego.

Formy

Formy, takie jak formy wtryskowe, formy gumowe, formy do spieniania próżniowego, formy do odlewania ciśnieniowego itp.

Powierzchnie sferyczne

Powierzchnie sferyczne mogą być frezowane na centrach obróbczych. Frezowanie 3-osiowe ogranicza się do nieefektywnej aproksymacji przy użyciu frezów kulistych, podczas gdy frezowanie 5-osiowe umożliwia wydajną obróbkę obwiedniową przy użyciu frezów płaskich, aby zbliżyć się do profilu sferycznego.

Gdy złożone powierzchnie są obrabiane za pomocą centrów obróbczych, obciążenie programowaniem jest duże i większość z nich wymaga technologii automatycznego programowania.

03. Komponenty o nieregularnych kształtach

Komponenty o nieregularnych kształtach to części o nieregularnych kształtach, z których większość wymaga połączenia obróbki punktowej, liniowej i powierzchniowej.

Części te są zazwyczaj mniej sztywne. Są łatwe do odkształcenia i trudne do kontrolowania w procesie mocowania, a także trudno jest zapewnić dokładność obróbki. Nawet w niektórych szczególnych przypadkach obróbka części za pomocą zwykłych obrabiarek jest trudna do wykonania.

Podczas obróbki komponentów o nieregularnych kształtach za pomocą centrów obróbczych należy stosować rozsądne środki procesowe. Na przykład, należy zoptymalizować procesy przy użyciu pojedynczych/podwójnych ustawień na centrach obróbczych, aby wykorzystać ich hybrydowe możliwości wielozadaniowe.

04. Części tarcz/tulei/płyt

Części tarczowe, tulejowe i płytowe odnoszą się do elementów tarczowych/tulejowych lub wałów z rowkami wpustowymi, otworami promieniowymi lub rozłożonymi na powierzchni czołowej wzorami otworów i zakrzywionymi powierzchniami. Przykłady obejmują kołnierzowe tuleje wału, wały z rowkami wpustowymi lub kwadratowymi końcami, a także części płytowe wymagające rozległej obróbki otworów, takie jak różne pokrywy silników. Części typu tarczowego z wzorami otworów na powierzchni czołowej i zakrzywionymi powierzchniami są zalecane dla pionowych centrów obróbczych, podczas gdy te z otworami promieniowymi mogą wykorzystywać poziome centra obróbcze.

05. Przetwarzanie specjalne

Po opanowaniu funkcjonalności centrów obróbczych, operatorzy mogą wykonywać specjalistyczne procesy, wykorzystując odpowiednie uchwyty i dedykowane oprzyrządowanie, takie jak grawerowanie tekstu, linii lub wzorów na metalowych powierzchniach.

Dzięki wyposażeniu wrzeciona centrum obróbczego w zasilacz EDM o wysokiej częstotliwości, można wykonać hartowanie powierzchniowe powierzchni metalowych za pomocą skanowania liniowego.

Wyposażenie centrum obróbczego w wysokoobrotową głowicę szlifierską umożliwia szlifowanie małomodułowych ewolwentowych kół zębatych stożkowych, a także różnych krzywizn i powierzchni.

Normy i tolerancja obróbki CNC

Jeśli chodzi o usługi precyzyjnej obróbki skrawaniem, konieczne jest zrozumienie znaczenia standardów obróbki CNC i ich tolerancji. W przypadku pomiarów liniowych i kątowych przedmiotów obrabianych jest to norma ISO 2768-1, natomiast w przypadku chropowatości powierzchni jest to norma ISO 2768-2. Producenci muszą mieć pewność co do wymaganych tolerancji, aby osiągnąć wiarygodne i dokładne wyniki.

Poniżej znajduje się tabela tolerancji obróbki CNC, która przedstawia odchylenia wymiarowe dla procesu obróbki. Umożliwia on inżynierom i operatorom maszyn uzyskanie jasnego obrazu dopuszczalnych ograniczeń parametrów, takich jak wykończenie powierzchni, cechy geometryczne i wymiary. ^[1].

Zakres wymiarów liniowych (mm)	F (Fine)	M (średni)	C (gruboziarnisty)	V (bardzo gruboziarnisty)
0,5 do 3	+/- 0.05	+/- 0.1	+/- 0.2	–
Powyżej 3 do 6	+/- 0.05	+/- 0.1	+/- 0.3	+/- 0.5
Powyżej 6 do 30	+/- 0.1	+/- 0.2	+/- 0.5	+ 1.0
Ponad 30 do 120	+/- 0.15	+/- 0.3	+ 0.8	+ 1.5
Ponad 120 do 400	+ 0.2	+ 0.5	+ 1.2	+ 2.5
Ponad 400 do 1000	–	+ 0.8	+ 2.0	+ 4.0
Ponad 1000 do 2000	+ 0.5	+ 1.2	+ 3.0	+ 6.0
Ponad 2000 do 4000	–	+ 2.0	+ 4.0	+ 8.0

Jednostronna tolerancja

Jak sama nazwa wskazuje, tolerancje jednostronne są dopuszczalne tylko w jednym kierunku. Może to być pozycja lub wartość ujemna. Na przykład, jednostronna tolerancja 0,00 / - 0,07 mm oznacza, że produkt może mieć mniej niż 0,07 mm, ale nie powinien przekraczać określonych wymiarów.

W praktyce, tolerancja jednostronna jest stosowana w projektach, które wymagają dopasowania do siebie wielu elementów. W ten sposób wymiary zawsze pozostają takie same, dzięki czemu każda część może zostać połączona zgodnie z wymaganiami.

Tolerancje dwustronne

W tolerancji dwustronnej różnica w stosunku do wymaganych wymiarów zewnętrznych może być dowolna, tj. dodatnia lub ujemna, umożliwiając tym samym zmniejszenie lub zwiększenie części w stosunku do pomiarów. Na przykład, jeśli tolerancja dwustronna wynosi +/- 0,06 mm, oznacza to, że wyprodukowana część może być dłuższa lub krótsza o 0,6 mm ^[2].

Wymiarowanie geometryczne i tolerancja

Jest ona bardziej precyzyjna i dokładna w porównaniu z innymi tolerancjami obróbki. GD&T uwzględnia zarówno określone pomiary, jak i rozsądne odchylenia. Ponadto podkreśla wymiarowanie geometryczne, a także tolerancje, aby zapewnić płynniejszą produkcję.

Jest znany z bardziej zaawansowanego i skomplikowanego systemu tolerancji obróbki niż typowa obróbka, który podkreśla pomiary i odpowiednie odchylenia. Co więcej, GD&T przedstawia cechy geometryczne obrabianych elementów, takie jak rzeczywiste położenie, poziomy płaskości i centryczność. Wymiarowanie geometryczne i tolerancja pozwalają producentom określić średnicę zgodnie z pożądanymi pomiarami.

Wskazówki: Dowiedz się więcej o kompleksowym przewodniku po "Wymiarowanie geometryczne i tolerowanie".

Jednostronna tolerancja

Jak sama nazwa wskazuje, pomiary mogą być dłuższe lub krótsze w danym czasie. Na przykład tolerancja +/-0,06 mm oznacza, że wyprodukowana część może być tylko mniejsza. Jest to szczególnie dobre w przypadku części, które muszą pasować do innych komponentów, aby maszyna była użyteczna.

Tolerancja graniczna

W przypadku tolerancji granicznej wiele wartości zawsze mieści się w określonym zakresie, aby część była użyteczna. Na przykład, gdy zakres wynosi 13 ~ 13,5, pomiary muszą mieścić się w górnej (13) i dolnej (13,5) granicy.

Wskazówki: Kliknij, aby w pełni zrozumieć "Tolerancje obróbki CNC“.

Jak wybrać odpowiedniego dostawcę obróbki CNC?

Wybierz producenta z dużym doświadczeniem i wiedzą techniczną. Precyzyjna obróbka części wymaga zaawansowanych umiejętności i wiedzy. Tylko producenci posiadający odpowiednią wiedzę mogą dostarczać produkty wysokiej jakości. Oceń ich doświadczenie i możliwości w zakresie obróbki skrawaniem za pośrednictwem ich strony internetowej lub bezpośrednich konsultacji z przedstawicielami handlowymi.

Wybierz producenta wyposażonego w nowoczesne maszyny i wydajne możliwości obróbki. Najnowocześniejszy sprzęt i procesy są niezbędne do precyzyjnej obróbki. Kompletna konfiguracja sprzętu zapewnia dokładność i stabilność produktu, a wydajna zdolność produkcyjna gwarantuje terminową dostawę.

Priorytetowe traktowanie producentów wdrażających systemy i standardy zarządzania jakością. Ścisła kontrola jakości ma kluczowe znaczenie dla zgodności z przepisami dotyczącymi obróbki precyzyjnej. Wybieraj producentów z certyfikatem ISO lub podobną akredytacją, ponieważ solidne zapewnienie jakości sprzyja długoterminowej oszczędności czasu.

Wybierz producenta oferującego opłacalność. Pomimo tego, że jest to branża intensywnie korzystająca z technologii, ceny pozostają kluczowym czynnikiem. Uzyskaj oferty od wielu producentów i porównaj nie tylko koszty, ale także usługi i wsparcie posprzedażowe.

Wskazówki: Kliknij, aby dowiedzieć się więcej o "Koszty obróbki CNC". Możesz być także zainteresowany kwalifikacjami "Usługi obróbki CNC“.

Często zadawane pytania (FAQ)

Referencje

[1] JLCCNC. (n.d.). Normy tolerancji ISO 2768 dla obróbki CNC. Źródło: JLCCNC.com: https://jlccnc.com/help/article/ISO-2768-Tolerance-Standards-for-CNC-Machining

[2] Lynch, M. (1997, 4 stycznia). Kluczowa koncepcja CNC nr 1 - Podstawy komputerowego sterowania numerycznego. Nowoczesny warsztat maszynowy. https://www.mmsonline.com/articles/key-cnc-concept-1the-fundamentals-of-cnc