Прецизно обработка е процес за отстранување на материјалот од работното парче при држење на завршни обработки. Прецизната машина има многу видови, вклучувајќи мелење, вртење и обработка на електрично празнење. Денешната прецизна машина генерално се контролира со помош на компјутерски нумерички контроли (CNC).
Речиси сите метални производи користат прецизна обработка, како и многу други материјали како пластика и дрво. Со овие машини управуваат специјализирани и обучени машинисти. За да може алатката за сечење да ја заврши својата работа, мора да се помести во насоки наведени за да се направи правилно сечење. Ова примарно движење се нарекува „брзина на сечење“. Исто така, работното парче може да се помести, познато како секундарно движење на „храна“. Заедно, овие движења и острината на алатот за сечење овозможуваат да работи прецизната машина.
Квалитетната прецизна обработка бара способност да се следат екстремно специфични нацрти направени од CAD (компјутерски потпомогнат дизајн) или CAM (компјутерски потпомогнато производство) како AutoCAD и TurboCAD. Софтверот може да помогне во изработка на сложени, 3-димензионални дијаграми или контури потребни за производство на алатка, машина или објект. Овие нацрти мора да се почитуваат со големи детали за да се осигура дека производот го задржува својот интегритет. Додека повеќето прецизни машини за обработка работат со некаква форма на CAD/CAM програми, тие сепак често работат со рачно нацртани скици во почетните фази на дизајнот.
Прецизно обработка се користи на голем број материјали, вклучувајќи челик, бронза, графит, стакло и пластика за да именува неколку. Во зависност од големината на проектот и материјалите што ќе се користат, ќе се користат разни прецизни алатки за обработка. Може да се користи секоја комбинација на стругови, машини за мелење, преси за вежбање, пили и брусилки, па дури и роботика со голема брзина. Воздухопловната индустрија може да користи машина со голема брзина, додека индустријата за изработка на дрвени алатки може да користи фото-хемиски процеси на офорт и мелење. Избувнувањето на трчање, или одредена количина на која било одредена ставка, може да брои илјадници или да биде само неколку. Прецизната обработка често бара програмирање на CNC уреди што значи дека тие се компјутерски нумерички контролирани. CNC уредот овозможува да се следат точните димензии во текот на производот.
Мелење е процес на обработка на употреба на ротациони секачи за отстранување материјал од работното парче со унапредување (или напојување) на секачот во работното парче во одредена насока. Исто така, секачот може да се држи под агол во однос на оската на алатот. Фрезирањето опфаќа широк спектар на различни операции и машини, на скали од мали поединечни делови до големи, тешки операции за мелење банди. Тоа е еден од најчесто користените процеси за обработка на сопствени делови до прецизни толеранции.
Мелењето може да се направи со широк спектар на машински алати. Оригиналната класа машински алати за мелење беше машината за мелење (честопати наречена мелница). По појавата на компјутерска нумеричка контрола (ЦПУ), машините за мелење еволуираа во центри за обработка: машини за мелење зголемени со автоматски менувачи на алати, списанија за алат или вртелешки, способност за ЦПУ, системи за течноста за ладење и куќишта. Центрите за мелење обично се класифицирани како центри за вертикална обработка (VMC) или хоризонтални центри за обработка (HMC).
Интеграцијата на мелење во средини за претворање, и обратно, започна со живи алатки за стругови и повремена употреба на мелници за вртење операции. Ова доведе до нова класа машински алати, машини за повеќе задачи (МТМ), кои се наменети за да се олесни мелењето и вртењето во ист работен плик.
За инженери за дизајн, тимови за истражување и развој и производители кои зависат од извори на делови, прецизната машина за обработка на ЦПУ овозможува создавање сложени делови без дополнителна обработка. Всушност, прецизното обработка на ЦПУ често овозможува да се направат готови делови на една машина.
Процесот на обработка го отстранува материјалот и користи широк спектар на алатки за сечење за да го создаде конечниот, и честопати многу комплексен дизајн на дел. Нивото на прецизност е зголемено преку употреба на компјутерска нумеричка контрола (CNC), која се користи за автоматизирање на контролата на алатките за обработка.
Улогата на "CNC" во прецизна обработка
Користејќи кодирани инструкции за програмирање, прецизната CNC обработка овозможува работното парче да се сече и обликува според спецификациите без рачна интервенција од машински оператор.
Земајќи модел на дизајн со помош на компјутер (CAD) обезбеден од клиент, експерт машинист користи софтвер за производство на компјутер (CAM) за да создаде инструкции за обработка на делот. Врз основа на моделот CAD, софтверот одредува кои патеки на алатки се потребни и генерира програмски код што му кажува на машината:
■ Кои се точните вртежи во минута и стапките на добиточна храна
■ Кога и каде да ја преместите алатката и/или работното парче
■ Колку длабоко да се сече
■ Кога да нанесете течност за ладење
■ Сите други фактори поврзани со брзината, брзината на храна и координацијата
CNC контролер потоа го користи програмскиот код за контрола, автоматизација и следење на движењата на машината.
Денес, ЦПУ е вградена карактеристика на широк спектар на опрема, од стругови, мелници и рутери до жица EDM (обработка на електрично празнење), ласерски и машини за сечење плазма. Во прилог на автоматизирање на процесот на обработка и подобрување на прецизноста, CNC ги елиминира рачните задачи и ги ослободува машинистите да надгледуваат повеќе машини што работат истовремено.
Покрај тоа, откако ќе се дизајнира патека за алатки и машината е програмирана, може да работи дел секој пат. Ова обезбедува високо ниво на прецизност и повторливост, што пак го прави процесот високо ефективен и скалабилен.
Материјали што се обработени
Некои метали кои најчесто се обработуваат вклучуваат алуминиум, месинг, бронза, бакар, челик, титаниум и цинк. Покрај тоа, може да се обработуваат дрво, пена, фиберглас и пластика како полипропилен.
Всушност, речиси секој материјал може да се користи со прецизна обработка на ЦПУ - се разбира, во зависност од апликацијата и нејзините барања.
Некои предности на прецизна обработка на ЦПУ
За многу мали делови и компоненти што се користат во широк спектар на произведени производи, прецизното обработка на ЦПУ е често избран метод на изработка.
Како што е практично за сите методи на сечење и обработка, различни материјали се однесуваат различно, а големината и обликот на компонентата, исто така, имаат големо влијание врз процесот. Сепак, генерално, процесот на прецизна обработка на ЦПУ нуди предности во однос на другите методи за обработка.
Тоа е затоа што обработката на ЦПУ е способна да испорача:
■ Висок степен на сложеност на делови
Ight Тесни толеранции, обично се движат од 000 0.0002 "(00 0.00508 mm) до 000 0.0005" (± 0.0127 mm)
Исклучително мазна завршна обработка на површината, вклучително и сопствени завршетоци
■ Повторливост, дури и при голема јачина на звук
Додека квалификуван машинист може да користи рачен струг за да направи квалитетен дел во количини од 10 или 100, што се случува кога ви се потребни 1.000 делови? 10.000 делови? 100.000 или милион делови?
Со прецизна обработка на ЦПУ, можете да ја добиете приспособливоста и брзината потребни за овој тип на производство со голем волумен. Покрај тоа, високата повторливост на прецизната CNC обработка ви дава делови кои се исти од почеток до крај, без разлика колку делови произведувате.
Постојат некои многу специјализирани методи за обработка на ЦПУ, вклучувајќи жица EDM (обработка на електрично празнење), обработка на адитиви и 3D ласерско печатење. На пример, жичаниот EDM користи проводни материјали -обично метали -и електрични празнења за да го нагризат работното парче во сложени форми.
Меѓутоа, овде ќе се фокусираме на процесите на мелење и вртење - два суптрактивни методи кои се широко достапни и често се користат за прецизна обработка на ЦПУ.
Мелење наспроти вртење
Мелењето е процес на обработка кој користи ротирачка, цилиндрична алатка за сечење за да го отстрани материјалот и да создаде форми. Опремата за мелење, позната како мелница или центар за обработка, постигнува универзум од сложени геометриски делови на некои од најголемите предмети обработени метал.
Важна карактеристика на мелењето е тоа што работното парче останува неподвижно додека се врти алатот за сечење. Со други зборови, на мелница, ротирачката алатка за сечење се движи околу работното парче, кое останува фиксирано на место на креветот.
Превртувањето е процес на сечење или обликување на работно парче на опрема наречена струг. Обично, стругот го врти работното парче на вертикална или хоризонтална оска додека фиксната алатка за сечење (која може или не може да се врти) се движи по програмираната оска.
Алатката не може физички да го обиколи делот. Материјалот ротира, овозможувајќи на алатката да ги изврши програмираните операции. (Постои подмножество стругови во кои алатките се вртат околу жица, но тоа не е покриено овде.)
Во вртење, за разлика од мелење, работното парче се врти. Залихите на делови се вртат на вретеното на стругот и алатот за сечење е во контакт со работното парче.
Прирачник наспроти обработка на ЦПУ
Додека и мелниците и струговите се достапни во рачни модели, машините со ЦПУ се посоодветни за производство на мали делови - нудат приспособливост и повторливост за апликации кои бараат производство на големи делови на тесни толерантни делови.
Покрај тоа што нуди едноставни машини со 2 оски во кои алатката се движи во оските X и Z, прецизната ЦПУ опрема вклучува модели со повеќе оски во кои работното парче исто така може да се движи. Ова е за разлика од струг каде што работното парче е ограничено на предење и алатите ќе се движат за да ја создадат саканата геометрија.
Овие конфигурации со повеќе оски овозможуваат производство на посложени геометрии во една операција, без да се бара дополнителна работа од страна на машинскиот оператор. Ова не само што го олеснува производството на сложени делови, туку исто така ја намалува или елиминира можноста за грешка на операторот.
Покрај тоа, употребата на течноста за ладење под висок притисок со прецизна обработка на ЦПУ гарантира дека чиповите не влегуваат во работа, дури и кога користите машина со вертикално ориентирано вретено.
ЦПУ мелници
Различни машини за мелење варираат во нивните големини, конфигурации на оските, стапки на напојување, брзина на сечење, насока на внесување на глодање и други карактеристики.
Како и да е, генерално, CNC мелниците користат ротирачко вретено за да го отсечат несаканиот материјал. Тие се користат за сечење тврди метали, како што се челик и титаниум, но можат да се користат и со материјали како пластика и алуминиум.
CNC мелниците се изградени за повторливост и можат да се користат за с everything, од прототипирање до производство со голем обем. Прецизните прецизни CNC мелници често се користат за тесни работи со толеранција, како што се мелење на фини матрици и калапи.
Додека CNC глодањето може да донесе брз пресврт, завршувањето со бланширање создава делови со видливи знаци на алатки. Исто така, може да произведе делови со некои остри рабови и бруси, така што може да се бараат дополнителни процеси ако рабовите и брусите се неприфатливи за тие карактеристики.
Се разбира, алатките за дебринг програмирани во редоследот ќе се дебрираат, иако обично се постигнуваат најмногу 90% од готовите барања, оставајќи некои карактеристики за завршна обработка со рака.
Што се однесува до завршувањето на површината, постојат алатки кои ќе произведат не само прифатлива завршна површина, туку и завршница слична на огледало на делови од работниот производ.
Видови CNC мелници
Двата основни типа на машини за мелење се познати како вертикални центри за обработка и хоризонтални центри за обработка, каде примарната разлика е во ориентацијата на вретеното на машината.
Вертикален центар за обработка е мелница во која оската на вретеното е порамнета во насока Z-оска. Овие вертикални машини можат понатаму да се поделат на два вида:
■ Мелници за кревети, во кои вретеното се движи паралелно со сопствената оска додека масата се движи нормално на оската на вретеното
■ Бедеми за мелење, во кои вретеното е неподвижно и масата се поместува така што секогаш е нормална и паралелна со оската на вретеното за време на операцијата на сечење
Во хоризонтален центар за обработка, оската на вретеното на мелницата е порамнета во правец на Y-оската. Хоризонталната структура значи дека овие мелници имаат тенденција да заземаат повеќе простор на подот на машинската продавница; тие исто така се генерално потешки по тежина и помоќни од вертикалните машини.
Хоризонтална воденица често се користи кога е потребна подобра завршна обработка; тоа е затоа што ориентацијата на вретеното значи дека чиповите за сечење природно отпаѓаат и лесно се отстрануваат. (Како дополнителна придобивка, ефикасното отстранување на чипови помага да се зголеми животниот век на алатката.)
Општо земено, вертикалните центри за обработка се поприсутни бидејќи можат да бидат моќни како хоризонталните центри за обработка и можат да се справат со многу мали делови. Покрај тоа, вертикалните центри имаат помал отпечаток од хоризонталните центри за обработка.
Мулти-оски CNC мелници
Прецизни центри за мелење ЦПУ се достапни со повеќе оски. Мелница со 3 оски ги користи оските X, Y и Z за широк спектар на работа. Со мелница со 4 оски, машината може да ротира по вертикална и хоризонтална оска и да го помести работното парче за да овозможи поконтинуирано обработка.
Мелница со 5 оски има три традиционални оски и две дополнителни ротациони оски, што овозможува работното парче да се ротира додека главата на вретеното се движи околу него. Ова овозможува да се обработуваат пет страни на работното парче без отстранување на работното парче и ресетирање на машината.
ЦПУ стругови
Струг - исто така наречен центар за вртење - има едно или повеќе вретена и X и Z оски. Машината се користи за ротирање на работното парче на својата оска за извршување на разни операции за сечење и обликување, применувајќи широк спектар на алатки на работното парче.
ЦПУ стругови, кои исто така се нарекуваат стругови за жива акција, се идеални за создавање симетрични цилиндрични или сферични делови. Како и CNC мелниците, така и CNC струговите можат да се справат со помали операции, како што се прототипирање, но исто така може да се постават за голема повторливост, поддржувајќи производство на голем волумен.
CNC струговите исто така може да се постават за релативно слободни раце, што ги прави широко користени во автомобилската, електрониката, воздушната, роботиката и медицинските уреди.
Како работи ЦПУ струг
Со ЦПУ струг, празна лента од залихен материјал се вчитува во подлогата на вретеното на стругот. Овој чак го држи работното парче на место додека вретеното ротира. Кога вретеното ќе ја достигне потребната брзина, стационарниот алат за сечење се става во контакт со работното парче за да се отстрани материјалот и да се постигне точна геометрија.
ЦПУ струг може да изврши голем број операции, како што се дупчење, навој, досадно, испуштање, свртување со лицето и заострување. Различни операции бараат промени во алатката и може да ги зголемат трошоците и времето на поставување.
Кога ќе се завршат сите потребни операции за обработка, делот се сече од залихите за понатамошна обработка, доколку е потребно. Тогаш CNC стругот е подготвен да ја повтори операцијата, при што обично се бара малку или без дополнително време за поставување.
ЦПУ стругови, исто така, можат да приспособат различни автоматски колибри за барови, кои ја намалуваат количината на рачно ракување со суровини и обезбедуваат предности како што се следново:
Uce Намалете го времето и напорот што се бараат од операторот на машината
■ Поддржете го решетката за да ги намалите вибрациите што можат негативно да влијаат на прецизноста
■ Дозволете машинскиот алат да работи со оптимални брзини на вретеното
■ Минимизирајте го времето на промена
■ Намалување на материјалниот отпад
Видови CNC стругови
Постојат голем број на различни видови стругови, но најчести се CNC струговите со 2 оски и автоматските стругови во кинески стил.
Повеќето CNC кинески стругови користат едно или две главни вретена плус едно или две назад (или секундарни) вретена, при што ротациониот пренос е одговорен за првиот. Главното вретено ја извршува примарната операција на обработка, со помош на водилка.
Покрај тоа, некои стругови во кинески стил се опремени со втора глава за алат што работи како CNC фабрика.
Со автоматско стругче во стилот на CNC во Кина, акционерскиот материјал се внесува преку лизгачко вретено на главата во водечка чаура. Ова овозможува алатката да го пресече материјалот поблиску до местото каде што е поддржан материјалот, што ја прави кинеската машина особено корисна за долги, тенки завртени делови и за микромашинирање.
CNC центрите за вртење со повеќе оски и струговите во кинески стил можат да остварат повеќе операции на обработка со помош на една машина. Ова ги прави рентабилно опција за сложени геометрии кои инаку би барале повеќе машини или промени на алатот користејќи опрема како што е традиционалната CNC фабрика.