Прецизната машинска обработка е процес за отстранување на материјалот од работното парче за време на држењето на блиска толеранција. Прецизната машина има многу видови, вклучително и мелење, вртење и машинска обработка на електрично празнење. Прецизна машина денес генерално се контролира со употреба на компјутерски нумерички контроли (ЦПУ).
Речиси сите метални производи користат прецизна машинска обработка, како и многу други материјали, како што се пластика и дрво. Овие машини управуваат со специјализирани и обучени машинисти. За да може алатката за сечење да ја заврши својата работа, таа мора да се премести во насоки наведени за да се направи правилно намалување. Ова примарно движење се нарекува „брзина на сечење“. Работното парче исто така може да се премести, познато како секундарно движење на „добиточна храна“. Заедно, овие движења и острината на алатката за сечење овозможуваат да работи прецизната машина.
Машинската обработка за прецизност на квалитетот бара можност за следење на екстремно специфични планови направени од CAD (компјутерски потпомогнат дизајн) или CAM (компјутерско потпомогродно производство) програми како AutoCAD и TurboCAD. Софтверот може да помогне во производство на сложени, 3-димензионални дијаграми или контури потребни со цел да се произведува алатка, машина или предмет. Овие планови мора да се придржуваат со одлични детали за да се обезбеди дека производот го задржува својот интегритет. Додека повеќето прецизни компании за машинска обработка работат со некоја форма на CAD/CAM програми, тие сепак работат често 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 именуваме неколку. Во зависност од големината на проектот и материјалите што треба да се користат, ќе се користат различни алатки за прецизност. Секоја комбинација на стругови, машини за мелење, вежба за вежбање, пили и меленици, па дури и роботика со голема брзина. Воздухопловната индустрија може да користи машинска обработка со голема брзина, додека индустријата за производство на алатки за дрво може да користи процеси на фото-хемиско гравирање и мелење. Разгорувањето од бегство, или одредена количина на која било одредена ставка, може да брои во илјадници, или да биде само неколку. Прецизно обработка честопати бара програмирање на CNC уреди што значи дека тие се компјутерски нумерички контролирани. Уредот за ЦПУ овозможува да се следат точни димензии во текот на целиот производ.
Мелењето е процес на обработка на користење на ротациони секачи за отстранување на материјалот од работното парче со унапредување (или хранење) на секачот во работното парче во одредена насока. Секачот може да се одржи и под агол во однос на оската на алатката. Мелењето опфаќа широк спектар на различни операции и машини, на скали од мали индивидуални делови до големи, тешки операции за мелење на банда. Тоа е еден од најчесто користените процеси за обработка на сопствени делови за прецизни толеранции.
Мелењето може да се направи со широк спектар на машински алати. Оригиналната класа на машински алати за мелење беше машината за мелење (честопати наречена мелница). По доаѓањето на компјутерска нумеричка контрола (CNC), машините за мелење еволуираа во центри за машинска обработка: машини за мелење, зголемени од автоматски менувачи на алатки, списанија со алатки или рингишпил, способност за ЦПУ, системи за ладење и куќишта. Центрите за мелење обично се класифицираат како вертикални центри за обработка (VMC) или хоризонтални центри за обработка (HMC).
Интеграцијата на мелење во опкружувања за претворање и обратно, започна со живо со алатки за струшки и повремена употреба на мелници за работење. Ова доведе до нова класа на машински алати, машини за мултитаскинг (МТМ), кои се наменети за да го олеснат мелењето и вртење во истиот работен плик.
За инженери за дизајн, тимови за истражување и развој и производители кои зависат од делови од извори, прецизно обработка на ЦПУ овозможува создавање на сложени делови без дополнителна обработка. Всушност, прецизната обработка на ЦПУ често овозможува да се направат готовите делови на една машина.
Процесот на обработка го отстранува материјалот и користи широк спектар на алатки за сечење за да се создаде конечен, а често и многу комплексен дизајн на дел. Нивото на прецизност е засилено преку употреба на компјутерска нумеричка контрола (CNC), што се користи за автоматизирање на контролата на алатките за машинска обработка.
Улогата на „ЦПУ“ во прецизна машинска обработка
Користејќи ги упатствата за кодирано програмирање, прецизноста на CNC обработка овозможува да се намали и обликува работното парче на спецификациите без рачна интервенција од машински оператор.
Земајќи компјутерски модел со помош на компјутер (CAD), обезбеден од клиент, експерт за машинист користи компјутерски софтвер за производство (CAM) за да ги создаде упатствата за обработка на делот. Врз основа на моделот CAD, софтверот одредува какви патеки на алатки се потребни и генерира код за програмирање што ја кажува машината:
■ Кои се точните RPM и стапки на добиточна храна
■ Кога и каде да ја преместите алатката и/или работното парче
■ Колку е длабоко да се сече
■ Кога да се примени течноста за ладење
■ Сите други фактори поврзани со брзината, стапката на добиточна храна и координацијата
Контролорот за ЦПУ го користи програмскиот код за контрола, автоматизирање и следење на движењата на машината.
Денес, ЦПУ е вградена карактеристика на широк спектар на опрема, од струшки, мелници и рутери до жица EDM (машини за електрично празнење), ласер и машини за сечење плазма. Покрај автоматизирање на процесот на машинска обработка и подобрување на прецизноста, ЦПУ ги елиминира рачните задачи и ги ослободува машинистите за да надгледуваат повеќе машини што работат во исто време.
Покрај тоа, откако ќе се дизајнира патека со алатки и машината е програмирана, може да работи дел од кој било број пати. Ова обезбедува високо ниво на прецизност и повторливост, што пак го прави процесот многу економичен и скалабилен.
Материјали што се машински
Некои метали кои обично се машински вклучуваат алуминиум, месинг, бронза, бакар, челик, титаниум и цинк. Покрај тоа, може да се машинира и дрво, пена, стаклена стакло и пластика како што е полипропилен.
Всушност, скоро за секој материјал може да се користи со прецизно обработка на ЦПУ - се разбира, во зависност од апликацијата и неговите барања.
Некои предности на прецизно обработка на ЦПУ
За многу од малите делови и компонентите што се користат во широк спектар на произведени производи, прецизно обработка на ЦПУ често е методот на измислица за избор.
Како што е точно за буквално сите методи на сечење и машинска обработка, различни материјали се однесуваат поинаку, а големината и формата на компонентата исто така имаат големо влијание врз процесот. Како и да е, генерално процесот на прецизност CNC машинска обработка нуди предности во однос на другите методи за обработка.
Тоа е затоа што машината за ЦПУ е способна да испорача:
■ Висок степен на сложеност на дел
■ Тесни толеранции, обично се движат од 0,0002 ± (0,00508 мм) до 0,0005 ”(0,0127 мм) (± 0,0127 мм)
■ Исклучително мазни завршни површини, вклучително и сопствени завршувања
■ Повторливост, дури и во големи количини
Додека квалификуван машинист може да користи рачна струг за да направи квалитетен дел во количини од 10 или 100, што се случува кога ви требаат 1.000 делови? 10.000 делови? 100.000 или милион делови?
Со прецизно обработка на ЦПУ, можете да добиете приспособливост и брзина потребна за овој вид на производство со голем волумен. Покрај тоа, високата повторливост на прецизната обработка на ЦПУ ви дава делови што се исти од почеток до крај, без разлика колку делови произведувате.
Постојат некои многу специјализирани методи на обработка на ЦПУ, вклучувајќи жица EDM (машинска обработка на електрично празнење), машинска обработка и 3Д ласерско печатење. На пример, жицата ЕДМ користи спроводливи материјали -обично метали -и електрични празнења за да еродира работно парче во сложени форми.
Како и да е, овде ќе се фокусираме на процесите на мелење и вртење - два одземачки методи кои се широко достапни и често се користат за прецизно обработка на ЦПУ.
Мелење наспроти вртење
Мелењето е процес на обработка што користи ротирачка, цилиндрична алатка за сечење за да се отстрани материјалот и да се создадат форми. Опрема за мелење, позната како мелница или центар за обработка, остварува универзум со сложени делумни геометрии на некои од најголемите објекти машиниран метал.
Важна карактеристика на мелењето е тоа што работното парче останува неподвижно додека се врти алатката за сечење. Со други зборови, на мелница, алатката за ротирање на сечење се движи околу работното парче, кое останува фиксирано на место на кревет.
Свртувањето е процес на сечење или обликување на работно парче на опрема наречена струг. Обично, струг го врти работното парче на вертикална или хоризонтална оска додека фиксната алатка за сечење (што може или не може да се врти) се движи по програмираната оска.
Алатката не може физички да оди околу делот. Материјалот ротира, дозволувајќи им на алатката да ги извршува програмираните операции. (Постои подмножество на стругови во кои алатките се вртат околу жица со храна, сепак, тоа не е опфатено овде.)
Во вртење, за разлика од мелењето, работното парче се врти. Делот за акции го вклучува вретеното на струг и алатката за сечење е ставена во контакт со работното парче.
Прирачник наспроти машинска обработка на ЦПУ
Додека и мелницата и струготините се достапни во рачни модели, машините за ЦПУ се посоодветни за целите на производство на мали делови - нудејќи приспособливост и повторливост за апликации кои бараат производство со голем волумен на делови од тесна толеранција.
Покрај тоа што нуди едноставни машини со 2 оски во кои алатката се движи во X и Z оските, прецизната опрема за ЦПУ вклучуваат модели со повеќе оски во кои може да се движи и работното парче. Ова е спротивно на струг каде работното парче е ограничено на вртење и алатките ќе се движат за да ја создадат посакуваната геометрија.
Овие мулти-оски конфигурации овозможуваат производство на посложени геометрии во една операција, без да се бара дополнителна работа од операторот на машината. Ова не само што го олеснува производството на сложени делови, туку и ја намалува или елиминира можноста за грешка на операторот.
Покрај тоа, употребата на течноста за ладење под притисок со прецизно обработка на ЦПУ гарантира дека чиповите не влегуваат во делата, дури и при употреба на машина со вертикално ориентирана вретена.
CNC Mills
Различни машини за мелење се разликуваат во нивните големини, конфигурациите на оската, стапките на добиточна храна, брзината на сечење, насоката на мелење и другите карактеристики.
Како и да е, во принцип, ЦПУ мелниците користат ротирачки вретено за да го отсечат несаканиот материјал. Тие се користат за намалување на тврдите метали како што се челик и титаниум, но може да се користат и со материјали како што се пластика и алуминиум.
CNC мелниците се изградени за повторливост и можат да се користат за сè, од прототипирање до производство на голем волумен. Прецизните мелници со висока прецизност честопати се користат за тесна работа со толеранција, како што се мелење на парични умирања и калапи.
Додека мелењето на ЦПУ може да испорача брз пресврт, како и мелената завршна обработка создава делови со видливи ознаки за алатки. Исто така, може да произведе делови со некои остри рабови и закопчиња, така што може да бидат потребни дополнителни процеси доколку рабовите и закопаните се неприфатливи за тие карактеристики.
Се разбира, алатките за дебагирање програмирани во секвенцата ќе дебарираат, иако обично постигнуваат 90% од готовиот услов најмногу, оставајќи некои карактеристики за завршна обработка на рацете.
Што се однесува до финишот на површината, постојат алатки кои ќе произведат не само прифатлива завршница на површината, туку и финиш сличен на огледало на делови од работниот производ.
Видови мелници за ЦПУ
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 усогласена во насока Z-оска. Овие вертикални машини можат дополнително да се поделат на два вида:
■ Мелници за кревети, во кои вретеното се движи паралелно со сопствената оска додека табелата се движи нормално на оската на вретеното
■ Мелници за бедем, во кои вретеното е стационарно и табелата е преместена така што секогаш е нормална и паралелна со оската на вретеното за време на операцијата за сечење
Во хоризонталниот центар за обработка, оската на вретеното на мелницата е усогласена во насока Y-оска. Хоризонталната структура значи дека овие мелници имаат тенденција да заземат повеќе простор на подот на машината; Тие исто така се генерално потешки во тежината и помоќни од вертикалните машини.
Хоризонтална мелница често се користи кога е потребна подобра завршница на површината; Тоа е затоа што ориентацијата на вретеното значи дека чиповите за сечење природно исчезнуваат и лесно се отстрануваат. (Како дополнителна придобивка, ефикасното отстранување на чипови помага да се зголеми животот на алатките.)
Во принцип, центрите за вертикална машинска обработка се повеќе распространети затоа што 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
Прецизните центри за мелница CNC се достапни со повеќе оски. Мил од 3 оски ги користи оските X, Y и Z за широк спектар на работа. Со мелница од 4 оски, машината може да се врти на вертикална и хоризонтална оска и да го премести работното парче за да овозможи повеќе континуирана обработка.
Мил од 5 оски има три традиционални оски и две дополнителни ротирачки оски, овозможувајќи да се ротира работното парче додека главата на вретеното се движи околу неа. Ова овозможува пет страни на работното парче да бидат изработени без да се отстрани работното парче и да се ресетира машината.
ЦПУ Лати
Стрвата - исто така наречена центар за вртење - има еден или повеќе вретена, и x и z оски. Машината се користи за ротирање на работното парче на својата оска за да изврши разни операции за сечење и обликување, нанесувајќи широк спектар на алатки на работното парче.
ЦПУ -латерите, кои исто така се нарекуваат стручни алатки за акција во живо, се идеални за создавање симетрични цилиндрични или сферични делови. Како и CNC Mills, CNC струготините можат да управуваат со помали операции како што се прототипи, но исто така може да се постават за голема повторливост, поддржувајќи производство со голем волумен.
CNC струготини може да се постави и за релативно производство без раце, што ги прави широко користени во индустријата за автомобили, електроника, воздушна вселена, роботика и медицински уреди.
Како работи струг ЦПУ
Со струг на ЦПУ, празна лента со акции се вчита во вреќата на вретеното на струг. Овој чак го држи работното парче во место додека вретеното ротира. Кога вретеното ќе ја достигне потребната брзина, стационарната алатка за сечење е ставена во контакт со работното парче за да се отстрани материјалот и да се постигне точна геометрија.
Стрвата за ЦПУ може да изврши голем број операции, како што се дупчење, навој, здодевно, пренасочување, соочување и вртење на затегнување. Различни операции бараат промени во алатката и можат да ги зголемат трошоците и времето за поставување.
Кога ќе завршат сите потребни операции за машинска обработка, делот е намален од залихите за понатамошна обработка, доколку е потребно. Стрвата за ЦПУ е подготвена да ја повтори операцијата, со малку или никакво дополнително време за поставување обично се бара помеѓу.
CNC струготините исто така можат да сместат најразлични автоматски фидери на ленти, кои ја намалуваат количината на рачно ракување со суровини и да обезбедат предности како што е следново:
■ Намалете го времето и напорот што е потребен на машинскиот оператор
■ Поддржете го бар -патеката за намалување на вибрациите што можат негативно да влијаат на прецизноста
■ Оставете ја машинската алатка да работи со оптимална брзина на вретеното
■ минимизирајте ги времето на промена
■ Намалете го материјалниот отпад
Видови на лакови за ЦПУ
Постојат голем број на различни типови на струготини, но најчести се 2-оските CNC струг и автоматски струкувања во стилот на Кина.
Повеќето страни на CNC Chine China користат една или две главни вретена плус една или две вретена (или секундарни) вретена, со ротационен трансфер одговорен за поранешниот. Главната вретена ја извршува примарната операција за машинска обработка, со помош на упатство за водач.
Покрај тоа, некои струготини во стилот на Кина се опремени со втора глава на алатки што работи како мелница за ЦПУ.
Со автоматска струг во стилот на ЦПУ, во стилот на Кина, материјалот за акции се храни преку лизгачки вретено на главата во упатство за вода. Ова му овозможува на алатката да го скрати материјалот поблиску до точката каде што е поддржан материјалот, што ја прави машината за Кина особено корисна за долги, тенки свртени делови и за микромахинирање.
Мулти-оски центри за вртење на ЦНЦ и струготини во кинески стил можат да остварат повеќе операции за обработка со помош на единечна машина. Ова ги прави економична опција за сложени геометрии за кои инаку би барале повеќе машини или промени во алатките со помош на опрема како што е традиционална мелница за ЦНЦ.