Nákvæm vinnsla er aðferð til að fjarlægja efni úr vinnustykkinu meðan á lokun þolefnis stendur. Nákvæmni vélin hefur margar gerðir, þar á meðal fræsingu, beygju og rafmagns losunarvinnslu. Nákvæmni vél í dag er almennt stjórnað með því að nota tölvutölfræði (CNC).
Nær allar málmvörur nota nákvæmni, eins og mörg önnur efni eins og plast og tré. Þessar vélar eru starfræktar af sérhæfðum og þjálfuðum vélsmiðum. Til þess að skurðarverkfærið geri sitt þarf að færa það í tilgreindar áttir til að gera réttan skurð. Þessi frumhreyfing er kölluð „klippihraði“. Vinnustykkið er einnig hægt að færa, þekkt sem aukahreyfing „fóðurs“. Saman leyfa þessar hreyfingar og skerpa skurðarverkfærisins nákvæmnisvélina að starfa.
Góð nákvæmni vinnsla krefst hæfileika til að fylgja afar sérstökum teikningum sem gerðar eru með CAD (tölvuhönnuðri hönnun) eða CAM (tölvuhjálpinni) forritum eins og AutoCAD og TurboCAD. Hugbúnaðurinn getur hjálpað til við að búa til flóknar, þrívíddarmyndir eða útlínur sem þarf til að framleiða tæki, vél eða hlut. Þessum teikningum verður að fylgja með miklum smáatriðum til að tryggja að vara haldi heilindum sínum. Þó að flest nákvæmnisvinnslufyrirtæki vinni með einhvers konar CAD/CAM forrit, vinna þau samt oft með handteiknuðum teikningum í upphafshönnunum hönnunar.
Nákvæm vinnsla er notuð á fjölda efna, þar á meðal stál, brons, grafít, gler og plast svo eitthvað sé nefnt. Það fer eftir stærð verkefnisins og efnunum sem nota á, ýmis verkfæri til nákvæmni vinnslu verða notuð. Nota má hvaða blöndu sem er af rennibekkum, fræsivélum, borvélum, sagum og kvörnum og jafnvel háhraða vélfærafræði. Flugiðnaður getur notað háhraða vinnslu en trésmíðaverkfæri gæti notað ljósmyndefnafræðilega ætingu og mölunarferli. Úthlaup úr hlaupi, eða tiltekið magn af tilteknu atriði, getur skipt þúsundum eða verið aðeins nokkrar. Nákvæm vinnsla krefst oft forritunar CNC tækja sem þýðir að þau eru tölustýrð. CNC tækið gerir kleift að fylgja nákvæmum víddum meðan á framleiðslu vörunnar stendur.
Mölun er vinnsluferlið við að nota snúningsskútu til að fjarlægja efni úr vinnustykkinu með því að færa (eða fóðra) skerið í vinnustykkið í ákveðna átt. Einnig er hægt að halda skerinu í horni miðað við ás tækisins. Mölun nær til margs konar mismunandi aðgerða og véla, á mælikvarða frá litlum einstökum hlutum til stórra, þungra gangvinnslu. Það er einn af algengustu aðferðum til að vinna sérsniðna hluta að nákvæmum vikmörkum.
Það er hægt að mala með fjölmörgum vélaverkfærum. Upprunalega flokkur vélaverkfæra til fræsingar var fræsivélin (oft kölluð mylla). Eftir tilkomu tölvustýrðrar stjórnunar (CNC) þróuðust fræsivélar í vinnslustöðvar: fræsivélar auknar með sjálfvirkum tækjaskiptum, verkfæratímaritum eða hringekjum, CNC getu, kælivökva og girðingum. Mölsunarmiðstöðvar eru almennt flokkaðar sem lóðrétt vinnslustöð (VMC) eða lárétt vinnslustöð (HMC).
Sameining mölunar í snúningsumhverfi, og öfugt, hófst með lifandi verkfærum fyrir rennibekki og einstaka sinnum að nota myllur til að snúa aðgerðum. Þetta leiddi til nýrrar tegundar vélaverkfæra, fjölverkavéla (MTM), sem eru sérhannaðar til að auðvelda fræsingu og snúning innan sama vinnsluhúss.
Fyrir hönnunarverkfræðinga, rannsóknar- og þróunarhópa og framleiðendur sem eru háðir hlutaflutningum, nákvæmni CNC vinnsla gerir kleift að búa til flókna hluta án frekari vinnslu. Reyndar gerir nákvæmni CNC vinnsla oft mögulegt að fullunnir hlutar séu gerðir á einni vél.
Vinnsluferlið fjarlægir efni og notar mikið úrval af skurðarverkfærum til að búa til endanlega og oft mjög flókna hönnun hluta. Nákvæmni er aukin með því að nota tölva tölustýringu (CNC), sem er notað til að gera sjálfvirkan stjórn á vinnslutækjum.
Hlutverk "CNC" í nákvæmni vinnslu
Með því að nota kóðaðar forritunarleiðbeiningar gerir CNC nákvæmni vinnslu kleift að skera og móta vinnsluefni samkvæmt forskrift án handvirkrar íhlutunar vélstjóra.
Sérfræðingur í vélbúnaði notar tölvuhönnuð hönnun (CAD) líkan sem viðskiptavinur veitir og notar tölvustýrðan framleiðsluhugbúnað (CAM) til að búa til leiðbeiningar um vinnslu hlutarins. Byggt á CAD líkaninu, ákvarðar hugbúnaðurinn hvaða verkfæraleiðir er þörf og býr til forritunarkóða sem segir vélinni:
■ Hver eru rétt snúningshraða og fóðurhraði
■ Hvenær og hvar á að færa tækið og/eða vinnustykkið
■ Hversu djúpt á að skera
■ Hvenær á að bera á kælivökva
■ Allir aðrir þættir sem tengjast hraða, fóðurhraða og samhæfingu
CNC stjórnandi notar síðan forritunarkóðann til að stjórna, gera sjálfvirkan og fylgjast með hreyfingum vélarinnar.
Í dag er CNC innbyggður eiginleiki margs konar búnaðar, allt frá rennibekkjum, myllum og leiðum til vír EDM (rafmagns losunarvinnslu), leysir og plasmaskurðarvélar. Auk þess að gera vinnsluferlið sjálfvirkt og auka nákvæmni, útrýma CNC handvirkum verkefnum og losa vélsmiða við að hafa umsjón með mörgum vélum sem keyra á sama tíma.
Að auki, þegar verkfæraleið hefur verið hönnuð og vél er forrituð getur hún keyrt hluta hvenær sem er. Þetta veitir mikla nákvæmni og endurtekningarhæfni, sem aftur gerir ferlið mjög hagkvæmt og stigstærð.
Efni sem eru unnin
Sumir málmar sem eru venjulega unnir eru meðal annars ál, kopar, brons, kopar, stál, títan og sink. Að auki er einnig hægt að vinna tré, froðu, trefjaplasti og plasti eins og pólýprópýlen.
Í raun er hægt að nota nánast hvaða efni sem er með nákvæmni CNC vinnslu - auðvitað, allt eftir forritinu og kröfum þess.
Nokkrir kostir nákvæmni CNC vinnslu
Fyrir marga af litlu hlutunum og íhlutunum sem eru notaðir í fjölmörgum framleiddum vörum, er nákvæmni CNC vinnsla oft valin framleiðsluaðferð.
Eins og gildir um nánast allar skurðar- og vinnsluaðferðir, hegða mismunandi efni sig öðruvísi og stærð og lögun íhlutar hafa einnig mikil áhrif á ferlið. Hins vegar býður ferlið við nákvæmni CNC vinnslu yfirleitt kosti fram yfir aðrar vinnsluaðferðir.
Það er vegna þess að CNC vinnsla er fær um að skila:
■ Mikil flókið hlutfall
■ Þétt þol, venjulega á bilinu ± 0,0002 "(± 0,00508 mm) til ± 0,0005" (± 0,0127 mm)
■ Einstaklega slétt yfirborðsáferð, þar með talin sérsniðin frágangur
■ Endurtekningarhæfni, jafnvel við mikið magn
Þó að þjálfaður vélsmiður geti notað handvirkan rennibekkur til að gera gæðahluta í magni 10 eða 100, hvað gerist þegar þú þarft 1.000 hluta? 10.000 hlutar? 100.000 eða milljón hlutar?
Með nákvæmni CNC vinnslu geturðu fengið sveigjanleika og hraða sem þarf fyrir þessa tegund af miklu magni. Að auki gefur mikil endurtekning nákvæmni CNC vinnslu þér hlutum sem eru allir eins frá upphafi til enda, sama hversu marga hluta þú ert að framleiða.
Það eru nokkrar mjög sérhæfðar aðferðir við CNC machining, þar á meðal vír EDM (rafmagns losun machining), aukefni machining og 3D leysir prentun. Til dæmis notar vír EDM leiðandi efni -venjulega málma -og rafmagnsrennsli til að eyða vinnustykkinu í flókin form.
Hins vegar munum við einbeita okkur að mölunar- og beygjuferlinu - tvær frádráttaraðferðir sem eru víða tiltækar og oft notaðar til nákvæmrar CNC vinnslu.
Mölun vs. snúningur
Mölun er vinnsluferli sem notar snúnings, sívalur skurðarverkfæri til að fjarlægja efni og búa til form. Mölunarbúnaður, þekktur sem mylla eða vinnslumiðstöð, framkvæmir alheim flókinna hluta rúmfræði á sumum stærstu hlutunum sem eru unnir úr málmi.
Mikilvægt einkenni mölunar er að vinnustykkið er kyrrstætt meðan klippitækið snýst. Með öðrum orðum, á myllu, snýst snúningstækið um vinnustykkið, sem er fastur á sínum stað á rúmi.
Snúningur er ferlið við að skera eða móta vinnustykki á búnaði sem kallast rennibekkur. Venjulega snýr rennibekkurinn vinnustykkinu á lóðréttum eða láréttum ás á meðan fast klippibúnaður (sem getur snúist eða ekki) hreyfist meðfram forritaða ásnum.
Tækið getur ekki farið líkamlega í kringum hlutinn. Efnið snýst og gerir tækinu kleift að framkvæma forritaðar aðgerðir. (Það er hlutmengi rennibekkja þar sem verkfærin snúast um snælduvír sem er þó ekki þakið hér.)
Við snúning, ólíkt mölun, snýst vinnustykkið. Hlutabirgðin kveikir á snældu rennibekksins og klippitækið er komið í snertingu við vinnustykkið.
Handvirk vs CNC vinnsla
Þó að bæði myllur og rennibekkir séu fáanlegar í handvirkum gerðum, þá eru CNC vélar hentugri til framleiðslu á litlum hlutum - bjóða upp á sveigjanleika og endurtekningarhæfni fyrir forrit sem krefjast mikillar framleiðslu á þéttum hlutum.
Auk þess að bjóða upp á einfaldar 2-ása vélar þar sem tólið hreyfist í X- og Z-ásnum, inniheldur nákvæmni CNC búnaður fjölásar gerðir þar sem vinnustykkið getur einnig hreyft sig. Þetta er öfugt við rennibekkur þar sem vinnustykkið er takmarkað við snúning og verkfærin munu hreyfa sig til að búa til æskilega rúmfræði.
Þessar fjölásar stillingar gera kleift að framleiða flóknari rúmfræði í einni aðgerð, án þess að þörf sé á frekari vinnu vélstjórans. Þetta auðveldar ekki aðeins framleiðslu á flóknum hlutum, heldur dregur það einnig úr eða útilokar líkur á villu rekstraraðila.
Að auki tryggir notkun háþrýstings kælivökva með nákvæmri CNC vinnslu að flís kemst ekki í verkin, jafnvel þegar vél er notuð með lóðréttri snældu.
CNC myllur
Mismunandi mölunarvélar eru mismunandi í stærð þeirra, ásstillingum, fóðrunarhraða, skurðarhraða, stefnu mölunarfóðurs og öðrum eiginleikum.
Hins vegar nota CNC myllur allar snúningsspindil til að skera burt óæskilegt efni. Þeir eru notaðir til að skera harða málma eins og stál og títan en geta einnig verið notaðir með efni eins og plasti og áli.
CNC myllur eru smíðaðar til endurtekningar og geta verið notaðar fyrir allt frá frumgerð til mikillar framleiðslu. Háþróuð nákvæmni CNC myllur eru oft notaðar til þéttrar umburðarlyndisvinnu eins og að mala fínar deyjur og mót.
Þó CNC fræsing geti skilað skjótum viðsnúningi, skapar frágangur sem er malaður hlutar með sýnilegum verkfærumerkjum. Það getur einnig framleitt hluta með einhverjum beittum brúnum og grjóti, þannig að viðbótarferli getur verið krafist ef brúnir og grindur eru óviðunandi fyrir þá eiginleika.
Auðvitað munu afborunarverkfæri sem eru forrituð í röðina rifna, þó að venjulega nái þau mest 90% af fullunninni kröfu, þannig að eftir liggi nokkur atriði fyrir lokahöndina.
Hvað varðar yfirborðsmeðferð, þá eru tæki sem framleiða ekki aðeins viðunandi yfirborðsáferð heldur einnig spegilkenndan frágang á hluta vinnuvörunnar.
Tegundir CNC mills
Tvær grunntegundir fræsivéla eru þekktar sem lóðréttar vinnslumiðstöðvar og láréttar vinnslumiðstöðvar, þar sem aðalmunurinn er í stefnu vélarsnældarinnar.
Lóðrétt vinnslumiðstöð er mylla þar sem snældaásinn er í átt að Z-ás. Þessum lóðréttu vélum má ennfremur skipta í tvenns konar:
■ Rúmverksmiðjur, þar sem snældan hreyfist samsíða sínum eigin ás meðan borðið hreyfist hornrétt á ás snældunnar
■ Virkisturnarverksmiðjur, þar sem snældan er kyrr og borðið er fært þannig að það sé alltaf hornrétt og samsíða ás snældunnar meðan á skurðaðgerð stendur
Í láréttri vinnslumiðstöð er spindilás myllunnar í takt við Y-ás. Lárétt uppbygging þýðir að þessar myllur hafa tilhneigingu til að taka meira pláss á vélsmiðjugólfinu; þær eru einnig almennt þyngri og öflugri en lóðréttar vélar.
Lárétt mylla er oft notuð þegar betri yfirborðsáferð er krafist; það er vegna þess að stefna snældunnar þýðir að skurðflísin dettur náttúrulega í burtu og er auðvelt að fjarlægja þau. (Sem aukinn ávinningur hjálpar skilvirk flísaflutningur við að auka líftíma tækisins.)
Almennt eru lóðréttar vinnslumiðstöðvar algengari vegna þess að þær geta verið jafn öflugar og láréttar vinnslumiðstöðvar og geta séð um mjög litla hluta. Að auki hafa lóðréttar miðstöðvar minna fótspor en láréttar vinnslumiðstöðvar.
Multi-ás CNC myllur
Nákvæmar CNC myllustöðvar eru fáanlegar með mörgum ásum. Þriggja ása mylla notar X, Y og Z ása til margs konar vinnu. Með 4 ása myllu getur vélin snúið á lóðréttum og láréttum ás og fært vinnustykkið til að gera samfelldri vinnslu kleift.
5 ása mylla er með þremur hefðbundnum ásum og tveimur snúningsöxum til viðbótar, sem gerir snúningi vinnustykkisins kleift þegar snúningshöfuðið hreyfist um það. Þannig er hægt að vinna fimm hliðar vinnustykkisins án þess að fjarlægja vinnustykkið og endurstilla vélina.
CNC rennibekkir
Rennibekkur - einnig kallaður snúningsstöð - hefur einn eða fleiri snældur og X og Z ása. Vélin er notuð til að snúa vinnustykki á ásnum til að framkvæma ýmsar skurðar- og mótunaraðgerðir og beita margvíslegum tækjum á vinnustykkið.
CNC rennibekkir, sem einnig eru kallaðir verkfæri rennibekkir, eru tilvalin til að búa til samhverfa sívala eða kúlulaga hluta. Eins og CNC myllur, geta CNC rennibekkir séð um minni aðgerðir, svo sem frumgerð, en einnig er hægt að setja þau upp fyrir mikla endurtekningarhæfni og styðja við mikla framleiðslu.
Einnig er hægt að setja upp CNC rennibekk fyrir tiltölulega handfrjálsa framleiðslu, sem gerir þá mikið notaða í bílaiðnaði, rafeindatækni, geimferðum, vélfærafræði og lækningatækjum.
Hvernig CNC rennibekkur virkar
Með CNC rennibekkur er auður stöng af birgðaefni hlaðinn í klemmu snældu rennibekksins. Þessi chuck heldur vinnustykkinu á sínum stað á meðan snældan snýst. Þegar snældan nær nauðsynlegum hraða er kyrrstætt klippitæki komið í snertingu við vinnustykkið til að fjarlægja efni og ná réttri rúmfræði.
CNC rennibekkur getur framkvæmt fjölda aðgerða, svo sem að bora, þráða, leiða, brúna, snúa og snúa. Mismunandi aðgerðir krefjast tækjabreytinga og geta aukið kostnað og uppsetningartíma.
Þegar öllum nauðsynlegum vinnsluaðgerðum er lokið er hluturinn skorinn úr lagernum til frekari vinnslu, ef þörf krefur. CNC rennibekkurinn er þá tilbúinn til að endurtaka aðgerðina, með litlum eða engum viðbótaruppsetningartíma sem venjulega þarf á milli.
CNC rennibekkir geta einnig rúmar margs konar sjálfvirka stangamatara, sem draga úr handvirkri meðhöndlun hráefnis og veita kosti eins og eftirfarandi:
■ Styttu þann tíma og fyrirhöfn sem vélstjórinn krefst
■ Styðjið stöngina til að draga úr titringi sem getur haft neikvæð áhrif á nákvæmni
■ Leyfið vélbúnaðinum að vinna á besta snúningshraða
■ Lágmarka skiptitíma
■ Draga úr efnisúrgangi
Tegundir CNC rennibekkja
Það eru til margar mismunandi gerðir af rennibekkjum, en algengustu eru 2-ása CNC rennibekkir og sjálfvirkir rennibekkir í Kína.
Flestir CNC Kína rennibekkir nota einn eða tvo aðalsnælda auk einn eða tvo aftur (eða auka) snælda, með snúningsflutningi sem ber ábyrgð á þeim fyrrnefnda. Aðalsnúðurinn framkvæmir aðalvinnsluaðgerðina með aðstoð leiðbeiningar.
Að auki eru sumir rennibekkir í Kína búnir öðru tólhausi sem virkar sem CNC mylla.
Með sjálfvirkum rennibekk í CNC-stíl er lagerefnið fóðrað í gegnum rennihöfuðsnældu í leiðarhring. Þetta gerir tækinu kleift að skera efnið nær þeim stað þar sem efnið er stutt, sem gerir Kína vél sérstaklega gagnleg fyrir langa, mjóa snúna hluta og fyrir örvinnslu.
Multi-ás CNC beygju miðstöðvar og rennibekkir í Kína stíl geta framkvæmt margar vinnsluaðgerðir með einni vél. Þetta gerir þá að hagkvæmum valkosti fyrir flókna rúmfræði sem ella þyrfti margar vélar eða tækjabreytingar með því að nota búnað eins og hefðbundna CNC myllu.