Nákvæm vinnsla er aðferð til að fjarlægja efni úr vinnustykki meðan á vinnslu stendur.Nákvæmni vélin hefur margar gerðir, þar á meðal mölun, beygjur og raflosunarvinnsla.Nákvæmni vél í dag er almennt stjórnað með tölvutölustýringu (CNC).
Næstum allar málmvörur nota nákvæmni vinnslu, eins og mörg önnur efni eins og plast og tré.Þessar vélar eru reknar af sérhæfðum og þjálfuðum vélstjórum.Til þess að skurðarverkfærið geti sinnt starfi sínu verður að færa það í tilgreindar áttir til að gera réttan skurð.Þessi frumhreyfing er kölluð „skurðarhraði“.Vinnustykkið er einnig hægt að færa, þekkt sem aukahreyfing "fæða".Saman gera þessar hreyfingar og skerpa skurðarverkfærisins nákvæmni vélinni kleift að starfa.
Gæða nákvæmnisvinnsla krefst getu til að fylgja mjög sérstökum teikningum sem gerðar eru með CAD (tölvuaðstoðinni hönnun) eða CAM (tölvuaðstoðuð framleiðslu) forritum eins og AutoCAD og TurboCAD.Hugbúnaðurinn getur hjálpað til við að framleiða flóknar, þrívíddar skýringarmyndir eða útlínur sem þarf til að framleiða verkfæri, vél eða hlut.Þessum teikningum verður að fylgja nákvæmlega til að tryggja að vara haldi heilleika sínum.Þó að flest nákvæmnisvinnslufyrirtæki vinni með einhvers konar CAD/CAM forrit, vinna þau samt oft með handteiknaðar skissur í upphafsstigum hönnunar.
Nákvæmni vinnsla er notuð á fjölda efna, þar á meðal stál, brons, grafít, gler og plast svo eitthvað sé nefnt.Það fer eftir stærð verksins og efnum sem á að nota, ýmis nákvæmnisverkfæri verða notuð.Hægt er að nota hvaða samsetningu sem er af rennibekkjum, mölunarvélum, borvélum, sagum og slípum og jafnvel háhraða vélfærafræði.Geimferðaiðnaðurinn gæti notað háhraða vinnslu, en iðnaður sem framleiðir tréverkfæri gæti notað ljósefnafræðilega ætingu og mölunarferli.Upphlaupið úr hlaupi, eða ákveðið magn af einhverjum tilteknum hlut, getur skipt þúsundum eða verið aðeins fáir.Nákvæm vinnsla krefst oft forritunar CNC tækja sem þýðir að þau eru tölvustýrð.CNC tækið gerir kleift að fylgja nákvæmum málum í gegnum framleiðslu vörunnar.
Milling er vinnsluferlið við að nota snúningsskera til að fjarlægja efni úr vinnustykki með því að færa (eða fæða) skerinu inn í vinnustykkið í ákveðna átt.Skerinu má einnig halda í horn miðað við ás verkfærisins.Milling nær yfir margs konar mismunandi aðgerðir og vélar, á mælikvarða frá litlum einstökum hlutum til stórra, þungra verka fræsna.Það er einn af algengustu ferlunum til að vinna sérsniðna hluta að nákvæmum vikmörkum.
Hægt er að mala með fjölbreyttu úrvali véla.Upprunalegur flokkur verkfæra til mölunar var mölunarvélin (oft kölluð mylla).Eftir tilkomu tölustafastýringar tölvunnar (CNC) þróuðust mölunarvélar í vinnslustöðvar: mölunarvélar auknar með sjálfvirkum verkfæraskiptum, verkfæratímaritum eða hringekjum, CNC-getu, kælivökvakerfi og girðingum.Millistöðvar eru almennt flokkaðar sem lóðréttar vinnslustöðvar (VMCs) eða láréttar vinnslustöðvar (HMCs).
Samþætting mölunar í beygjuumhverfi, og öfugt, hófst með lifandi verkfærum fyrir rennibekkir og einstaka notkun á mölum til beygjuaðgerða.Þetta leiddi til nýs flokks véla, fjölverkavéla (MTM), sem eru sérsmíðaðar til að auðvelda fræsun og snúning innan sama vinnuumslagsins.
Fyrir hönnunarverkfræðinga, R&D teymi og framleiðendur sem eru háðir hlutauppsprettu, gerir nákvæm CNC vinnsla kleift að búa til flókna hluta án viðbótarvinnslu.Reyndar gerir nákvæm CNC vinnsla oft kleift að búa til fullbúna hluta á einni vél.
Vinnsluferlið fjarlægir efni og notar fjölbreytt úrval af skurðarverkfærum til að búa til endanlega, og oft mjög flókna, hönnun hluta.Nákvæmni er aukið með því að nota tölvutölustjórnun (CNC), sem er notuð til að gera sjálfvirkan stjórn á vinnsluverkfærunum.
Hlutverk "CNC" í nákvæmni vinnslu
Með því að nota kóðaðar forritunarleiðbeiningar gerir nákvæm CNC vinnsla kleift að skera og móta vinnustykki í samræmi við forskriftir án handvirkrar íhlutunar vélstjóra.
Með því að taka tölvustýrða hönnun (CAD) líkan sem viðskiptavinur lætur í té, notar sérfræðingur vélstjóri tölvustýrðan framleiðsluhugbúnað (CAM) til að búa til leiðbeiningar um vinnslu hlutans.Byggt á CAD líkaninu, ákvarðar hugbúnaðurinn hvaða verkfæraleiðir eru nauðsynlegar og býr til forritunarkóðann sem segir vélinni:
■ Hver eru rétt snúningshraði og straumhraði
■ Hvenær og hvert á að færa verkfærið og/eða vinnustykkið
■ Hversu djúpt á að skera
■ Hvenær á að bera á kælivökva
■ Allir aðrir þættir sem tengjast hraða, straumhraða 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 beinum til víra EDM (rafhleðsluvinnslu), leysir og plasmaskurðarvélar.Auk þess að gera sjálfvirkan vinnsluferlið og auka nákvæmni, útilokar CNC handvirk verkefni og leysir vélstjóra til að hafa umsjón með mörgum vélum sem eru í gangi á sama tíma.
Þar að auki, þegar verkfæraslóð hefur verið hönnuð og vél er forrituð, getur hún keyrt hluta í hvaða fjölda sinnum sem er.Þetta veitir mikla nákvæmni og endurtekningarhæfni, sem aftur gerir ferlið mjög hagkvæmt og skalanlegt.
Efni sem eru unnin
Sumir málmar sem eru almennt unnar eru ál, kopar, brons, kopar, stál, títan og sink.Að auki er einnig hægt að vinna úr tré, froðu, trefjagleri og plasti eins og pólýprópýleni.
Reyndar er hægt að nota nánast hvaða efni sem er með nákvæmni CNC vinnslu - auðvitað, allt eftir umsókninni og kröfum þess.
Sumir kostir nákvæmni CNC vinnslu
Fyrir marga af litlu hlutunum og íhlutunum sem eru notaðir í fjölbreytt úrval af framleiddum vörum er nákvæm CNC vinnsla oft sú framleiðsluaðferð sem valin er.
Eins og á við um nánast allar skurðar- og vinnsluaðferðir, hegða mismunandi efni sér mismunandi og stærð og lögun íhluta hefur einnig mikil áhrif á ferlið.Hins vegar, almennt, býður ferlið við nákvæmni CNC vinnslu kosti fram yfir aðrar vinnsluaðferðir.
Það er vegna þess að CNC vinnsla er fær um að skila:
■ Mikill flókinn hlutur
■ Þröng vikmörk, venjulega á bilinu ±0,0002" (±0,00508 mm) til ±0,0005" (±0,0127 mm)
■ Einstaklega slétt yfirborðsáferð, þar á meðal sérsniðin áferð
■ Endurtekningarhæfni, jafnvel við mikið magn
Þó að þjálfaður vélstjóri geti notað handvirkan rennibekk til að búa til gæðahluta í magni upp á 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 framleiðslu í miklu magni.Að auki gefur hár endurtekningarhæfni nákvæmni CNC vinnslu þér hluta sem eru allir eins frá upphafi til enda, sama hversu marga hluti þú ert að framleiða.
Það eru nokkrar mjög sérhæfðar aðferðir við CNC vinnslu, þar á meðal vír EDM (rafhleðsluvinnsla), aukefnavinnsla og 3D leysiprentun.Til dæmis, vír EDM notar leiðandi efni - venjulega málma - og raflosun til að eyða vinnustykki í flókin form.
Hins vegar munum við einbeita okkur að mölunar- og beygjuferlunum - tvær frádráttaraðferðir sem eru víða tiltækar og oft notaðar fyrir nákvæma CNC vinnslu.
Milling vs beygja
Milling er vinnsluferli sem notar snúnings, sívalur skurðarverkfæri til að fjarlægja efni og búa til form.Millibúnaður, þekktur sem mylla eða vinnslustöð, nær fram alheimi flókinna hluta rúmfræði á nokkrum af stærstu hlutum sem eru unnar úr málmi.
Mikilvægur eiginleiki fræsunar er að vinnustykkið helst kyrrstætt á meðan skurðarverkfærið snýst.Með öðrum orðum, á myllu, hreyfist snúningsskurðarverkfærið um vinnustykkið, sem er fast á sínum stað á rúminu.
Beygja er ferlið við að klippa eða móta vinnustykki á búnaði sem kallast rennibekkur.Venjulega snýst rennibekkurinn vinnustykkinu á lóðréttan eða láréttan ás á meðan fast skurðarverkfæri (sem getur verið að snúast eða ekki) hreyfist meðfram forritaða ásnum.
Verkfærið getur ekki farið líkamlega í kringum hlutann.Efnið snýst, sem gerir verkfærinu kleift að framkvæma forritaðar aðgerðir.(Það er undirmengi rennibekkjar þar sem verkfærin snúast í kringum vír með spólu, sem er þó ekki fjallað um hér.)
Við beygju, ólíkt fræsun, snýst vinnustykkið.Hlutastofninn snýst um snælda rennibekksins og skurðarverkfærið er komið í snertingu við vinnustykkið.
Handvirk vs CNC vinnsla
Þó að bæði myllur og rennibekkir séu fáanlegar í handvirkum gerðum, henta CNC vélar betur til framleiðslu á smáhlutum - bjóða upp á sveigjanleika og endurtekningarhæfni fyrir forrit sem krefjast mikils magns framleiðslu á þéttum hlutum.
Auk þess að bjóða upp á einfaldar 2-ása vélar þar sem verkfærið hreyfist í X- og Z-ásnum, inniheldur nákvæmur CNC-búnaður fjölása módel þar sem vinnustykkið getur einnig hreyft sig.Þetta er í mótsögn við rennibekk þar sem vinnustykkið er takmarkað við að snúast og verkfærin munu hreyfast til að búa til viðeigandi rúmfræði.
Þessar fjölása stillingar gera kleift að framleiða flóknari rúmfræði í einni aðgerð, án þess að krefjast viðbótarvinnu af vélstjóranum.Þetta gerir það ekki aðeins auðveldara að framleiða flókna hluta, heldur dregur það einnig úr eða útilokar líkurnar á mistökum stjórnanda.
Að auki tryggir notkun háþrýstikælivökva með nákvæmri CNC vinnslu að flísar komist ekki í verkið, jafnvel þegar notuð er vél með lóðrétt stilltan snælda.
CNC myllur
Mismunandi mölunarvélar eru mismunandi í stærðum, ásstillingum, straumhraða, skurðarhraða, mölunarstefnu og öðrum eiginleikum.
Hins vegar, almennt, nota CNC myllur allar snúningssnælda til að skera í burtu óæskilegt efni.Þau eru notuð til að skera harða málma eins og stál og títan en einnig er hægt að nota þau með efni eins og plasti og áli.
CNC myllur eru byggðar fyrir endurtekningarhæfni og hægt er að nota þær fyrir allt frá frumgerð til framleiðslu í miklu magni.Hágæða nákvæmni CNC-myllur eru oft notaðar fyrir þröngt umburðarlyndi, svo sem að mala fínar teygjur og mót.
Þó að CNC fræsun geti skilað skjótum viðsnúningi, myndar frágangur eins og malaður hluti með sýnilegum verkfæramerkjum.Það getur einnig framleitt hluta með nokkrum skörpum brúnum og burrs, svo frekari aðferðum gæti þurft ef brúnir og burrs eru óviðunandi fyrir þessa eiginleika.
Að sjálfsögðu munu afgrativerkfæri sem eru forrituð inn í röðina afgrasa, þó að það nái venjulega 90% af fullbúinni kröfu í mesta lagi, og skilur eftir nokkra eiginleika fyrir endanlega handfrágang.
Hvað yfirborðsfrágang varðar, þá eru til verkfæri sem gefa ekki aðeins viðunandi yfirborðsáferð, heldur einnig spegillíkan frágang á hluta vinnuvörunnar.
Tegundir CNC mills
Tvær grunngerðir af mölunarvélum eru þekktar sem lóðréttar vinnslustöðvar og láréttar vinnslustöðvar, þar sem aðalmunurinn er í stefnu vélarsnælunnar.
Lóðrétt vinnslustöð er mylla þar sem snældaásinn er stilltur í Z-ás stefnu.Þessum lóðréttu vélum má skipta frekar í tvær gerðir:
■Beðkvörn, þar sem snældan hreyfist samsíða eigin ás á meðan borðið hreyfist hornrétt á ás snældunnar
■Turret mills, þar sem snældan er kyrrstæð og borðið er fært þannig að það sé alltaf hornrétt og samsíða snældaásnum meðan á skurði stendur
Í láréttri vinnslustöð er snældaás myllunnar stilltur í Y-ás stefnu.Lárétt uppbygging þýðir að þessar myllur hafa tilhneigingu til að taka meira pláss á gólfi vélsmiðjunnar;þær eru líka almennt þyngri að þyngd og öflugri en lóðréttar vélar.
Lárétt mylla er oft notuð þegar þörf er á betri yfirborðsáferð;það er vegna þess að stefna snældunnar þýðir að skurðarflísarnar falla náttúrulega í burtu og eru auðveldlega fjarlægðar.(Sem aukinn ávinningur hjálpar skilvirkur flísaflutningur að auka endingu verkfæra.)
Almennt séð eru lóðréttar vinnslustöðvar algengari vegna þess að þær geta verið eins öflugar og láréttar vinnslustöðvar og geta séð um mjög litla hluta.Að auki hafa lóðréttar stöðvar minna fótspor en láréttar vinnslustöðvar.
Margása CNC fræsar
Nákvæmar CNC myllustöðvar eru fáanlegar með mörgum ásum.Þriggja ása kvörn notar X, Y og Z ásana fyrir margs konar vinnu.Með 4-ása möl, getur vélin snúist um lóðréttan og láréttan ás og hreyft vinnustykkið til að leyfa meiri samfellda vinnslu.
5-ása mal hefur þrjá hefðbundna ása og tvo snúningsása til viðbótar, sem gerir kleift að snúa vinnustykkinu þegar snældahausinn hreyfist um það.Þetta gerir kleift að vinna fimm hliðar vinnustykkis án þess að fjarlægja vinnustykkið og endurstilla vélina.
CNC rennibekkir
Rennibekkur - einnig kallaður beygjumiðja - hefur einn eða fleiri snælda og X og Z ása.Vélin er notuð til að snúa vinnustykki um ás þess til að framkvæma ýmsar skurðar- og mótunaraðgerðir, með því að beita margs konar verkfærum á vinnustykkið.
CNC rennibekkir, sem einnig eru kallaðir lifandi verkfærarennibekkir, eru tilvalin til að búa til samhverfa sívala eða kúlulaga hluta.Eins og CNC myllur, geta CNC rennibekkir séð um smærri aðgerðir eins og frumgerð en einnig er hægt að setja upp fyrir mikla endurtekningarnákvæmni, sem styður mikið magn framleiðslu.
Einnig er hægt að setja upp CNC rennibekk fyrir tiltölulega handfrjálsa framleiðslu, sem gerir þá mikið notaða í bílaiðnaði, rafeindatækni, geimferðum, vélfærafræði og lækningatækjaiðnaði.
Hvernig CNC rennibekkur virkar
Með CNC rennibekk er auðri stöng af birgðaefni hlaðið inn í spennu rennibekksins.Þessi spenna heldur vinnustykkinu á sínum stað á meðan snældan snýst.Þegar snældan nær tilskildum hraða er kyrrstætt skurðarverkfæri komið í snertingu við vinnustykkið til að fjarlægja efni og ná réttri rúmfræði.
CNC rennibekkur getur framkvæmt fjölda aðgerða, svo sem borun, þræðingu, borun, rembing, framhlið og mjósnun.Mismunandi aðgerðir krefjast breytinga á verkfærum 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 hýst margs konar sjálfvirka stangafóðara, sem draga úr magni handvirkrar meðhöndlunar hráefnis og veita kosti eins og eftirfarandi:
■ Draga úr þeim tíma og fyrirhöfn sem stjórnandi vélarinnar þarfnast
■ Styðjið stöngina til að draga úr titringi sem getur haft neikvæð áhrif á nákvæmni
■ Leyfðu vélinni að vinna á besta snúningshraða
■ Lágmarka skiptitíma
■ Draga úr efnisúrgangi
Tegundir af CNC rennibekkjum
Það eru til nokkrar mismunandi gerðir af rennibekkjum, en þær algengustu eru 2-ása CNC rennibekkir og sjálfvirkir rennibekkir í Kína.
Flestir CNC rennibekkir í Kína nota einn eða tvo aðalsnælda ásamt einum eða tveimur baksnældum (eða aukasnældum), með snúningsflutningi sem ber ábyrgð á þeim fyrri.Aðalsnældan framkvæmir aðal vinnsluaðgerðina með hjálp stýribuss.
Að auki eru sumir rennibekkir í kínverskum stíl með öðrum verkfærahaus sem starfar sem CNC-mylla.
Með sjálfvirkum rennibekk í CNC-stíl í Kína er stofnefnið borið í gegnum snælda með rennandi höfuð inn í stýrishlaup.Þetta gerir verkfærinu kleift að skera efnið nær þeim stað þar sem efnið er stutt, sem gerir Kína vélina sérstaklega gagnleg fyrir langa, mjóa snúna hluta og fyrir örvinnslu.
Margása CNC snúningsstöðvar og rennibekkir í Kína-stíl geta framkvæmt margar vinnsluaðgerðir með einni vél.Þetta gerir þá að hagkvæmum valkosti fyrir flóknar rúmfræði sem annars myndi krefjast margra véla eða skipta um verkfæri með því að nota búnað eins og hefðbundna CNC-mylla.