Përpunimi preciz është një proces për të hequr materialin nga një pjesë e punës gjatë mbajtjes së përfundimeve të tolerancës së ngushtë. Makina precize ka shumë lloje, duke përfshirë bluarjen, kthimin dhe përpunimin elektrik të shkarkimit. Një makinë precize sot në përgjithësi kontrollohet duke përdorur një Kontrolle Numerike Kompjuterike (CNC).
Pothuajse të gjitha produktet metalike përdorin përpunim të saktë, siç bëjnë shumë materiale të tjera si plastika dhe druri. Këto makina operohen nga makinerë të specializuar dhe të trajnuar. Në mënyrë që mjeti i prerjes të bëjë punën e tij, duhet të zhvendoset në drejtimet e përcaktuara për të bërë prerjen e duhur. Kjo lëvizje parësore quhet "shpejtësia e prerjes". Pjesa e punës gjithashtu mund të zhvendoset, e njohur si lëvizja dytësore e "ushqimit". Së bashku, këto lëvizje dhe mprehtësia e mjetit prerës lejojnë që makina precize të funksionojë.
Përpunimi me saktësi cilësore kërkon aftësinë për të ndjekur skema jashtëzakonisht specifike të bëra nga programet CAD (dizajn i ndihmuar nga kompjuteri) ose CAM (prodhim i ndihmuar nga kompjuteri) si AutoCAD dhe TurboCAD. Softueri mund të ndihmojë në prodhimin e diagrameve komplekse, 3-dimensionale ose skicave të nevojshme për të prodhuar një mjet, makinë ose objekt. Këto plane duhet të respektohen me detaje të mëdha për të siguruar që një produkt të ruajë integritetin e tij. Ndërsa shumica e kompanive përpunuese të përpunimit punojnë me një formë programesh CAD/CAM, ato ende punojnë shpesh me skica të vizatuara me dorë në fazat fillestare të një dizajni.
Përpunimi i saktë përdoret në një numër materialesh duke përfshirë çelik, bronz, grafit, qelq dhe plastikë për të përmendur disa. Në varësi të madhësisë së projektit dhe materialeve që do të përdoren, do të përdoren mjete të ndryshme përpunimi precize. Mund të përdoret çdo kombinim i tornave, makinave bluarëse, stërvitjeve, sharrave dhe bluarësve, madje edhe robotikë me shpejtësi të lartë. Industria e hapësirës ajrore mund të përdorë përpunim me shpejtësi të lartë, ndërsa një industri e prodhimit të veglave të drurit mund të përdorë procese të gdhendjes dhe bluarjes fotokimike. Zhurma nga vrapimi, ose një sasi e caktuar e ndonjë artikulli të veçantë, mund të numërojë në mijëra, ose të jetë vetëm disa. Përpunimi i saktë shpesh kërkon programimin e pajisjeve CNC që do të thotë se ato janë të kontrolluara nga kompjuteri numerikisht. Pajisja CNC lejon që dimensionet e sakta të ndiqen gjatë gjithë funksionimit të një produkti.
Mulliri është procesi i përpunimit të përdorimit të hapëseve rrotullues për të hequr materialin nga një pjesë e punës duke avancuar (ose ushqyer) prestarin në pjesën e punës në një drejtim të caktuar. Prerësi gjithashtu mund të mbahet në një kënd në lidhje me boshtin e mjetit. Mulliri mbulon një shumëllojshmëri të gjerë të operacioneve dhe makinave të ndryshme, në shkallë nga pjesë të vogla individuale deri te operacionet e mëdha të bluarjes me banda të rënda. Shtë një nga proceset më të përdorura për përpunimin e pjesëve me porosi në toleranca të sakta.
Mulliri mund të bëhet me një gamë të gjerë të veglave të makinerisë. Klasa origjinale e veglave të makinerisë për bluarje ishte makina bluarëse (shpesh e quajtur mulli). Pas ardhjes së kontrollit numerik kompjuterik (CNC), makinat e bluarjes evoluan në qendra të përpunimit: makina mulliri të shtuara nga ndërruesit automatikë të veglave, revista mjetesh ose karuselë, aftësi CNC, sisteme ftohës dhe mbyllje. Qendrat e bluarjes në përgjithësi klasifikohen si qendra vertikale të përpunimit (VMC) ose qendra horizontale të përpunimit (HMC).
Integrimi i bluarjes në mjedise kthese, dhe anasjelltas, filloi me vegla të drejtpërdrejta për tornot dhe përdorimin e rastit të mullinjve për operacionet e kthesës. Kjo çoi në një klasë të re të veglave të makinerisë, makina me shumë detyra (MTM), të cilat janë krijuar me qëllim për të lehtësuar bluarjen dhe kthimin brenda të njëjtit zarf pune.
Për inxhinierët e projektimit, ekipet e R&D dhe prodhuesit që varen nga burimi i pjesëve, përpunimi i saktë CNC lejon krijimin e pjesëve komplekse pa përpunim shtesë. Në fakt, përpunimi me saktësi CNC shpesh bën të mundur që pjesët e përfunduara të bëhen në një makinë të vetme.
Procesi i përpunimit heq materialin dhe përdor një gamë të gjerë mjetesh prerëse për të krijuar modelin përfundimtar, dhe shpesh shumë kompleks, të një pjese. Niveli i saktësisë është rritur përmes përdorimit të kontrollit numerik kompjuterik (CNC), i cili përdoret për të automatizuar kontrollin e mjeteve të përpunimit.
Roli i "CNC" në përpunimin e saktë
Duke përdorur udhëzimet e koduara të programimit, përpunimi i saktë CNC lejon që një pjesë e punës të pritet dhe të formësohet sipas specifikimeve pa ndërhyrjen manuale nga një operator makine.
Duke marrë një model të dizajnuar me ndihmën e kompjuterit (CAD) të ofruar nga një klient, një makinist ekspert përdor softuer prodhues të ndihmuar nga kompjuteri (CAM) për të krijuar udhëzimet për përpunimin e pjesës. Bazuar në modelin CAD, softueri përcakton se cilat rrugë mjetesh nevojiten dhe gjeneron kodin e programimit që i thotë makinës:
■ Cilat janë RPM -të e sakta dhe normat e ushqimit
■ Kur dhe ku të lëvizni mjetin dhe/ose pjesën e punës
■ Sa thellë të pritet
■ Kur të aplikoni ftohës
■ Çdo faktor tjetër që lidhet me shpejtësinë, shkallën e ushqimit dhe koordinimin
Një kontrollues CNC përdor kodin e programimit për të kontrolluar, automatizuar dhe monitoruar lëvizjet e makinës.
Sot, CNC është një veçori e integruar e një game të gjerë pajisjesh, nga torno, mullinj dhe rutera deri te telat EDM (përpunimi elektrik i shkarkimit), lazer dhe makina prerëse të plazmës. Përveç automatizimit të procesit të përpunimit dhe rritjes së saktësisë, CNC eliminon detyrat manuale dhe liron makinistët të mbikëqyrin makina të shumta që funksionojnë në të njëjtën kohë.
Për më tepër, pasi të jetë projektuar një shteg mjetesh dhe të programohet një makinë, ajo mund të ekzekutojë një pjesë çdo herë. Kjo siguron një nivel të lartë saktësie dhe përsëritshmërie, e cila nga ana tjetër e bën procesin me kosto shumë efektive dhe të shkallëzueshme.
Materialet e përpunuara
Disa metale që përpunohen zakonisht përfshijnë alumin, bronz, bronz, bakër, çelik, titan dhe zink. Përveç kësaj, druri, shkuma, tekstil me fije qelqi dhe plastika të tilla si polipropileni gjithashtu mund të përpunohen.
Në fakt, pothuajse çdo material mund të përdoret me përpunim preciz CNC - natyrisht, në varësi të aplikimit dhe kërkesave të tij.
Disa avantazhe të përpunimit preciz CNC
Për shumë nga pjesët dhe përbërësit e vegjël që përdoren në një gamë të gjerë të produkteve të prodhuara, përpunimi me saktësi CNC është shpesh metoda e fabrikimit të zgjedhur.
Siç është e vërtetë për pothuajse të gjitha metodat e prerjes dhe përpunimit, materiale të ndryshme sillen ndryshe, dhe madhësia dhe forma e një përbërësi gjithashtu kanë një ndikim të madh në proces. Sidoqoftë, në përgjithësi procesi i përpunimit preciz CNC ofron përparësi mbi metodat e tjera të përpunimit.
Kjo është për shkak se përpunimi CNC është i aftë të japë:
■ Një shkallë e lartë e kompleksitetit të pjesëve
Tole Toleranca të ngushta, që zakonisht variojnë nga 000 0.0002 "(00 0.00508 mm) në ± 0.0005" (± 0.0127 mm)
Fin Përfundime jashtëzakonisht të lëmuara të sipërfaqes, përfshirë përfundimet me porosi
Përsëritshmëri, edhe në vëllime të larta
Ndërsa një makineri i aftë mund të përdorë një torno manual për të bërë një pjesë cilësore në sasi prej 10 ose 100, çfarë ndodh kur keni nevojë për 1.000 pjesë? 10.000 pjesë? 100,000 apo një milion pjesë?
Me përpunimin e saktë të CNC, ju mund të merrni shkallëzueshmërinë dhe shpejtësinë e nevojshme për këtë lloj prodhimi me vëllim të lartë. Përveç kësaj, përsëritshmëria e lartë e përpunimit preciz CNC ju jep pjesë që janë të gjitha të njëjta nga fillimi në fund, pa marrë parasysh sa pjesë po prodhoni.
Ekzistojnë disa metoda shumë të specializuara të përpunimit CNC, duke përfshirë tela EDM (përpunim elektrik i shkarkimit), përpunim shtesë dhe printim 3D me lazer. Për shembull, tela EDM përdor materiale përçuese -zakonisht metale -dhe shkarkime elektrike për të gërryer një pjesë të punës në forma të ndërlikuara.
Sidoqoftë, këtu do të përqendrohemi në proceset e bluarjes dhe kthesës - dy metoda zbritëse që janë gjerësisht të disponueshme dhe përdoren shpesh për përpunimin preciz CNC.
Mulliri kundrejt rrotullimit
Mulliri është një proces përpunimi që përdor një mjet rrotullues, cilindrik të prerjes për të hequr materialin dhe për të krijuar forma. Pajisjet e bluarjes, të njohura si një mulli ose një qendër përpunimi, realizojnë një univers të gjeometrive komplekse të pjesëve në disa prej objekteve më të mëdha të përpunuara prej metali.
Një karakteristikë e rëndësishme e bluarjes është se pjesa e punës mbetet e palëvizshme ndërsa mjeti prerës rrotullohet. Me fjalë të tjera, në një mulli, mjeti rrotullues i prerjes lëviz rreth pjesës së punës, e cila mbetet e fiksuar në vend në një shtrat.
Kthimi është procesi i prerjes ose formësimit të një pjese pune në pajisjet e quajtura torno. Në mënyrë tipike, torno rrotullon pjesën e punës në një bosht vertikal ose horizontal ndërsa një mjet prerës fiks (i cili mund të rrotullohet ose jo) lëviz përgjatë boshtit të programuar.
Mjeti nuk mund të shkojë fizikisht rreth pjesës. Materiali rrotullohet, duke lejuar që mjeti të kryejë operacionet e programuara. (Ekziston një nëngrup tornash në të cilat mjetet rrotullohen rreth një teli të ushqyer me bobinë, megjithatë, kjo nuk është e mbuluar këtu.)
Në kthesë, ndryshe nga bluarja, pjesa e punës rrotullohet. Stoku i pjesëve ndizet në gishtin e tornos dhe mjeti prerës vihet në kontakt me pjesën e punës.
Manual kundrejt përpunimit CNC
Ndërsa të dy mullinjtë dhe tornat janë të disponueshëm në modele manuale, makinat CNC janë më të përshtatshme për qëllime të prodhimit të pjesëve të vogla - duke ofruar shkallëzim dhe përsëritje për aplikimet që kërkojnë prodhim të volumit të lartë të pjesëve të ngushta të tolerancës.
Përveç ofrimit të makinave të thjeshta me 2 boshte në të cilat mjeti lëviz në akset X dhe Z, pajisjet precize CNC përfshijnë modele me shumë boshte në të cilat pjesa e punës gjithashtu mund të lëvizë. Kjo është në kontrast me një torno ku pjesa e punës është e kufizuar në rrotullim dhe mjetet do të lëvizin për të krijuar gjeometrinë e dëshiruar.
Këto konfigurime me shumë boshte lejojnë prodhimin e gjeometrive më komplekse në një operacion të vetëm, pa kërkuar punë shtesë nga operatori i makinës. Kjo jo vetëm që e bën më të lehtë prodhimin e pjesëve komplekse, por gjithashtu zvogëlon ose eliminon mundësinë e gabimit të operatorit.
Për më tepër, përdorimi i ftohësit me presion të lartë me përpunim preciz CNC siguron që patate të skuqura të mos hyjnë në punë, edhe kur përdorni një makinë me një gisht vertikalisht të orientuar.
Mullinj CNC
Makinat e ndryshme të bluarjes ndryshojnë në madhësinë, konfigurimin e boshtit, shpejtësinë e ushqimit, shpejtësinë e prerjes, drejtimin e ushqimit të bluarjes dhe karakteristikat e tjera.
Sidoqoftë, në përgjithësi, mullinjtë CNC të gjithë përdorin një gisht rrotullues për të prerë materialin e padëshiruar. Ato përdoren për të prerë metale të forta si çeliku dhe titani, por gjithashtu mund të përdoren me materiale të tilla si plastika dhe alumini.
Mullinjtë CNC janë ndërtuar për përsëritshmëri dhe mund të përdoren për gjithçka, nga prototipizimi deri në prodhimin e volumit të lartë. Mullinjtë me saktësi të lartë CNC shpesh përdoren për punë me tolerancë të ngushtë, siç janë bluarja e formave dhe formave të imëta.
Ndërsa bluarja CNC mund të japë një kthesë të shpejtë, përfundimi si i bluar krijon pjesë me shenja të dukshme të veglave. Ai gjithashtu mund të prodhojë pjesë me disa skaje dhe vrima të mprehta, kështu që mund të kërkohen procese shtesë nëse skajet dhe vrimat janë të papranueshme për ato veçori.
Sigurisht, mjetet e deburimit të programuara në sekuencë do të deburr, megjithëse zakonisht arrijnë 90% të kërkesës së përfunduar më së shumti, duke lënë disa veçori për përfundimin e dorës përfundimtare.
Sa i përket përfundimit të sipërfaqes, ka mjete që do të prodhojnë jo vetëm një përfundim të pranueshëm të sipërfaqes, por edhe një përfundim të ngjashëm me pasqyrën në pjesë të produktit të punës.
Llojet e mullinjve CNC
Dy llojet themelore të makinave mulliri njihen si qendra vertikale të përpunimit dhe qendra horizontale të përpunimit, ku ndryshimi parësor është në orientimin e boshtit të makinës.
Një qendër vertikale e përpunimit është një mulli në të cilin boshti i boshtit është i rreshtuar në drejtim të boshtit Z. Këto makina vertikale mund të ndahen më tej në dy lloje:
Ills Mullinj shtrati, në të cilët gishti lëviz paralel me boshtin e vet ndërsa tabela lëviz pingul me boshtin e gishtit
Ills Mullinj frëngji, në të cilët gishti është i palëvizshëm dhe tavolina lëvizet në mënyrë që të jetë gjithmonë pingul dhe paralel me boshtin e boshtit gjatë operacionit të prerjes
Në një qendër horizontale të përpunimit, boshti i boshtit të mullirit është rreshtuar në një drejtim të boshtit Y. Struktura horizontale do të thotë që këto mullinj kanë tendencë të zënë më shumë hapësirë në dyshemenë e makinerisë; ato janë gjithashtu përgjithësisht më të rënda në peshë dhe më të fuqishme se makinat vertikale.
Një mulli horizontal përdoret shpesh kur kërkohet një përfundim më i mirë i sipërfaqes; kjo për shkak se orientimi i gishtit do të thotë që copëzat e prerjes bien natyrshëm dhe hiqen lehtë. (Si një përfitim i shtuar, heqja efikase e çipit ndihmon në rritjen e jetës së mjetit.)
Në përgjithësi, qendrat vertikale të përpunimit janë më të përhapura sepse mund të jenë po aq të fuqishme sa qendrat e përpunimit horizontal dhe mund të trajtojnë pjesë shumë të vogla. Për më tepër, qendrat vertikale kanë një gjurmë më të vogël sesa qendrat horizontale të përpunimit.
Mullinj CNC me shumë boshte
Qendrat e sakta të mullirit CNC janë në dispozicion me akse të shumta. Një mulli me 3 boshte përdor akset X, Y dhe Z për një larmi të madhe të punës. Me një mulli me 4 boshte, makina mund të rrotullohet në një bosht vertikal dhe horizontal dhe të lëvizë pjesën e punës për të lejuar përpunim më të vazhdueshëm.
Një mulli me 5 akse ka tre akse tradicionale dhe dy akse rrotulluese shtesë, duke bërë të mundur që pjesa e punës të rrotullohet ndërsa koka e boshtit lëviz rreth tij. Kjo mundëson që të përpunohen pesë anët e një pjese pune pa hequr pjesën e punës dhe rivendosjen e makinës.
Tornoja CNC
Një torno - e quajtur edhe një qendër kthese - ka një ose më shumë gishta, dhe boshte X dhe Z. Makina përdoret për të rrotulluar një pjesë pune në boshtin e saj për të kryer operacione të ndryshme të prerjes dhe formësimit, duke aplikuar një gamë të gjerë mjetesh në pjesën e punës.
Tornotat CNC, të cilat quhen edhe torno të veglave të veprimit të drejtpërdrejtë, janë ideale për krijimin e pjesëve simetrike cilindrike ose sferike. Ashtu si mullinjtë CNC, tornat CNC mund të trajtojnë operacione më të vogla prototipimi të tilla, por gjithashtu mund të vendosen për përsëritshmëri të lartë, duke mbështetur prodhimin e volumit të lartë.
Tornot CNC gjithashtu mund të krijohen për prodhim relativisht pa duar, gjë që i bën ato të përdoren gjerësisht në industrinë e automobilave, elektronikës, hapësirës ajrore, robotikës dhe pajisjeve mjekësore.
Si funksionon një torno CNC
Me një torno CNC, një shirit i zbrazët i materialit të ngarkuar ngarkohet në kapësen e gishtit të tornos. Ky kapës mban pjesën e punës në vend ndërsa gishti rrotullohet. Kur gishti arrin shpejtësinë e kërkuar, një mjet prerës i palëvizshëm vihet në kontakt me pjesën e punës për të hequr materialin dhe për të arritur gjeometrinë e duhur.
Një torno CNC mund të kryejë një numër operacionesh, të tilla si shpimi, filetimi, i mërzitshëm, zbrazja, ballafaqimi dhe kthimi i konit. Operacione të ndryshme kërkojnë ndryshime të veglave dhe mund të rrisin koston dhe kohën e konfigurimit.
Kur të përfundojnë të gjitha operacionet e kërkuara të përpunimit, pjesa pritet nga stoku për përpunim të mëtejshëm, nëse është e nevojshme. Tornoja CNC është atëherë gati për të përsëritur operacionin, me pak ose aspak kohë shtesë të konfigurimit që zakonisht kërkohet në mes.
Tornotat CNC gjithashtu mund të strehojnë një sërë ushqyesish automatikë të shufrave, të cilat zvogëlojnë sasinë e trajtimit manual të lëndëve të para dhe ofrojnë përparësi të tilla si në vijim:
■ Zvogëloni kohën dhe përpjekjen e kërkuar nga operatori i makinës
■ Mbështetni shufrën për të zvogëluar dridhjet që mund të ndikojnë negativisht në saktësinë
Lejoni veglën e makinës të funksionojë me shpejtësi optimale të gishtit
■ Minimizoni kohën e ndërrimit
■ Reduktoni mbeturinat materiale
Llojet e tornove CNC
Ekzistojnë një numër i llojeve të ndryshme të tornave, por më të zakonshmet janë tornat CNC me 2 akse dhe torno automatike të stilit Kinë.
Shumica e tornave CNC të Kinës përdorin një ose dy gishta kryesorë plus një ose dy gishta mbrapa (ose dytësorë), me transferimin rrotullues përgjegjës për të parën. Gishti kryesor kryen operacionin kryesor të përpunimit, me ndihmën e një baze udhëzuese.
Për më tepër, disa torno të stilit të Kinës vijnë të pajisura me një kokë të dytë mjetesh që funksionon si një mulli CNC.
Me një torno automatike të stilit CNC në Kinë, materiali i stokut futet përmes një gishti rrëshqitës të kokës në një tufë udhëzuese. Kjo lejon që mjeti të prerë materialin më afër pikës ku mbështetet materiali, duke e bërë makinën Kinë veçanërisht të dobishme për pjesët e gjata, të holla të kthyera dhe për mikromakimin.
Qendrat e kthesës CNC me shumë boshte dhe tornat e stilit Kinë mund të kryejnë operacione të shumta përpunimi duke përdorur një makinë të vetme. Kjo i bën ata një opsion me kosto efektive për gjeometri komplekse që përndryshe do të kërkonin makina të shumta ose ndryshime mjetesh duke përdorur pajisje të tilla si një mulli tradicional CNC.