Makineria precize është një proces për të hequr materialin nga një pjesë e punës gjatë mbajtjes së përfundimeve të afërta të tolerancës. Makina precize ka shumë lloje, duke përfshirë bluarjen, kthimin dhe përpunimin e shkarkimit elektrik. Një makinë precize sot kontrollohet në përgjithësi duke përdorur një kontroll të kontrollit numerik të kompjuterit (CNC).
Pothuajse të gjitha produktet metalike përdorin përpunim precize, siç bëjnë shumë materiale të tjera si plastike dhe druri. Këto makina operohen nga makinistë të specializuar dhe të trajnuar. Në mënyrë që mjeti i prerjes të bëjë punën e tij, ai duhet të zhvendoset në drejtime të specifikuara 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 të prerjes lejojnë që makina precize të funksionojë.
Makineria me precizion të cilësisë kërkon aftësinë për të ndjekur projekte jashtëzakonisht specifike të bëra nga CAD (dizajni i ndihmuar nga kompjuteri) ose CAM (prodhimi i ndihmuar nga kompjuteri) programe si AutoCAD dhe TurboCAD. Softueri mund të ndihmojë në prodhimin e diagrameve komplekse, 3-dimensionale ose skicave të nevojshme në mënyrë që të prodhojë një mjet, makinë ose objekt. Këto projekte duhet të respektohen me detaje të shkëlqyera për të siguruar që një produkt të ruajë integritetin e tij. Ndërsa shumica e kompanive të përpunimit preciz punojnë me një formë të programeve CAD/CAM, ato ende punojnë shpesh me skica të tërhequra me dorë në fazat fillestare të një modeli.
Makineria precize përdoret në një numër materialesh duke përfshirë çelikun, bronzin, grafitin, qelqin dhe plastikën për të përmendur disa. Në varësi të madhësisë së projektit dhe materialeve që do të përdoren, do të përdoren mjete të ndryshme të përpunimit me precizion. Anydo kombinim i lathes, makinave të mullirit, shtypit të stërvitjes, sharrave dhe mulli, dhe madje edhe robotika me shpejtësi të lartë mund të përdoret. Industria e hapësirës ajrore mund të përdorë përpunimin me shpejtësi të lartë, ndërsa një industri e mjeteve të punimeve të drurit mund të përdorë proceset e etching-kimike dhe mullirit. Kërcimi nga një vrapim, ose një sasi specifike e ndonjë sendi të veçantë, mund të numërojë në mijëra, ose të jetë vetëm disa. Makineria precize shpesh kërkon programimin e pajisjeve CNC që do të thotë se ato janë të kontrolluara në mënyrë numerike të kompjuterit. Pajisja CNC lejon që dimensionet e sakta të ndiqen gjatë gjithë drejtimit të një produkti.
Mulliri është procesi i përpunimit të përdorimit të hapësve rrotullues për të hequr materialin nga një pjesë e punës duke përparuar (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 larmi të gjerë të operacioneve dhe makinave të ndryshme, në peshore nga pjesë të vogla individuale deri në operacione të mëdha, me detyrë të rëndë të mullirit të bandave. Oneshtë një nga proceset më të përdorura për përpunimin e pjesëve me porosi për të saktë tolerancat.
Mulliri mund të bëhet me një gamë të gjerë mjetesh makinerish. Klasa origjinale e mjeteve të makinerive për bluarjen ishte makina e mullirit (shpesh quhet mulli). Pas ardhjes së kontrollit numerik të kompjuterit (CNC), makinat e mullirit evoluan në qendrat e përpunimit: makinat e mullirit të shtuara nga ndërruesit automatikë të mjeteve, revistat e mjeteve ose karuselat, aftësia CNC, sistemet e ftohësit dhe mbylljet. Qendrat e mullirit zakonisht klasifikohen si qendra vertikale të përpunimit (VMC) ose qendra horizontale të përpunimit (HMC).
Integrimi i mullirit në mjediset e kthimit, dhe anasjelltas, filloi me mjete të drejtpërdrejta për lathes dhe përdorimin e rastit të mullinjve për operacionet e kthimit. Kjo çoi në një klasë të re të mjeteve të makinerive, Makinerive Multitasking (MTMS), të cilat janë të ndërtuara me qëllim për të lehtësuar bluarjen dhe kthimin brenda të njëjtit zarf pune.
Për inxhinierët e projektimit, ekipet R&D dhe prodhuesit që varen nga një pjesë e burimit, përpunimi preciz CNC lejon krijimin e pjesëve komplekse pa përpunim shtesë. Në fakt, përpunimi i saktë 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 prerjeje për të krijuar modelin përfundimtar, dhe shpesh shumë kompleks të një pjese. Niveli i saktësisë është përmirësuar përmes përdorimit të kontrollit numerik të kompjuterit (CNC), i cili përdoret për të automatizuar kontrollin e mjeteve të përpunimit.
Roli i "CNC" në përpunimin preciz
Duke përdorur udhëzimet e kodifikuara të programimit, përpunimi preciz CNC lejon që një pjesë e punës të pritet dhe formohet në specifikimet pa ndërhyrje manuale nga një operator i makinerisë.
Marrja e një modeli të dizajnit të ndihmuar nga kompjuteri (CAD) i siguruar nga një klient, një makinerist ekspert përdor softuerin e prodhimit të ndihmuar nga kompjuteri (CAM) për të krijuar udhëzimet për përpunimin e pjesës. Bazuar në modelin CAD, softveri përcakton se cilat shtigje mjetesh janë të nevojshme dhe gjeneron kodin e programimit që i tregon makinës:
■ Cilat janë RPM -të e sakta dhe normat e ushqimit
■ Kur dhe ku të lëvizni mjetin dhe/ose pjesën e punës
■ Sa thellë për të prerë
■ Kur të aplikoni ftohës
■ Anydo faktor tjetër që lidhet me shpejtësinë, shkallën e ushqimit dhe koordinimin
Një kontrollues CNC më pas përdor kodin e programimit për të kontrolluar, automatizuar dhe monitoruar lëvizjet e makinës.
Sot, CNC është një tipar i integruar i një game të gjerë pajisjesh, nga lathes, mullinj dhe ruterë deri tek tela EDM (përpunimi elektrik i shkarkimit), lazer dhe makina të prerjes plazmatike. Përveç automatizimit të procesit të përpunimit dhe rritjes së saktësisë, CNC eliminon detyrat manuale dhe çliron makinistët për të mbikëqyrur makina të shumta që funksionojnë në të njëjtën kohë.
Përveç kësaj, pasi të jetë dizajnuar një shteg mjeti dhe të programohet një makinë, ajo mund të ekzekutojë një pjesë të çdo numri herë. Kjo siguron një nivel të lartë të saktësisë dhe përsëritshmërisë, e cila nga ana tjetër e bën procesin shumë me kosto efektive dhe të shkallëzueshme.
Materialet që janë të përpunuara
Disa metale që janë të përpunuara zakonisht përfshijnë aluminin, bronzin, bronzin, bakrin, çelikun, titanin dhe zinkun. Përveç kësaj, druri, shkuma, tekstil me fije qelqi dhe plastika si polipropileni gjithashtu mund të përpunohen.
Në fakt, pothuajse çdo material mund të përdoret me përpunim precize CNC - natyrisht, në varësi të aplikimit dhe kërkesave të tij.
Disa avantazhe të përpunimit të saktë të CNC
Për shumë nga pjesët e vogla dhe përbërësit që përdoren në një gamë të gjerë të produkteve të prodhuara, përpunimi preciz CNC është shpesh metoda e zgjedhjes së fabrikimit.
Siç është e vërtetë për të gjitha metodat e prerjes dhe përpunimit, materiale të ndryshme sillen ndryshe, dhe madhësia dhe forma e një komponenti gjithashtu kanë një ndikim të madh në proces. Sidoqoftë, në përgjithësi, procesi i përpunimit të saktë të CNC ofron avantazhe ndaj metodave të tjera të përpunimit.
Kjo për shkak se përpunimi CNC është i aftë të japë:
■ Një shkallë e lartë e kompleksitetit të pjesëve
Tol Tolerancat e ngushta, që zakonisht variojnë nga 0.0002 ± (0,00508 mm) deri në 0.0005 ± "(0,0127 mm) mm)
■ Përfundimet jashtëzakonisht të lëmuara të sipërfaqes, përfshirë përfundimet me porosi
■ Përsëritshmëria, madje edhe në vëllime të larta
Ndërsa një makinist i aftë mund të përdorë një torno manuale për të bërë një pjesë cilësore në sasi prej 10 ose 100, çfarë ndodh kur ju nevojiten 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 të prodhimit me vëllim të lartë. Për më tepër, përsëritshmëria e lartë e përpunimit të saktë të CNC ju jep pjesë që janë të gjitha të njëjta nga fillimi deri në fund, pa marrë parasysh sa pjesë që po prodhoni.
Ekzistojnë disa metoda shumë të specializuara të përpunimit të CNC, duke përfshirë EDM me tela (përpunim elektrik të shkarkimit), përpunim shtesë dhe shtypje lazer 3D. Për shembull, EDM teli 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 mullirit dhe kthimit - dy metoda zbritëse që janë gjerësisht të disponueshme dhe përdoren shpesh për përpunimin e saktë të CNC.
Mulliri vs Kthimi
Mulliri është një proces përpunimi që përdor një mjet të prerjes cilindrike, cilindrike për të hequr materialin dhe për të krijuar forma. Pajisjet e mullirit, të njohura si një mulli ose një qendër përpunimi, realizojnë një univers të gjeometrive komplekse të pjesëve në disa prej metaleve të përpunuara të objekteve më të mëdha.
Një karakteristikë e rëndësishme e bluarjes është se pjesa e punës mbetet e palëvizshme ndërsa mjeti i prerjes 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 formimit 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 i prerë fiks (i cili mund ose nuk mund të jetë rrotullues) lëviz përgjatë boshtit të programuar.
Mjeti nuk mund të shkojë fizikisht rreth pjesës. Materiali rrotullohet, duke lejuar mjetin për të kryer operacionet e programuara. (Ekziston një nënbashkësi e latheve në të cilat mjetet rrotullohen rreth një teli të ushqyer me spool, megjithatë, që nuk është e mbuluar këtu.)
Në kthim, ndryshe nga mulliri, pjesa e punës rrotullohet. Aksionet e pjesës kthehen në gishtin e torno dhe mjeti i prerjes është sjellë në kontakt me pjesën e punës.
Manual vs përpunimi CNC
Ndërsa të dy mullinj dhe torno janë në dispozicion 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 me vëllim të lartë të pjesëve të tolerancës së ngushtë.
Përveç ofrimit të makinave të thjeshta 2-boshtore në të cilat mjeti lëviz në boshtet x dhe z, pajisjet precize CNC përfshijnë modele me shumë boshte në të cilat mund të lëvizë edhe pjesa e punës. 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 makinerisë. 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 të saktë CNC siguron që patate të skuqura të mos futen në punë, edhe kur përdorin një makinë me një gisht të orientuar vertikalisht.
Mullinj për CNC
Makina të ndryshme të mullirit ndryshojnë në madhësitë e tyre, konfigurimet e boshtit, normat e ushqimit, shpejtësinë e prerjes, drejtimin e ushqimit të mullirit dhe karakteristikat e tjera.
Sidoqoftë, në përgjithësi, CNC Mills 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 mund të përdoren gjithashtu me materiale të tilla si plastike dhe alumini.
Mullinj CNC janë ndërtuar për përsëritshmëri dhe mund të përdoren për gjithçka, nga prototipimi deri tek prodhimi i vëllimit të lartë. Mullinj CNC me precizion të nivelit të lartë shpesh përdoren për punë të ngushtë të tolerancës siç janë mulliri i imët dhe myk.
Ndërsa mulliri i CNC mund të sigurojë kthesën e shpejtë, përfundimi i përzier krijon pjesë me shenja mjetesh të dukshme. Mund të prodhojë gjithashtu pjesë me disa skaje të mprehta dhe burrs, kështu që proceset shtesë mund të kërkohen nëse skajet dhe burrs janë të papranueshme për ato karakteristika.
Sigurisht, mjetet deburuese të programuara në sekuencë do të debutojnë, megjithëse zakonisht arrijnë 90% të kërkesës së përfunduar më së shumti, duke lënë disa veçori për përfundimin e fundit të dorës.
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 të mullirit njihen si qendra vertikale të përpunimit dhe qendra horizontale të përpunimit, ku ndryshimi parësor është në orientimin e gishtit të makinës.
Një qendër vertikale e përpunimit është një mulli në të cilin boshti i gishtave është i lidhur në një drejtim të boshtit z. Këto makina vertikale mund të ndahen më tej në dy lloje:
■ Mullinj shtrati, në të cilin gishti lëviz paralelisht me boshtin e vet ndërsa tabela lëviz pingul me boshtin e gishtit
Mills Mullinj frëngji, në të cilin gishti është i palëvizshëm dhe tabela është zhvendosur në mënyrë që të jetë gjithmonë pingul dhe paralel me boshtin e gishtit gjatë operacionit të prerjes
Në një qendër horizontale të përpunimit, boshti i gishtit të mullirit është i lidhur në një drejtim të boshtit Y. Struktura horizontale do të thotë që këto mullinj kanë tendencë të marrin më shumë hapësirë në dyshemenë e dyqaneve të makinerive; Ato janë gjithashtu përgjithësisht më të rënda në peshë dhe më të fuqishme se makinat vertikale.
Një mulli horizontale shpesh përdoret kur kërkohet një përfundim më i mirë sipërfaqësor; Kjo për shkak se orientimi i gishtit do të thotë që çipat e prerjes natyrisht bien dhe hiqen lehtësisht. (Si një përfitim i shtuar, heqja efikase e çipit ndihmon në rritjen e jetës së mjeteve.)
Në përgjithësi, qendrat vertikale të përpunimit janë më të përhapura sepse ato mund të jenë po aq të fuqishme sa qendrat horizontale të përpunimit dhe mund të trajtojnë pjesë shumë të vogla. Për më tepër, qendrat vertikale kanë një gjurmë më të vogël se qendrat horizontale të përpunimit.
Mullinj CNC me shumë boshte
Qendrat precize CNC Mill janë në dispozicion me akse të shumta. Një mulli me 3 boshte përdor boshtet X, Y dhe Z për një larmi pune. 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 një përpunim më të vazhdueshëm.
Një mulli me 5 boshte ka tre akse tradicionale dhe dy akse rrotulluese shtesë, duke bërë të mundur që pjesa e punës të rrotullohet ndërsa koka e gishtit lëviz rreth tij. Kjo mundëson që pesë anët e një pjese pune të përpunohen pa hequr pjesën e punës dhe rivendosjen e makinës.
Lathes cnc
Një torno - e quajtur edhe një qendër kthese - ka një ose më shumë gishta, dhe akse x dhe z. Makina përdoret për të rrotulluar një pjesë të punës në boshtin e saj për të kryer operacione të ndryshme prerjeje dhe formimi, duke aplikuar një gamë të gjerë mjetesh në pjesën e punës.
Lathes CNC, të cilat quhen edhe lathes të mjeteve të veprimit të drejtpërdrejtë, janë ideale për krijimin e pjesëve simetrike cilindrike ose sferike. Ashtu si mullinj CNC, lathet CNC mund të trajtojnë operacione më të vogla prototyping të tilla, por gjithashtu mund të vendosen për përsëritje të lartë, duke mbështetur prodhimin e vëllimit të lartë.
Lathes CNC gjithashtu mund të vendosen për prodhim relativisht pa duar, gjë që i bën ato të përdoren gjerësisht në industritë 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 aksioneve ngarkohet në çakmakun e gishtit të torno. Kjo çakmak mban pjesën e punës në vend ndërsa gishti rrotullohet. Kur gishti arrin shpejtësinë e kërkuar, një mjet i prerë i palëvizshëm është sjellë në kontakt me pjesën e punës për të hequr materialin dhe për të arritur gjeometrinë e saktë.
Një torno CNC mund të kryejë një numër operacionesh, të tilla si shpimi, filetimi, mërzitja, ripërtëritja, përballja dhe kthimi i rradhës. Operacione të ndryshme kërkojnë ndryshime të mjeteve dhe mund të rrisin kohën e kostos dhe konfigurimit.
Kur të gjitha operacionet e kërkuara të përpunimit janë përfunduar, pjesa është prerë nga aksionet për përpunim të mëtejshëm, nëse është e nevojshme. Torno CNC është më pas e gatshme për të përsëritur operacionin, me pak ose aspak kohë shtesë të konfigurimit që zakonisht kërkohet në mes.
Lathes CNC gjithashtu mund të strehojë një shumëllojshmëri të ushqyesve automatikë të barit, të cilat zvogëlojnë sasinë e trajtimit manual të lëndës së parë dhe ofrojnë avantazhe të tilla si më poshtë:
■ Ulni kohën dhe përpjekjen e kërkuar të operatorit të makinerisë
■ Mbështetni Barstock për të zvogëluar dridhjet që mund të ndikojnë negativisht në saktësi
■ Lejoni mjetin e makinës të operojë me shpejtësi optimale të gishtave
■ Minimizoni kohën e ndërrimit
■ Ulni mbeturinat e materialit
Llojet e lathes CNC
Ekzistojnë një numër i llojeve të ndryshme të lathes, por më të zakonshmet janë lathes CNC me dy boshte dhe lathes automatike të stilit të Kinës.
Shumica e latheve të Kinës CNC përdorin një ose dy gishta kryesor plus një ose dy gishta mbrapa (ose sekondar), me transferimin rrotullues përgjegjës për të parën. Gishti kryesor kryen operacionin parësor të përpunimit, me ndihmën e një udhëzuesi.
Përveç kësaj, disa lathë të stilit të Kinës vijnë të pajisur me një kokë mjeti të dytë që funksionon si një mulli CNC.
Me një torno automatike të stilit të Kinës CNC, materiali i aksioneve ushqehet përmes një gishti të kokës rrëshqitëse në një shirit udhëzues. Kjo lejon që mjeti të shkurtojë materialin më afër pikës kur mbështetet materiali, duke e bërë makinën e Kinës veçanërisht të dobishme për pjesë të gjata, të holla të kthyera dhe për mikromachining.
Qendrat e kthimit të CNC me shumë boshte dhe lathet e stilit të Kinës mund të realizojnë operacione të shumëfishta të përpunimit duke përdorur një makinë të vetme. Kjo i bën ata një mundësi me kosto efektive për gjeometri komplekse që përndryshe do të kërkojnë makina të shumta ose ndryshime mjetesh duke përdorur pajisje të tilla si një mulli tradicionale CNC.