Përpunimi i saktë është një proces për të hequr materialin nga një pjesë e punës gjatë mbajtjes së përfundimeve me tolerancë të ngushtë.Makina precize ka shumë lloje, duke përfshirë bluarjen, tornimin dhe përpunimin e shkarkimit elektrik.Një makinë precize sot përgjithësisht kontrollohet duke përdorur një kontroll numerik kompjuterik (CNC).
Pothuajse të gjitha produktet metalike përdorin përpunim preciz, si dhe shumë materiale të tjera si plastika dhe druri.Këto makina operohen nga makinistë të specializuar dhe të trajnuar.Në mënyrë që mjeti prerës të bëjë punën e tij, ai duhet të lëvizet në drejtimet e specifikuara për të bërë prerjen e duhur.Kjo lëvizje primare 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 veglës prerëse lejojnë që makina precize të funksionojë.
Përpunimi me saktësi cilësore kërkon aftësinë për të ndjekur plane jashtëzakonisht specifike të bëra nga programet CAD (dizajn me ndihmën e kompjuterit) ose CAM (prodhim me ndihmën e kompjuterit) si AutoCAD dhe TurboCAD.Softueri mund të ndihmojë në prodhimin e diagrameve ose skicave komplekse 3-dimensionale të nevojshme për të prodhuar një mjet, makinë ose objekt.Këto plane duhet të respektohen me shumë detaje për të siguruar që produkti të ruajë integritetin e tij.Ndërsa shumica e kompanive të përpunimit me saktësi punojnë me një formë të programeve CAD/CAM, ato ende punojnë shpesh me skica të vizatuara me dorë në fazat fillestare të një dizajni.
Përpunimi me precizion 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 përpunimi me precizion.Mund të përdoret çdo kombinim i tornove, makinerive bluarëse, presave të stërvitjes, sharrave dhe bluarjeve, madje edhe robotikë me shpejtësi të lartë.Industria e hapësirës ajrore mund të përdorë përpunimin me shpejtësi të lartë, ndërsa industria e prodhimit të veglave të punimeve me dru mund të përdorë proceset e gravurës dhe bluarjes foto-kimike.Dalja nga një vrapim, ose një sasi specifike e ndonjë artikulli të veçantë, mund të numërohet 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 numerikisht nga kompjuteri.Pajisja CNC lejon që përmasat e sakta të ndiqen gjatë gjithë përdorimit të një produkti.
Mulliri është procesi i përpunimit të përdorimit të prerësve 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 mund të mbahet gjithashtu në një kënd në lidhje me boshtin e mjetit.Mulliri mbulon një gamë të gjerë operacionesh dhe makinerish të ndryshme, në shkallë nga pjesë të vogla individuale deri në operacione të mëdha të bluarjes së bandës me detyrë të rëndë.Është një nga proceset më të përdorura për përpunimin e pjesëve me porosi në toleranca të sakta.
Frezimi mund të bëhet me një gamë të gjerë mjetesh makinerie.Klasa origjinale e veglave të makinës për bluarje ishte makina bluarëse (shpesh e quajtur mulli).Pas ardhjes së kontrollit numerik kompjuterik (CNC), makinat e bluarjes evoluan në qendra përpunimi: makina bluarëse të shtuara nga ndërruesit automatikë të veglave, revistat e veglave ose karuselet, aftësia CNC, sistemet e ftohësit dhe mbylljet.Qendrat e bluarjes në përgjithësi klasifikohen si qendra vertikale të përpunimit (VMCs) ose qendra horizontale të përpunimit (HMCs).
Integrimi i mullirit në mjediset e tornimit dhe anasjelltas filloi me veglat e gjalla për torno dhe përdorimin e herëpashershëm të mullinjve për punët e tornimit.Kjo çoi në një klasë të re veglash makinerish, makina me shumë detyra (MTM), të cilat janë ndërtuar me qëllim për të lehtësuar bluarjen dhe tornimin brenda të njëjtit zarf pune.
Për inxhinierët e projektimit, ekipet e R&D dhe prodhuesit që varen nga burimi i pjesëve, përpunimi me precizion CNC lejon krijimin e pjesëve komplekse pa përpunim shtesë.Në fakt, përpunimi me precizion 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 dizajnin përfundimtar dhe shpesh shumë kompleks të një pjese.Niveli i saktësisë rritet përmes përdorimit të kontrollit numerik kompjuterik (CNC), i cili përdoret për të automatizuar kontrollin e veglave të përpunimit.
Roli i "CNC" në përpunimin e saktë
Duke përdorur udhëzime programimi të koduara, përpunimi i saktë CNC lejon që një pjesë e punës të pritet dhe të formësohet sipas specifikimeve pa ndërhyrje manuale nga një operator makine.
Duke marrë një model dizajni me ndihmën e kompjuterit (CAD) të ofruar nga një klient, një makinist ekspert përdor softuerin e prodhimit me ndihmën e kompjuterit (CAM) për të krijuar udhëzimet për përpunimin e pjesës.Bazuar në modelin CAD, softueri përcakton se cilat shtigje mjetesh nevojiten dhe gjeneron kodin e programimit që i tregon makinës:
■ Cilat janë RPM-të e sakta dhe normat e furnizimit
■ Kur dhe ku të zhvendoset mjeti dhe/ose pjesa e punës
■ Sa thellë duhet prerë
■ Kur të aplikohet ftohës
■ Çdo faktor tjetër që lidhet me shpejtësinë, shpejtësinë 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 veçori e integruar e një game të gjerë pajisjesh, nga torno, mullinj dhe ruterë te EDM me tela (përpunimi i shkarkimit elektrik), lazer dhe makina prerëse plazma.Përveç automatizimit të procesit të përpunimit dhe rritjes së saktësisë, CNC eliminon detyrat manuale dhe i liron makinistët të mbikëqyrin makina të shumta që funksionojnë në të njëjtën kohë.
Përveç kësaj, pasi të jetë projektuar një shteg mjeti dhe një makinë është programuar, ajo mund të ekzekutojë një pjesë çdo herë.Kjo siguron një nivel të lartë saktësie dhe përsëritshmërie, gjë që e bën procesin me kosto të lartë dhe të shkallëzuar.
Materialet që përpunohen
Disa metale që përpunohen zakonisht përfshijnë aluminin, bronzin, bronzin, bakrin, çelikun, titanin dhe zinkun.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 me saktësi CNC
Për shumë nga pjesët dhe komponentët e vegjël që përdoren në një gamë të gjerë produktesh të prodhuara, përpunimi me precizion CNC është shpesh metoda e zgjedhur e fabrikimit.
Siç është e vërtetë për pothuajse 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.Megjithatë, në përgjithësi procesi i përpunimit me precizion CNC ofron përparësi 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
■ Tolerancat e ngushta, që zakonisht variojnë nga ±0,0002" (±0,00508 mm) deri në ±0,0005" (±0,0127 mm)
■ Përfundime jashtëzakonisht të lëmuara sipërfaqësore, duke përfshirë përfundimet me porosi
■ Përsëritshmëria, 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 1000 pjesë?10,000 pjesë?100,000 apo një milion pjesë?
Me përpunimin preciz CNC, ju mund të merrni shkallëzueshmërinë dhe shpejtësinë e nevojshme për këtë lloj prodhimi me volum të lartë.Për më tepër, përsëritshmëria e lartë e përpunimit me precizion CNC ju jep pjesë që janë të gjitha të njëjta nga fillimi në fund, pavarësisht se sa pjesë jeni duke prodhuar.
Ka disa metoda shumë të specializuara të përpunimit CNC, duke përfshirë EDM me tela (përpunimi me shkarkimin elektrik), përpunimin shtesë dhe printimin me lazer 3D.Për shembull, EDM me tela përdor materiale përçuese - zakonisht metale - dhe shkarkime elektrike për të gërryer një pjesë të punës në forma të ndërlikuara.
Sidoqoftë, këtu do të fokusohemi në proceset e bluarjes dhe tornimit - dy metoda zbritëse që janë gjerësisht të disponueshme dhe përdoren shpesh për përpunimin me saktësi CNC.
Frezimi kundrejt tornimit
Mulliri është një proces përpunimi që përdor një mjet prerës rrotullues cilindrik për të hequr materialin dhe për të krijuar forma.Pajisjet e bluarjes, të njohura si një mulli ose një qendër përpunimi, realizojnë një univers gjeometrish komplekse të pjesëve në disa nga objektet më të mëdha të përpunuara metalike.
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 prerës 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 të punës në pajisje të quajtura torno.Në mënyrë tipike, torno rrotullon pjesën e punës në një bosht vertikal ose horizontal ndërsa një mjet prerës fiks (i cili mund ose nuk mund të rrotullohet) lëviz përgjatë boshtit të programuar.
Mjeti nuk mund të lëvizë fizikisht rreth pjesës.Materiali rrotullohet, duke i lejuar mjetit të kryejë operacionet e programuara.(Ekziston një nëngrup tornosh në të cilat veglat rrotullohen rreth një teli të ushqyer me bobinë, megjithatë, që nuk mbulohet këtu.)
Në tornim, ndryshe nga bluarja, pjesa e punës rrotullohet.Stoku i pjesës ndizet në boshtin e tornos dhe mjeti prerës vihet në kontakt me pjesën e punës.
Përpunimi manual kundrejt CNC
Ndërsa të dy mullinjtë dhe torno janë të disponueshme në modele manuale, makinat CNC janë më të përshtatshme për qëllime të prodhimit të pjesëve të vogla - duke ofruar shkallëzim dhe përsëritshmëri për aplikacionet që kërkojnë prodhim me vëllim të lartë të pjesëve me tolerancë të ngushtë.
Përveç ofrimit të makinerive të thjeshta me 2 boshte në të cilat mjeti lëviz në akset X dhe Z, pajisjet CNC precize 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 tjerrje 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 redukton ose eliminon mundësinë e gabimit të operatorit.
Përveç kësaj, përdorimi i ftohësit me presion të lartë me përpunim preciz CNC siguron që çipat të mos futen në punë, edhe kur përdorni një makinë me një bosht të orientuar vertikalisht.
Mullinj CNC
Makinat e ndryshme bluarëse ndryshojnë në madhësitë e tyre, konfigurimin e boshtit, shpejtësinë e ushqimit, shpejtësinë e prerjes, drejtimin e ushqimit të bluarjes dhe karakteristika të tjera.
Sidoqoftë, në përgjithësi, mullinjtë CNC përdorin të gjithë një bosht rrotullues për të hequr materialin e padëshiruar.Ato përdoren për prerjen e metaleve të forta si çeliku dhe titani, por mund të përdoren edhe me materiale të tilla si plastika dhe alumini.
Mullinjtë CNC janë ndërtuar për përsëritshmëri dhe mund të përdoren për çdo gjë, nga prototipi deri tek prodhimi me volum të lartë.Mullinjtë CNC me precizion të nivelit të lartë përdoren shpesh për punë me tolerancë të ngushtë, siç janë kokrrat dhe kallëpet e imta të bluarjes.
Ndërsa bluarja me CNC mund të japë kthesë të shpejtë, përfundimi me bluarje krijon pjesë me shenja të dukshme të veglave.Mund të prodhojë gjithashtu pjesë me disa skaje dhe gërvishtje të mprehta, kështu që mund të kërkohen procese shtesë nëse skajet dhe gërvishtjet janë të papranueshme për ato veçori.
Natyrisht, mjetet e heqjes së gërvishtjeve të programuara në sekuencë do të fshihen, megjithëse zakonisht arrijnë 90% të kërkesës së përfunduar, duke lënë disa veçori për përfundimin përfundimtar me dorë.
Sa i përket përfundimit të sipërfaqes, ka mjete që do të prodhojnë jo vetëm një përfundim të pranueshëm të sipërfaqes, por edhe një përfundim si pasqyrë në pjesë të produktit të punës.
Llojet e mullinjve CNC
Dy llojet bazë të makinave bluarëse njihen si qendrat vertikale të përpunimit dhe qendrat horizontale të përpunimit, ku ndryshimi kryesor është në orientimin e boshtit të makinës.
Një qendër vertikale përpunimi është një mulli në të cilin boshti i boshtit është rreshtuar në një drejtim të boshtit Z.Këto makina vertikale mund të ndahen më tej në dy lloje:
■Mullinj shtrati, në të cilat boshti lëviz paralel me boshtin e vet ndërsa tavolina lëviz pingul me boshtin e boshtit
■Mullinj me frëngji, në të cilat boshti është i palëvizshëm dhe tavolina lëvizet në mënyrë që të jetë gjithmonë pingul dhe paralel me boshtin e boshtit gjatë punës së 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 priren të zënë më shumë hapësirë në dyshemenë e makinerive;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 boshtit nënkupton që patate të skuqura prerëse bien natyrshëm dhe hiqen lehtësisht.(Si një përfitim shtesë, heqja efikase e çipave ndihmon në rritjen e jetëgjatësisë së mjetit.)
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.Përveç kësaj, qendrat vertikale kanë një gjurmë më të vogël se qendrat horizontale të përpunimit.
Mullinj CNC me shumë boshte
Qendrat precize të mullirit CNC janë të disponueshme me akse të shumta.Një mulli me 3 boshte përdor akset X, Y dhe Z për një shumëllojshmëri të gjerë 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 përpunim më të vazhdueshëm.
Një mulli me 5 boshte ka tre akse tradicionale dhe dy akse rrotulluese shtesë, duke mundësuar që pjesa e punës të rrotullohet ndërsa koka e boshtit lëviz rreth saj.Kjo mundëson që pesë anët e një pjese të punës të përpunohen pa hequr pjesën e punës dhe pa rivendosur makinën.
Torno CNC
Një torno - i quajtur gjithashtu një qendër kthese - ka një ose më shumë bosht, dhe akset X dhe Z.Makina përdoret për të rrotulluar një pjesë pune në boshtin e saj për të kryer operacione të ndryshme prerjeje dhe formësimi, duke aplikuar një gamë të gjerë mjetesh në pjesën e punës.
Tornot CNC, të cilat quhen gjithashtu torno me veprim të drejtpërdrejtë, janë ideale për krijimin e pjesëve cilindrike ose sferike simetrike.Ashtu si mullinjtë CNC, tornot CNC mund të përballojnë operacione më të vogla si prototipizime, por gjithashtu mund të vendosen për përsëritshmëri të lartë, duke mbështetur prodhimin me volum të lartë.
Tornot CNC gjithashtu mund të vendosen 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 stoku ngarkohet në kapësen e boshtit të tornos.Ky çak mban pjesën e punës në vend ndërsa boshti rrotullohet.Kur boshti 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 sërë operacionesh, të tilla si shpimi, filetimi, gërvishtja, gërvishtja, ballafaqimi dhe kthimi me kon.Operacione të ndryshme kërkojnë ndryshime të veglave dhe mund të rrisin koston dhe kohën e konfigurimit.
Kur të përfundojnë të gjitha operacionet e nevojshme të përpunimit, pjesa pritet nga stoku për përpunim të mëtejshëm, nëse është e nevojshme.Torno CNC është më pas gati për të përsëritur operimin, me pak ose aspak kohë shtesë të konfigurimit që zakonisht kërkohet në mes.
Tornot CNC gjithashtu mund të strehojnë një shumëllojshmëri të ushqyesve automatikë të shufrave, të cilat zvogëlojnë sasinë e trajtimit manual të lëndës së parë dhe ofrojnë avantazhe të tilla si në vijim:
■ Zvogëloni kohën dhe përpjekjen e kërkuar nga operatori i makinës
■ Mbështetni shiritin për të reduktuar dridhjet që mund të ndikojnë negativisht në saktësinë
■ Lëreni veglën e makinës të funksionojë me shpejtësinë optimale të boshtit
■ Minimizoni kohën e ndërrimit
■ Reduktoni mbetjet materiale
Llojet e tornove CNC
Ekzistojnë një sërë llojesh të ndryshme tornosh, por më të zakonshmet janë tornot CNC me 2 boshte dhe torno automatike të stilit kinez.
Shumica e tornove CNC të Kinës përdorin një ose dy boshta kryesore plus një ose dy boshtra të pasme (ose dytësore), me transferimin rrotullues përgjegjës për të parën.Boshti kryesor kryen operacionin parësor të përpunimit, me ndihmën e një tufa udhëzuese.
Përveç kësaj, disa torno të stilit kinez vijnë të pajisura me një kokë të dytë vegle që funksionon si një mulli CNC.
Me një torno automatike të stilit kinez CNC, materiali i rezervuar futet përmes një boshti koke rrëshqitëse në një tufë udhëzuese.Kjo lejon që mjeti të presë materialin më afër pikës ku mbështetet materiali, duke e bërë makinën kineze veçanërisht të dobishme për pjesët e gjata dhe të holla të kthyera dhe për mikropërpunimin.
Qendrat tornuese CNC me shumë boshte dhe torno të stilit kinez mund të kryejnë operacione të shumta përpunimi duke përdorur një makinë të vetme.Kjo i bën ata një opsion me kosto efektive për gjeometritë komplekse që përndryshe do të kërkonin makineri të shumta ose ndryshime të veglave duke përdorur pajisje të tilla si një mulli tradicional CNC.