Ο όρος CNC σημαίνει «αριθμητικός έλεγχος μέσω υπολογιστή» και η κατεργασία με CNC ορίζεται ως μια αφαιρετική διαδικασία κατασκευής που συνήθως χρησιμοποιεί έλεγχο μέσω υπολογιστή και εργαλειομηχανές για την αφαίρεση στρωμάτων υλικού από ένα τεμάχιο (που ονομάζεται κενό ή τεμάχιο εργασίας) και την παραγωγή ενός τεμαχίου σχεδιασμένου κατά παραγγελία.
Η διαδικασία λειτουργεί σε μια ποικιλία υλικών, όπως μέταλλο, πλαστικό, ξύλο, γυαλί, αφρό και σύνθετα υλικά, και έχει εφαρμογές σε μια ποικιλία βιομηχανιών, όπως η κατεργασία μεγάλων CNC και η τελική επεξεργασία CNC εξαρτημάτων αεροδιαστημικής.
Χαρακτηριστικά της κατεργασίας CNC
01. Υψηλός βαθμός αυτοματοποίησης και πολύ υψηλή απόδοση παραγωγής. Εκτός από τη σύσφιξη κενών τεμαχίων, όλες οι άλλες διαδικασίες επεξεργασίας μπορούν να ολοκληρωθούν με εργαλειομηχανές CNC. Εάν συνδυαστεί με αυτόματη φόρτωση και εκφόρτωση, αποτελεί βασικό στοιχείο ενός μη επανδρωμένου εργοστασίου.
Η επεξεργασία CNC μειώνει την εργασία του χειριστή, βελτιώνει τις συνθήκες εργασίας, εξαλείφει τη σήμανση, την πολλαπλή σύσφιξη και τοποθέτηση, την επιθεώρηση και άλλες διαδικασίες και βοηθητικές λειτουργίες, και βελτιώνει αποτελεσματικά την αποδοτικότητα της παραγωγής.
02. Προσαρμοστικότητα σε αντικείμενα επεξεργασίας CNC. Κατά την αλλαγή του αντικειμένου επεξεργασίας, εκτός από την αλλαγή του εργαλείου και την επίλυση της μεθόδου σύσφιξης του κενού, απαιτείται μόνο επαναπρογραμματισμός χωρίς άλλες περίπλοκες ρυθμίσεις, γεγονός που μειώνει τον κύκλο προετοιμασίας παραγωγής.
03. Υψηλή ακρίβεια επεξεργασίας και σταθερή ποιότητα. Η ακρίβεια διαστάσεων επεξεργασίας κυμαίνεται μεταξύ d0,005-0,01 mm, η οποία δεν επηρεάζεται από την πολυπλοκότητα των εξαρτημάτων, επειδή οι περισσότερες λειτουργίες ολοκληρώνονται αυτόματα από το μηχάνημα. Επομένως, το μέγεθος των εξαρτημάτων παρτίδας αυξάνεται και χρησιμοποιούνται επίσης συσκευές ανίχνευσης θέσης σε εργαλειομηχανές με ακριβή έλεγχο, βελτιώνοντας περαιτέρω την ακρίβεια της κατεργασίας CNC ακριβείας.
04. Η επεξεργασία CNC έχει δύο κύρια χαρακτηριστικά: πρώτον, μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την ακρίβεια επεξεργασίας, συμπεριλαμβανομένης της ακρίβειας της ποιότητας επεξεργασίας και της ακρίβειας του χρονικού σφάλματος επεξεργασίας· δεύτερον, η επαναληψιμότητα της ποιότητας επεξεργασίας μπορεί να σταθεροποιήσει την ποιότητα επεξεργασίας και να διατηρήσει την ποιότητα των επεξεργασμένων εξαρτημάτων.
Τεχνολογία κατεργασίας CNC και πεδίο εφαρμογής:
Μπορούν να επιλεγούν διαφορετικές μέθοδοι επεξεργασίας ανάλογα με το υλικό και τις απαιτήσεις του κατεργαζόμενου τεμαχίου. Η κατανόηση των κοινών μεθόδων κατεργασίας και του πεδίου εφαρμογής τους μπορεί να μας επιτρέψει να βρούμε την καταλληλότερη μέθοδο επεξεργασίας εξαρτημάτων.
Στροφή
Η μέθοδος επεξεργασίας εξαρτημάτων με τη χρήση τόρνων ονομάζεται συλλογικά τόρνευση. Χρησιμοποιώντας εργαλεία διαμόρφωσης τόρνου, οι περιστρεφόμενες καμπύλες επιφάνειες μπορούν επίσης να υποστούν επεξεργασία κατά την εγκάρσια τροφοδοσία. Η τόρνευση μπορεί επίσης να επεξεργαστεί επιφάνειες σπειρώματος, ακραία επίπεδα, έκκεντρους άξονες κ.λπ.
Η ακρίβεια τόρνευσης είναι γενικά IT11-IT6 και η τραχύτητα της επιφάνειας είναι 12,5-0,8 μm. Κατά τη λεπτή τόρνευση, μπορεί να φτάσει το IT6-IT5 και η τραχύτητα μπορεί να φτάσει τα 0,4-0,1 μm. Η παραγωγικότητα της επεξεργασίας τόρνευσης είναι υψηλή, η διαδικασία κοπής είναι σχετικά ομαλή και τα εργαλεία είναι σχετικά απλά.
Πεδίο εφαρμογής: διάτρηση κεντρικών οπών, διάτρηση, εξομάλυνση, κοπή, κυλινδρική τόρνευση, διάτρηση, τόρνευση ακραίων επιφανειών, τόρνευση αυλακώσεων, τόρνευση διαμορφωμένων επιφανειών, τόρνευση κωνικών επιφανειών, ρίκνωση και τόρνευση σπειρώματος
Αλεσμα
Η φρεζάρισμα είναι μια μέθοδος χρήσης ενός περιστρεφόμενου εργαλείου πολλαπλών ακμών (φρέζα) σε μια φρέζα για την επεξεργασία του τεμαχίου εργασίας. Η κύρια κίνηση κοπής είναι η περιστροφή του εργαλείου. Ανάλογα με το αν η κατεύθυνση της κύριας ταχύτητας κίνησης κατά τη διάρκεια της φρεζαρίσματος είναι η ίδια ή η αντίθετη από την κατεύθυνση τροφοδοσίας του τεμαχίου εργασίας, διακρίνεται σε φρεζάρισμα προς τα κάτω και φρεζάρισμα προς τα πάνω.
(1) Φρεζάρισμα προς τα κάτω
Η οριζόντια συνιστώσα της δύναμης φρεζαρίσματος είναι η ίδια με την κατεύθυνση τροφοδοσίας του τεμαχίου εργασίας. Συνήθως υπάρχει ένα κενό μεταξύ της βίδας τροφοδοσίας του τραπεζιού του τεμαχίου εργασίας και του σταθερού παξιμαδιού. Επομένως, η δύναμη κοπής μπορεί εύκολα να προκαλέσει την κίνηση του τεμαχίου εργασίας και του τραπεζιού εργασίας προς τα εμπρός, προκαλώντας απότομη αύξηση του ρυθμού τροφοδοσίας. Η αύξηση προκαλεί μαχαίρια.
(2) Αντίστροφη άλεση
Μπορεί να αποφύγει το φαινόμενο κίνησης που εμφανίζεται κατά την κατωφέρεια. Κατά την κατωφέρεια, το πάχος κοπής αυξάνεται σταδιακά από το μηδέν, έτσι ώστε η κοπτική ακμή να αρχίζει να υφίσταται ένα στάδιο συμπίεσης και ολίσθησης στην σκληρυμένη με την κοπή κατεργασμένη επιφάνεια, επιταχύνοντας τη φθορά του εργαλείου.
Πεδίο εφαρμογής: Επίπεδη άλεση, βαθμιδωτή άλεση, άλεση αυλακώσεων, άλεση επιφανειών διαμόρφωσης, άλεση σπειροειδούς αυλακώσεων, άλεση με γρανάζια, κοπή
Πλάνισμα
Η επεξεργασία πλανίσματος αναφέρεται γενικά σε μια μέθοδο επεξεργασίας που χρησιμοποιεί μια πλάνη για να κάνει παλινδρομική γραμμική κίνηση σε σχέση με το τεμάχιο εργασίας σε μια πλάνη για την αφαίρεση της περίσσειας υλικού.
Η ακρίβεια πλανίσματος μπορεί γενικά να φτάσει το IT8-IT7, η τραχύτητα της επιφάνειας είναι Ra6.3-1.6μm, η επιπεδότητα πλανίσματος μπορεί να φτάσει τα 0.02/1000 και η τραχύτητα της επιφάνειας είναι 0.8-0.4μm, η οποία είναι ανώτερη για την επεξεργασία μεγάλων χυτών.
Πεδίο εφαρμογής: πλάνισμα επίπεδων επιφανειών, πλάνισμα κάθετων επιφανειών, πλάνισμα βαθμιδωτών επιφανειών, πλάνισμα αυλακώσεων ορθής γωνίας, λοξοτμήσεις πλάνισμα, πλάνισμα αυλακώσεων χελιδονοουράς, πλάνισμα αυλακώσεων σχήματος D, πλάνισμα αυλακώσεων σχήματος V, πλάνισμα καμπύλων επιφανειών, πλάνισμα εγκοπών σε οπές, ραφές πλάνισμα, πλάνισμα σύνθετων επιφανειών
Λείανση
Η λείανση είναι μια μέθοδος κοπής της επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας σε έναν τροχό λείανσης χρησιμοποιώντας έναν τεχνητό τροχό λείανσης υψηλής σκληρότητας (τροχό λείανσης) ως εργαλείο. Η κύρια κίνηση είναι η περιστροφή του τροχού λείανσης.
Η ακρίβεια λείανσης μπορεί να φτάσει τα IT6-IT4 και η τραχύτητα επιφάνειας Ra μπορεί να φτάσει τα 1,25-0,01μm ή ακόμα και τα 0,1-0,008μm. Ένα άλλο χαρακτηριστικό της λείανσης είναι ότι μπορεί να επεξεργαστεί σκληρυμένα μεταλλικά υλικά, τα οποία ανήκουν στο πεδίο εφαρμογής της τελικής επεξεργασίας, επομένως χρησιμοποιείται συχνά ως το τελικό βήμα επεξεργασίας. Ανάλογα με τις διαφορετικές λειτουργίες, η λείανση μπορεί επίσης να χωριστεί σε κυλινδρική λείανση, λείανση με εσωτερική οπή, επίπεδη λείανση κ.λπ.
Πεδίο εφαρμογής: κυλινδρική λείανση, εσωτερική κυλινδρική λείανση, λείανση επιφάνειας, λείανση μορφής, λείανση σπειρώματος, λείανση γραναζιών
Γεώτρηση
Η διαδικασία επεξεργασίας διαφόρων εσωτερικών οπών σε μια μηχανή γεώτρησης ονομάζεται διάτρηση και είναι η πιο κοινή μέθοδος επεξεργασίας οπών.
Η ακρίβεια της διάτρησης είναι χαμηλή, γενικά IT12~IT11, και η τραχύτητα της επιφάνειας είναι γενικά Ra5.0~6.3um. Μετά τη διάτρηση, η μεγέθυνση και η διεύρυνση χρησιμοποιούνται συχνά για ημι-φινίρισμα και φινίρισμα. Η ακρίβεια της επεξεργασίας διεύρυνσης είναι γενικά IT9-IT6, και η τραχύτητα της επιφάνειας είναι Ra1.6-0.4μm.
Πεδίο εφαρμογής: διάτρηση, ξύσιμο, ξύσιμο, κοχλιωτό άνοιγμα, τρύπες στροντίου, επιφάνειες απόξεσης
Βαρετή επεξεργασία
Η επεξεργασία διάτρησης είναι μια μέθοδος επεξεργασίας που χρησιμοποιεί μια μηχανή διάτρησης για να αυξήσει τη διάμετρο των υπαρχουσών οπών και να βελτιώσει την ποιότητα. Η επεξεργασία διάτρησης βασίζεται κυρίως στην περιστροφική κίνηση του εργαλείου διάτρησης.
Η ακρίβεια της επεξεργασίας διάτρησης είναι υψηλή, γενικά IT9-IT7, και η τραχύτητα της επιφάνειας είναι Ra6.3-0.8mm, αλλά η αποδοτικότητα παραγωγής της επεξεργασίας διάτρησης είναι χαμηλή.
Πεδίο εφαρμογής: επεξεργασία οπών υψηλής ακρίβειας, φινίρισμα πολλαπλών οπών
Επεξεργασία επιφάνειας δοντιού
Οι μέθοδοι επεξεργασίας επιφάνειας δοντιού γραναζιών μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: μέθοδο σχηματισμού και μέθοδο παραγωγής.
Η εργαλειομηχανή που χρησιμοποιείται για την επεξεργασία της επιφάνειας του δοντιού με τη μέθοδο διαμόρφωσης είναι γενικά μια συνηθισμένη φρέζα και το εργαλείο είναι μια φρέζα διαμόρφωσης, η οποία απαιτεί δύο απλές κινήσεις διαμόρφωσης: περιστροφική κίνηση και γραμμική κίνηση του εργαλείου. Συνήθως χρησιμοποιούμενες εργαλειομηχανές για την επεξεργασία επιφανειών δοντιών με τη μέθοδο παραγωγής είναι οι μηχανές κοπής με γρανάζια, οι μηχανές διαμόρφωσης γραναζιών κ.λπ.
Πεδίο εφαρμογής: γρανάζια κ.λπ.
Σύνθετη επεξεργασία επιφανειών
Η κοπή τρισδιάστατων καμπύλων επιφανειών χρησιμοποιεί κυρίως μεθόδους αντιγραφής και φρεζαρίσματος CNC ή ειδικές μεθόδους επεξεργασίας.
Πεδίο εφαρμογής: εξαρτήματα με σύνθετες καμπύλες επιφάνειες
Ηλεκτρονική Μάθηση (EDM)
Η κατεργασία με ηλεκτρική εκκένωση χρησιμοποιεί την υψηλή θερμοκρασία που παράγεται από την στιγμιαία εκκένωση σπινθήρα μεταξύ του ηλεκτροδίου του εργαλείου και του ηλεκτροδίου του τεμαχίου εργασίας για να διαβρώσει το επιφανειακό υλικό του τεμαχίου εργασίας και να επιτύχει κατεργασία.
Πεδίο εφαρμογής:
① Επεξεργασία σκληρών, εύθραυστων, ανθεκτικών, μαλακών και αγώγιμων υλικών υψηλής τήξης.
②Επεξεργασία ημιαγωγών υλικών και μη αγώγιμων υλικών.
③Επεξεργασία διαφόρων τύπων οπών, καμπυλωτών οπών και μικροοπών.
④Επεξεργασία διαφόρων τρισδιάστατων καμπυλωτών επιφανειακών κοιλοτήτων, όπως οι θάλαμοι καλουπιών σφυρηλάτησης καλουπιών, καλουπιών χύτευσης με χύτευση και πλαστικών καλουπιών.
⑤ Χρησιμοποιείται για κοπή, κοπή, ενίσχυση επιφάνειας, χάραξη, εκτύπωση πινακίδων και σημάνσεων κ.λπ.
Ηλεκτροχημική κατεργασία
Η ηλεκτροχημική κατεργασία είναι μια μέθοδος που χρησιμοποιεί την ηλεκτροχημική αρχή της ανοδικής διάλυσης μετάλλου στον ηλεκτρολύτη για να διαμορφώσει το τεμάχιο εργασίας.
Το τεμάχιο εργασίας συνδέεται στον θετικό πόλο της τροφοδοσίας συνεχούς ρεύματος, το εργαλείο συνδέεται στον αρνητικό πόλο και διατηρείται ένα μικρό κενό (0,1mm~0,8mm) μεταξύ των δύο πόλων. Ο ηλεκτρολύτης με μια ορισμένη πίεση (0,5MPa~2,5MPa) ρέει μέσα από το κενό μεταξύ των δύο πόλων με υψηλή ταχύτητα (15m/s~60m/s).
Πεδίο εφαρμογής: επεξεργασία οπών, κοιλοτήτων, σύνθετων προφίλ, βαθιών οπών μικρής διαμέτρου, ράβδωση, αφαίρεση γρεζιών, χάραξη κ.λπ.
επεξεργασία με λέιζερ
Η επεξεργασία του τεμαχίου με λέιζερ ολοκληρώνεται από μια μηχανή επεξεργασίας λέιζερ. Οι μηχανές επεξεργασίας λέιζερ συνήθως αποτελούνται από λέιζερ, τροφοδοτικά, οπτικά συστήματα και μηχανικά συστήματα.
Πεδίο εφαρμογής: Μήτρες σχεδίασης σύρματος με διαμάντι, ρουλεμάν πολύτιμων λίθων ρολογιών, πορώδη δέρματα αποκλινόντων αερόψυκτων φύλλων διάτρησης, επεξεργασία μικρών οπών μπεκ ψεκασμού κινητήρα, λεπίδες αεροκινητήρων κ.λπ., και κοπή διαφόρων μεταλλικών υλικών και μη μεταλλικών υλικών.
Υπερηχητική επεξεργασία
Η κατεργασία με υπερήχους είναι μια μέθοδος που χρησιμοποιεί δόνηση υπερηχητικής συχνότητας (16KHz ~ 25KHz) της επιφάνειας του άκρου του εργαλείου για να προσκρούσει σε αιωρούμενα λειαντικά στο εργαζόμενο ρευστό, και τα λειαντικά σωματίδια προσκρούουν και γυαλίζουν την επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας για να το επεξεργαστεί.
Πεδίο εφαρμογής: υλικά που δύσκολα κόβονται
Κύριες βιομηχανίες εφαρμογών
Γενικά, τα εξαρτήματα που υποβάλλονται σε επεξεργασία με CNC έχουν υψηλή ακρίβεια, επομένως τα εξαρτήματα που υποβάλλονται σε επεξεργασία με CNC χρησιμοποιούνται κυρίως στις ακόλουθες βιομηχανίες:
Αεροδιαστημική
Η αεροδιαστημική απαιτεί εξαρτήματα με υψηλή ακρίβεια και επαναληψιμότητα, συμπεριλαμβανομένων των πτερυγίων των στροβίλων σε κινητήρες, των εργαλείων που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή άλλων εξαρτημάτων, ακόμη και των θαλάμων καύσης που χρησιμοποιούνται σε πυραυλοκινητήρες.
Αυτοκινητοβιομηχανία και κατασκευή μηχανημάτων
Η αυτοκινητοβιομηχανία απαιτεί την κατασκευή καλουπιών υψηλής ακρίβειας για τη χύτευση εξαρτημάτων (όπως βάσεις κινητήρα) ή την κατεργασία εξαρτημάτων υψηλής αντοχής (όπως έμβολα). Η μηχανή τύπου gantry χυτεύει πήλινες μονάδες που χρησιμοποιούνται στη φάση σχεδιασμού του αυτοκινήτου.
Στρατιωτική βιομηχανία
Η στρατιωτική βιομηχανία χρησιμοποιεί εξαρτήματα υψηλής ακρίβειας με αυστηρές απαιτήσεις ανοχής, συμπεριλαμβανομένων εξαρτημάτων πυραύλων, κάννες πυροβόλων κ.λπ. Όλα τα μηχανικά κατεργασμένα εξαρτήματα στη στρατιωτική βιομηχανία επωφελούνται από την ακρίβεια και την ταχύτητα των μηχανών CNC.
ιατρικός
Οι ιατρικές εμφυτεύσιμες συσκευές συχνά σχεδιάζονται για να προσαρμόζονται στο σχήμα των ανθρώπινων οργάνων και πρέπει να κατασκευάζονται από προηγμένα κράματα. Δεδομένου ότι καμία χειροκίνητη μηχανή δεν είναι ικανή να παράγει τέτοια σχήματα, οι μηχανές CNC καθίστανται απαραίτητες.
ενέργεια
Η ενεργειακή βιομηχανία εκτείνεται σε όλους τους τομείς της μηχανικής, από ατμοστρόβιλους έως τεχνολογίες αιχμής όπως η πυρηνική σύντηξη. Οι ατμοστρόβιλοι απαιτούν πτερύγια υψηλής ακρίβειας για να διατηρούν την ισορροπία τους. Το σχήμα της κοιλότητας καταστολής πλάσματος Ε&Α στην πυρηνική σύντηξη είναι πολύ περίπλοκο, κατασκευασμένο από προηγμένα υλικά και απαιτεί την υποστήριξη μηχανών CNC.
Η μηχανική επεξεργασία έχει αναπτυχθεί μέχρι σήμερα και, ακολουθώντας τη βελτίωση των απαιτήσεων της αγοράς, έχουν αναπτυχθεί διάφορες τεχνικές επεξεργασίας. Όταν επιλέγετε μια διαδικασία κατεργασίας, μπορείτε να λάβετε υπόψη πολλές πτυχές: όπως το σχήμα της επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας, την ακρίβεια των διαστάσεων, την ακρίβεια της θέσης, την τραχύτητα της επιφάνειας κ.λπ.
Μόνο επιλέγοντας την καταλληλότερη διαδικασία μπορούμε να διασφαλίσουμε την ποιότητα και την αποτελεσματικότητα της επεξεργασίας του τεμαχίου με ελάχιστη επένδυση και να μεγιστοποιήσουμε τα οφέλη που προκύπτουν.
Ώρα δημοσίευσης: 18 Ιανουαρίου 2024