Терминът CNC означава „компютърно числово управление“, а CNC обработката се определя като субтрактивен производствен процес, който обикновено използва компютърно управление и машинни инструменти за отстраняване на слоеве материал от заготовка (наречена заготовка или детайл) и производство на детайл по поръчка.
Процесът работи върху различни материали, включително метал, пластмаса, дърво, стъкло, пяна и композити, и има приложения в различни индустрии, като например CNC обработка на големи размери и CNC довършителни работи на аерокосмически части.
Характеристики на CNC обработката
01. Висока степен на автоматизация и много висока производствена ефективност. С изключение на затягането на заготовките, всички други обработващи процеси могат да се извършват от CNC машини. В комбинация с автоматично зареждане и разтоварване, това е основен компонент на безпилотна фабрика.
CNC обработката намалява труда на оператора, подобрява условията на труд, елиминира маркирането, многократното затягане и позициониране, инспекцията и други процеси и спомагателни операции и ефективно подобрява ефективността на производството.
02. Адаптивност към CNC обработващи обекти. При смяна на обработвания обект, освен смяната на инструмента и решаването на метода на затягане на заготовката, е необходимо само препрограмиране без други сложни настройки, което скъсява цикъла на подготовка на производството.
03. Висока прецизност на обработката и стабилно качество. Точността на размерите на обработката е между d0.005-0.01 мм, което не се влияе от сложността на частите, тъй като повечето операции се извършват автоматично от машината. Следователно, размерът на партидите части се увеличава, а устройства за откриване на позиция се използват и в прецизно управлявани машини, което допълнително подобрява точността на прецизната CNC обработка.
04. CNC обработката има две основни характеристики: първо, тя може значително да подобри точността на обработката, включително точността на качеството на обработка и точността на грешките във времето за обработка; второ, повторяемостта на качеството на обработка може да стабилизира качеството на обработката и да поддържа качеството на обработваните части.
Технология за CNC обработка и обхват на приложение:
Различни методи за обработка могат да бъдат избрани в зависимост от материала и изискванията на обработвания детайл. Разбирането на често срещаните методи за обработка и техния обхват на приложение може да ни позволи да намерим най-подходящия метод за обработка на детайлите.
Завиване
Методът за обработка на детайли с помощта на стругове се нарича общо струговане. С помощта на формовъчни стругови инструменти могат да се обработват и въртящи се извити повърхности по време на напречно подаване. Струговането може да обработва и резбови повърхности, крайни равнини, ексцентрични валове и др.
Точността на струговане обикновено е IT11-IT6, а грапавостта на повърхността е 12,5-0,8 μm. При фино струговане може да достигне IT6-IT5, като грапавостта може да достигне 0,4-0,1 μm. Производителността на струговата обработка е висока, процесът на рязане е сравнително гладък, а инструментите са сравнително прости.
Област на приложение: пробиване на централни отвори, пробиване, разпробиване, нарязване на резба, цилиндрично струговане, разстъргване, струговане на челни повърхности, струговане на канали, струговане на формовани повърхности, струговане на конусни повърхности, накатка и струговане на резби
Фрезоване
Фрезоването е метод за използване на въртящ се многорезен инструмент (фреза) на фрезова машина за обработка на детайла. Основното режещо движение е въртенето на инструмента. В зависимост от това дали основната посока на скоростта на движение по време на фрезоване е същата или противоположна на посоката на подаване на детайла, то се разделя на фрезоване надолу и фрезоване нагоре.
(1) Фрезоване надолу
Хоризонталният компонент на силата на фрезоване е същият като посоката на подаване на детайла. Обикновено има разстояние между винта за подаване на масата за детайла и неподвижната гайка. Следователно, силата на рязане може лесно да накара детайла и работната маса да се движат напред заедно, което води до рязко увеличаване на скоростта на подаване. Увеличаването на силата на рязане води до повреда на ножовете.
(2) Контрафрезоване
Това може да избегне феномена на движение, който се получава при фрезоване надолу. При фрезоване нагоре, дебелината на рязане постепенно се увеличава от нула, така че режещият ръб започва да изпитва етап на притискане и плъзгане по закалената от рязането обработена повърхност, ускорявайки износването на инструмента.
Обхват на приложение: Плоско фрезоване, стъпково фрезоване, фрезоване на канали, фрезоване на формовъчни повърхности, фрезоване на спирални канали, фрезоване на зъбни колела, рязане
Рендосване
Рендосването обикновено се отнася до метод на обработка, при който рендето извършва възвратно-постъпателно линейно движение спрямо детайла върху рендето, за да отстрани излишния материал.
Точността на рендосване обикновено може да достигне IT8-IT7, грапавостта на повърхността е Ra6.3-1.6μm, плоскостта на рендосване може да достигне 0.02/1000, а грапавостта на повърхността е 0.8-0.4μm, което е превъзходно за обработка на големи отливки.
Област на приложение: рендосване на плоски повърхности, рендосване на вертикални повърхности, рендосване на стъпаловидни повърхности, рендосване на канали под прав ъгъл, рендосване на скоси, рендосване на канали тип „лястовича опашка“, рендосване на D-образни канали, рендосване на V-образни канали, рендосване на извити повърхности, рендосване на шпонкови канали в отвори, рендосване на зъбни рейки, рендосване на композитна повърхност
Шлайфане
Шлифоването е метод за рязане на повърхността на детайла на шлифовъчна машина, използвайки високотвърд изкуствен шлифовъчен диск (шлифовъчно колело) като инструмент. Основното движение е въртенето на шлифовъчния диск.
Прецизността на шлифоване може да достигне IT6-IT4, а грапавостта на повърхността Ra може да достигне 1,25-0,01μm или дори 0,1-0,008μm. Друга характеристика на шлифоването е, че може да обработва закалени метални материали, което принадлежи към обхвата на довършителните работи, така че често се използва като последна стъпка на обработка. Според различните функции, шлифоването може да се раздели и на цилиндрично шлифоване, шлифоване на вътрешни отвори, плоско шлифоване и др.
Обхват на приложение: цилиндрично шлифоване, вътрешно цилиндрично шлифоване, повърхностно шлифоване, формовъчно шлифоване, шлифоване на резби, шлифоване на зъбни колела
Сондиране
Процесът на обработка на различни вътрешни отвори на пробивна машина се нарича пробиване и е най-разпространеният метод за обработка на отвори.
Прецизността на пробиване е ниска, обикновено IT12~IT11, а грапавостта на повърхността е обикновено Ra5.0~6.3μm. След пробиване, често се използва уголемяване и разпробиване за полу-довършителна и довършителна обработка. Точността на обработка на разпробиването обикновено е IT9-IT6, а грапавостта на повърхността е Ra1.6-0.4μm.
Обхват на приложение: пробиване, разпробиване, разпробиване, нарязване на резба, отвори от стронций, остъргване на повърхности
Скучна обработка
Разпробиването е метод на обработка, който използва разпробиваща машина за увеличаване на диаметъра на съществуващите отвори и подобряване на качеството. Разпробиването се основава главно на въртеливото движение на разпробиващия инструмент.
Прецизността на сондажната обработка е висока, обикновено IT9-IT7, а грапавостта на повърхността е Ra6.3-0.8 мм, но производствената ефективност на сондажната обработка е ниска.
Обхват на приложение: високопрецизна обработка на отвори, обработка на множество отвори
Обработка на повърхността на зъбите
Методите за обработка на повърхността на зъбите на зъбните колела могат да бъдат разделени на две категории: метод на формоване и метод на генериране.
Машинният инструмент, използван за обработка на зъбните повърхности чрез метода на формоване, обикновено е обикновена фреза, а инструментът е формовъчна фреза, която изисква две прости формовъчни движения: въртеливо движение и линейно движение на инструмента. Често използвани машинни инструменти за обработка на зъбните повърхности чрез метода на формоване са зъбошлифовъчни машини, зъбошлифовъчни машини и др.
Обхват на приложение: зъбни колела и др.
Сложна обработка на повърхности
Рязането на триизмерни извити повърхности използва главно методи за копирно фрезоване и CNC фрезоване или специални методи за обработка.
Област на приложение: компоненти със сложни извити повърхности
Електронна танцова музика
Електроерозионната обработка използва високата температура, генерирана от мигновения искров разряд между инструменталния електрод и електрода на детайла, за да ерозира повърхностния материал на детайла и да се постигне обработка.
Обхват на приложение:
① Обработка на твърди, крехки, жилави, меки и високотопими проводими материали;
②Обработка на полупроводникови материали и непроводящи материали;
③Обработка на различни видове отвори, извити отвори и микроотвори;
④Обработка на различни триизмерни извити повърхностни кухини, като например камерите на ковашките форми, формите за леене под налягане и пластмасовите форми;
⑤ Използва се за рязане, изрязване, укрепване на повърхности, гравиране, отпечатване на табелки с имена и маркировки и др.
Електрохимична обработка
Електрохимичната обработка е метод, който използва електрохимичния принцип на анодно разтваряне на метал в електролита за оформяне на детайла.
Детайлът е свързан към положителния полюс на DC захранването, инструментът е свързан към отрицателния полюс, като между двата полюса се поддържа малка междина (0,1 мм ~ 0,8 мм). Електролитът с определено налягане (0,5 MPa ~ 2,5 MPa) тече през междината между двата полюса с висока скорост (15 м/с ~ 60 м/с).
Обхват на приложение: обработка на отвори, кухини, сложни профили, дълбоки отвори с малък диаметър, нарези, обезкостяване, гравиране и др.
лазерна обработка
Лазерната обработка на детайла се извършва от лазерна обработваща машина. Лазерните обработващи машини обикновено се състоят от лазери, захранвания, оптични системи и механични системи.
Обхват на приложение: Щанци за диамантено изтегляне на тел, лагери за часовници, порести кожи на разминаващи се въздушно охлаждани щанцови листове, обработка на малки отвори на инжектори на двигатели, лопатки на авиационни двигатели и др., както и рязане на различни метални и неметални материали.
Ултразвукова обработка
Ултразвуковата обработка е метод, който използва ултразвукова честота (16KHz ~ 25KHz) вибрации на челната повърхност на инструмента, за да въздейства върху суспендирани абразиви в работния флуид, а абразивните частици въздействат и полират повърхността на детайла, за да го обработят.
Област на приложение: труднорезни материали
Основни индустрии на приложение
Обикновено частите, обработвани с CNC, са с висока прецизност, така че обработените с CNC части се използват главно в следните индустрии:
Аерокосмическа индустрия
Аерокосмическата индустрия изисква компоненти с висока прецизност и повторяемост, включително лопатки на турбини в двигатели, инструменти, използвани за производството на други компоненти, и дори горивни камери, използвани в ракетни двигатели.
Автомобилостроене и машиностроене
Автомобилната индустрия изисква производството на високопрецизни форми за леене на компоненти (като опори на двигателя) или за обработка на компоненти с висока толерантност (като бутала). Машината от портален тип отлива глинени модули, които се използват във фазата на проектиране на автомобила.
Военна индустрия
Военната индустрия използва високопрецизни компоненти със строги изисквания за толеранс, включително компоненти за ракети, цеви за оръдейни устройства и др. Всички обработени компоненти във военната индустрия се възползват от прецизността и скоростта на CNC машините.
медицински
Медицинските имплантируеми устройства често са проектирани да отговарят на формата на човешки органи и трябва да бъдат произведени от съвременни сплави. Тъй като няма ръчни машини, способни да произвеждат такива форми, машините с ЦПУ се превръщат в необходимост.
енергия
Енергийната индустрия обхваща всички области на инженерството, от парни турбини до авангардни технологии като ядрен синтез. Парните турбини изискват високопрецизни лопатки, за да поддържат баланс в турбината. Формата на кухината за потискане на плазмата, използвана за научноизследователска и развойна дейност, в ядрения синтез е много сложна, изработена от съвременни материали и изисква поддръжка от CNC машини.
Механичната обработка се е развила и до днес и следвайки подобряването на пазарните изисквания, са разработени различни техники за обработка. Когато избирате процес на обработка, можете да вземете предвид много аспекти: включително формата на повърхността на детайла, точността на размерите, точността на позициониране, грапавостта на повърхността и др.
Само чрез избора на най-подходящия процес можем да гарантираме качеството и ефективността на обработката на детайла с минимални инвестиции и да увеличим максимално генерираните ползи.
Време на публикуване: 18 януари 2024 г.