Często zadawane pytania – Precyzyjny metal

FAQ

CZĘSTO ZADAWANE PYTANIA

1. Co to jest obróbka precyzyjna?

Obróbka precyzyjna to proces usuwania materiału z przedmiotu obrabianego podczas utrzymywania wykończeń o wąskich tolerancjach.Ta precyzyjna maszyna ma wiele typów, w tym frezowanie, toczenie i obróbkę elektroerozyjną.Dzisiejsza precyzyjna maszyna jest ogólnie kontrolowana za pomocą komputerowego sterowania numerycznego (CNC).

Prawie wszystkie produkty metalowe wymagają precyzyjnej obróbki, podobnie jak wiele innych materiałów, takich jak plastik i drewno.Maszyny te są obsługiwane przez wyspecjalizowanych i przeszkolonych operatorów.Aby narzędzie tnące wykonało swoją pracę, należy je przesuwać w określonych kierunkach, aby wykonać prawidłowe cięcie.Ten podstawowy ruch nazywany jest „prędkością cięcia”.Obrabiany przedmiot może być również przesuwany, znany jako ruch wtórny „posuwu”.Razem te ruchy i ostrość narzędzia skrawającego umożliwiają działanie precyzyjnej maszyny.

Precyzyjna obróbka wysokiej jakości wymaga umiejętności podążania za bardzo specyficznymi projektami wykonanymi w programach CAD (projektowanie wspomagane komputerowo) lub CAM (produkcja wspomagana komputerowo), takich jak AutoCAD i TurboCAD.Oprogramowanie może pomóc w tworzeniu złożonych, trójwymiarowych diagramów lub konturów potrzebnych do wyprodukowania narzędzia, maszyny lub przedmiotu.Plany te muszą być przestrzegane bardzo szczegółowo, aby zapewnić, że produkt zachowa swoją integralność.Podczas gdy większość firm zajmujących się obróbką precyzyjną pracuje z jakąś formą programów CAD/CAM, nadal często pracują z ręcznie rysowanymi szkicami w początkowych fazach projektu.

Precyzyjną obróbkę stosuje się w przypadku wielu materiałów, w tym stali, brązu, grafitu, szkła i tworzyw sztucznych, aby wymienić tylko kilka.W zależności od wielkości projektu i użytych materiałów zastosowane zostaną różne precyzyjne narzędzia obróbcze.Można zastosować dowolną kombinację tokarek, frezarek, wiertarek, pił i szlifierek, a nawet wysokoobrotową robotykę.Przemysł lotniczy może stosować obróbkę z dużą prędkością, podczas gdy przemysł narzędziowy do obróbki drewna może wykorzystywać procesy fotochemicznego trawienia i frezowania.Liczba serii lub określona ilość danego produktu może być liczona w tysiącach lub stanowić tylko kilka.Precyzyjna obróbka często wymaga programowania urządzeń CNC, co oznacza, że ​​są one sterowane komputerowo.Urządzenie CNC pozwala na dokładne śledzenie wymiarów podczas całego cyklu produkcyjnego produktu.

2. Co to jest frezowanie?

Frezowanie to proces obróbki polegający na użyciu frezów obrotowych do usuwania materiału z przedmiotu obrabianego poprzez przesuwanie (lub podawanie) frezu do przedmiotu obrabianego w określonym kierunku.Nóż może być również trzymany pod kątem w stosunku do osi narzędzia.Frezowanie obejmuje szeroką gamę różnych operacji i maszyn, na wagach, od małych pojedynczych części po duże, ciężkie operacje frezowania zespołów.Jest to jeden z najczęściej stosowanych procesów obróbki niestandardowych części z zachowaniem precyzyjnych tolerancji.

Frezowanie można wykonać za pomocą szerokiej gamy obrabiarek.Pierwotną klasą obrabiarek do frezowania była frezarka (często nazywana młynem).Po pojawieniu się komputerowego sterowania numerycznego (CNC), frezarki przekształciły się w centra obróbcze: frezarki wzbogacone o automatyczne zmieniacze narzędzi, magazyny narzędzi lub karuzele, możliwości CNC, systemy chłodzenia i obudowy.Centra frezarskie są generalnie klasyfikowane jako pionowe centra obróbkowe (VMC) lub poziome centra obróbkowe (HMC).

Integracja frezowania ze środowiskami tokarskimi i odwrotnie, rozpoczęła się od oprzyrządowania na żywo do tokarek i okazjonalnego użycia frezów do operacji toczenia.Doprowadziło to do powstania nowej klasy obrabiarek, maszyn wielozadaniowych (MTM), które zostały zaprojektowane z myślą o ułatwieniu frezowania i toczenia w tym samym zakresie roboczym.

3. Co to jest precyzyjna obróbka CNC?

Dla inżynierów projektantów, zespołów badawczo-rozwojowych i producentów, którzy polegają na zaopatrzeniu w części, precyzyjna obróbka CNC pozwala na tworzenie złożonych części bez dodatkowej obróbki.W rzeczywistości precyzyjna obróbka CNC często umożliwia wykonanie gotowych części na jednej maszynie.
Proces obróbki usuwa materiał i wykorzystuje szeroką gamę narzędzi skrawających do stworzenia ostatecznego, często bardzo złożonego projektu części.Poziom precyzji zwiększa się dzięki zastosowaniu komputerowego sterowania numerycznego (CNC), które służy do automatyzacji sterowania narzędziami obróbczymi.

Rola „CNC” w obróbce precyzyjnej
Wykorzystując kodowane instrukcje programowania, precyzyjna obróbka CNC umożliwia cięcie i kształtowanie przedmiotu zgodnie ze specyfikacją bez ręcznej interwencji operatora maszyny.
Korzystając z modelu komputerowego wspomagania projektowania (CAD) dostarczonego przez klienta, ekspert w zakresie obróbki skrawaniem wykorzystuje oprogramowanie do komputerowego wspomagania wytwarzania (CAM) w celu stworzenia instrukcji obróbki części.Na podstawie modelu CAD oprogramowanie określa, jakie ścieżki narzędzia są potrzebne i generuje kod programowania, który informuje maszynę:
■ Jakie są prawidłowe obroty i szybkości posuwu
■ Kiedy i gdzie przesunąć narzędzie i/lub obrabiany przedmiot
■ Jak głęboko ciąć
■ Kiedy stosować chłodziwo
■ Wszelkie inne czynniki związane z prędkością, szybkością posuwu i koordynacją
Następnie sterownik CNC wykorzystuje kod programowania do sterowania, automatyzacji i monitorowania ruchów maszyny.
Obecnie CNC jest nieodłączną cechą szerokiej gamy urządzeń, od tokarek, frezarek i routerów po drutowe EDM (obróbka elektroerozyjna), wycinarki laserowe i plazmowe.Oprócz automatyzacji procesu obróbki i zwiększenia precyzji, CNC eliminuje zadania ręczne i pozwala operatorom nadzorować wiele maszyn pracujących w tym samym czasie.
Ponadto, po zaprojektowaniu ścieżki narzędzia i zaprogramowaniu maszyny, może ona obrabiać część dowolną liczbę razy.Zapewnia to wysoki poziom precyzji i powtarzalności, co z kolei sprawia, że ​​proces jest wysoce opłacalny i skalowalny.

Obrabiane materiały
Niektóre metale, które są powszechnie obrabiane, to aluminium, mosiądz, brąz, miedź, stal, tytan i cynk.Ponadto można obrabiać drewno, piankę, włókno szklane i tworzywa sztuczne, takie jak polipropylen.
W rzeczywistości prawie każdy materiał może być użyty z precyzyjną obróbką CNC — oczywiście w zależności od zastosowania i jego wymagań.

Niektóre zalety precyzyjnej obróbki CNC
W przypadku wielu małych części i komponentów, które są wykorzystywane w szerokiej gamie wytwarzanych produktów, często wybieraną metodą produkcji jest precyzyjna obróbka CNC.
Podobnie jak w przypadku praktycznie wszystkich metod cięcia i obróbki, różne materiały zachowują się w różny sposób, a rozmiar i kształt elementu również mają duży wpływ na proces.Jednak generalnie proces precyzyjnej obróbki CNC ma przewagę nad innymi metodami obróbki.
Dzieje się tak, ponieważ obróbka CNC jest w stanie zapewnić:
■ Wysoki stopień złożoności części
■ Wąskie tolerancje, zwykle w zakresie od ±0,0002" (±0,00508 mm) do ±0,0005" (±0,0127 mm)
■ Wyjątkowo gładkie wykończenia powierzchni, w tym niestandardowe wykończenia
■ Powtarzalność, nawet przy dużych nakładach
Podczas gdy wykwalifikowany mechanik może użyć ręcznej tokarki do wykonania wysokiej jakości części w ilościach od 10 do 100, co się dzieje, gdy potrzebujesz 1000 części?10 000 części?100 000 czy milion części?
Dzięki precyzyjnej obróbce CNC możesz uzyskać skalowalność i szybkość niezbędną do tego typu produkcji wielkoseryjnej.Ponadto wysoka powtarzalność precyzyjnej obróbki CNC zapewnia części, które są takie same od początku do końca, bez względu na to, ile części produkujesz.

4. Jak to się robi: jakie procesy i urządzenia są powszechnie stosowane w obróbce precyzyjnej?

Istnieje kilka bardzo wyspecjalizowanych metod obróbki CNC, w tym drut EDM (obróbka elektroerozyjna), obróbka addytywna i druk laserowy 3D.Na przykład drutowa elektroerozja wykorzystuje materiały przewodzące — zazwyczaj metale — oraz wyładowania elektryczne do erozji obrabianego przedmiotu w skomplikowane kształty.
Tutaj jednak skupimy się na procesach frezowania i toczenia — dwóch metodach subtraktywnych, które są powszechnie dostępne i często wykorzystywane do precyzyjnej obróbki CNC.

Frezowanie a toczenie
Frezowanie to proces obróbki, który wykorzystuje obrotowe, cylindryczne narzędzie tnące do usuwania materiału i tworzenia kształtów.Sprzęt do frezowania, znany jako młyn lub centrum obróbcze, umożliwia tworzenie wszechświata skomplikowanych geometrii części na największych przedmiotach obrabianych metalem.
Ważną cechą frezowania jest to, że obrabiany przedmiot pozostaje nieruchomy, podczas gdy narzędzie tnące się obraca.Innymi słowy, w młynie obracające się narzędzie tnące porusza się wokół przedmiotu obrabianego, który pozostaje nieruchomy na łożu.
Toczenie to proces cięcia lub kształtowania przedmiotu obrabianego na sprzęcie zwanym tokarką.Zazwyczaj tokarka obraca obrabiany przedmiot w osi pionowej lub poziomej, podczas gdy nieruchome narzędzie tnące (które może się obracać lub nie) porusza się wzdłuż zaprogramowanej osi.
Narzędzie nie może fizycznie obejść części.Materiał obraca się, umożliwiając narzędziu wykonanie zaprogramowanych operacji.(Istnieje podzbiór tokarek, w których narzędzia obracają się wokół drutu podawanego ze szpuli, jednak nie jest to tutaj omówione.)
Podczas toczenia, w przeciwieństwie do frezowania, przedmiot się obraca.Półfabrykat obraca się na wrzecionie tokarki, a narzędzie tnące styka się z przedmiotem obrabianym.

Obróbka ręczna a obróbka CNC
Chociaż zarówno frezarki, jak i tokarki są dostępne w modelach ręcznych, maszyny CNC są bardziej odpowiednie do celów wytwarzania małych części — oferując skalowalność i powtarzalność w zastosowaniach wymagających produkcji wielkoseryjnej części o wąskich tolerancjach.
Oprócz oferowania prostych maszyn 2-osiowych, w których narzędzie porusza się w osiach X i Z, precyzyjne urządzenia CNC obejmują modele wieloosiowe, w których obrabiany przedmiot również może się poruszać.Jest to w przeciwieństwie do tokarki, w której obrabiany przedmiot ogranicza się do obracania, a narzędzia będą się poruszać, aby utworzyć pożądaną geometrię.
Te wieloosiowe konfiguracje pozwalają na produkcję bardziej złożonych geometrii w jednej operacji, bez konieczności dodatkowej pracy operatora maszyny.Ułatwia to nie tylko produkcję skomplikowanych części, ale także zmniejsza lub eliminuje ryzyko błędu operatora.
Dodatkowo zastosowanie chłodziwa pod wysokim ciśnieniem z precyzyjną obróbką CNC zapewnia, że ​​wióry nie dostają się do pracy, nawet przy użytkowaniu maszyny z pionowo ustawionym wrzecionem.

frezarki CNC
Różne frezarki różnią się rozmiarami, konfiguracjami osi, szybkościami posuwu, prędkością skrawania, kierunkiem posuwu frezowania i innymi cechami.
Jednak ogólnie wszystkie frezarki CNC wykorzystują obrotowe wrzeciono do odcinania niepożądanego materiału.Służą do cięcia twardych metali, takich jak stal i tytan, ale można je również stosować do materiałów takich jak plastik i aluminium.
Frezarki CNC są zbudowane z myślą o powtarzalności i mogą być używane do wszystkiego, od prototypowania po produkcję wielkoseryjną.Wysokiej klasy precyzyjne frezarki CNC są często używane do prac o wąskich tolerancjach, takich jak frezowanie precyzyjnych matryc i form.
Podczas gdy frezowanie CNC może zapewnić szybki zwrot, wykańczanie po frezowaniu tworzy części z widocznymi śladami narzędzi.Może również wytwarzać części z ostrymi krawędziami i zadziorami, więc mogą być wymagane dodatkowe procesy, jeśli krawędzie i zadziory są niedopuszczalne dla tych cech.
Oczywiście, narzędzia do gratowania zaprogramowane w sekwencji będą usuwać zadziory, chociaż zwykle osiągają co najwyżej 90% końcowego wymagania, pozostawiając pewne cechy do końcowego wykańczania ręcznego.
Jeśli chodzi o wykończenie powierzchni, istnieją narzędzia, które zapewnią nie tylko zadowalające wykończenie powierzchni, ale także lustrzane wykończenie części produktu pracy.

Rodzaje frezarek CNC
Dwa podstawowe typy frezarek znane są jako pionowe centra obróbkowe i poziome centra obróbkowe, gdzie podstawową różnicą jest orientacja wrzeciona maszyny.
Pionowe centrum obróbkowe to frezarka, w której oś wrzeciona jest ustawiona w kierunku osi Z.Te pionowe maszyny można dalej podzielić na dwa typy:
■Frezy łożowe, w których wrzeciono porusza się równolegle do własnej osi, podczas gdy stół porusza się prostopadle do osi wrzeciona
Frezy rewolwerowe, w których wrzeciono jest nieruchome, a stół jest przesuwany tak, aby podczas operacji skrawania był zawsze prostopadły i równoległy do ​​osi wrzeciona
W poziomym centrum obróbkowym oś wrzeciona frezarki jest ustawiona w kierunku osi Y.Pozioma struktura oznacza, że ​​młyny te zwykle zajmują więcej miejsca na hali produkcyjnej;są one również ogólnie cięższe i mocniejsze niż maszyny pionowe.
Młyn poziomy jest często używany, gdy wymagane jest lepsze wykończenie powierzchni;dzieje się tak, ponieważ orientacja wrzeciona oznacza, że ​​wióry skrawające naturalnie odpadają i można je łatwo usunąć.(Dodatkową korzyścią jest wydajne usuwanie wiórów, które pomaga wydłużyć żywotność narzędzia.)
Ogólnie rzecz biorąc, pionowe centra obróbkowe są bardziej rozpowszechnione, ponieważ mogą być równie wydajne jak poziome centra obróbkowe i mogą obsługiwać bardzo małe części.Ponadto centra pionowe zajmują mniej miejsca niż poziome centra obróbkowe.

Wieloosiowe frezarki CNC
Precyzyjne centra frezarskie CNC są dostępne z wieloma osiami.Frezarka 3-osiowa wykorzystuje osie X, Y i Z do szerokiej gamy prac.Dzięki frezarce 4-osiowej maszyna może obracać się w osi pionowej i poziomej oraz przesuwać obrabiany przedmiot, aby umożliwić bardziej ciągłą obróbkę.
Frezarka 5-osiowa ma trzy tradycyjne osie i dwie dodatkowe osie obrotowe, umożliwiające obracanie obrabianego przedmiotu podczas ruchu głowicy wrzeciona wokół niego.Umożliwia to obróbkę pięciu stron przedmiotu obrabianego bez wyjmowania przedmiotu i resetowania maszyny.

Tokarki CNC
Tokarka — zwana także centrum tokarskim — ma jedno lub więcej wrzecion oraz osie X i Z.Maszyna służy do obracania przedmiotu obrabianego wokół jego osi w celu wykonywania różnych operacji cięcia i kształtowania, stosując szeroką gamę narzędzi do przedmiotu obrabianego.
Tokarki CNC, które są również nazywane tokarkami narzędziowymi na żywo, są idealne do tworzenia symetrycznych części cylindrycznych lub sferycznych.Podobnie jak frezarki CNC, tokarki CNC mogą obsługiwać mniejsze operacje, takie jak prototypowanie, ale można je również skonfigurować pod kątem wysokiej powtarzalności, wspierając produkcję wielkoseryjną.
Tokarki CNC można również skonfigurować do produkcji bez użycia rąk, co sprawia, że ​​są szeroko stosowane w przemyśle motoryzacyjnym, elektronicznym, lotniczym, robotyki i urządzeń medycznych.

Jak działa tokarka CNC
W tokarce CNC do uchwytu wrzeciona tokarki ładowany jest pusty pręt materiału wyjściowego.Ten uchwyt utrzymuje obrabiany przedmiot w miejscu, podczas gdy wrzeciono się obraca.Gdy wrzeciono osiąga wymaganą prędkość, nieruchome narzędzie tnące styka się z obrabianym przedmiotem w celu usunięcia materiału i uzyskania prawidłowej geometrii.
Tokarka CNC może wykonywać szereg operacji, takich jak wiercenie, gwintowanie, wytaczanie, rozwiercanie, planowanie i toczenie stożków.Różne operacje wymagają zmiany narzędzi i mogą zwiększyć koszty i czas konfiguracji.
Po zakończeniu wszystkich wymaganych operacji obróbki część jest wycinana z magazynu do dalszej obróbki, jeśli to konieczne.Tokarka CNC jest wtedy gotowa do powtórzenia operacji, z niewielkim lub żadnym dodatkowym czasem potrzebnym na ustawienie pomiędzy nimi.
Tokarki CNC mogą również współpracować z różnymi automatycznymi podajnikami prętów, które zmniejszają ilość ręcznej obsługi surowca i zapewniają takie korzyści, jak:
■ Zmniejszenie czasu i wysiłku wymaganego od operatora maszyny
■ Podeprzeć pręt, aby zredukować wibracje, które mogą negatywnie wpłynąć na precyzję
■ Pozwól obrabiarce pracować przy optymalnych prędkościach wrzeciona
■ Minimalizuj czasy przezbrojenia
■ Ogranicz marnotrawstwo materiału

Rodzaje tokarek CNC
Istnieje wiele różnych typów tokarek, ale najbardziej rozpowszechnione są tokarki 2-osiowe CNC i automaty tokarskie w stylu chińskim.
Większość tokarek CNC w Chinach wykorzystuje jedno lub dwa wrzeciona główne oraz jedno lub dwa wrzeciona tylne (lub wtórne), z przenoszeniem obrotowym odpowiedzialnym za to pierwsze.Wrzeciono główne wykonuje podstawową obróbkę za pomocą tulei prowadzącej.
Ponadto niektóre tokarki w stylu chińskim są wyposażone w drugą głowicę narzędziową, która działa jak frezarka CNC.
W przypadku automatycznej tokarki CNC w stylu chińskim materiał wyjściowy jest podawany przez wrzeciono z przesuwną głowicą do tulei prowadzącej.Dzięki temu narzędzie może ciąć materiał bliżej punktu, w którym materiał jest podparty, co sprawia, że ​​maszyna China jest szczególnie przydatna w przypadku długich, smukłych części toczonych i mikroobróbki.
Wieloosiowe centra tokarskie CNC i tokarki w stylu chińskim mogą wykonywać wiele operacji obróbczych za pomocą jednej maszyny.To sprawia, że ​​są one opłacalną opcją dla złożonych geometrii, które w innym przypadku wymagałyby wielu zmian maszyn lub narzędzi przy użyciu sprzętu takiego jak tradycyjna frezarka CNC.

CHCESZ Z NAMI WSPÓŁPRACOWAĆ?