Kas yra CNC apdirbimas?

1. Įvadas

CNC apdirbimas yra tikslumo gamybos priešakyje.

Ši technologija naudoja kompiuterio skaitinę valdymą, kad būtų nukreiptos pjovimo įrankiai iš anksto užprogramuoti keliai, Žaliavų pavertimas gatomis dalimis, kurių nuokrypiai yra ne tokie ± 0,005 mm.

Bėgant metams, Evoliucija nuo rankinio apdirbimo iki pažengusių CNC sistemų dramatiškai padidino gamybos efektyvumą ir kokybę,

CNC apdirbimo, tokiose kaip aviacijos ir kosmosas, automobilių, medicinos, ir vartojimo elektronika.

Šiame straipsnyje, Mes analizuojame CNC apdirbimą iš techninės, ekonominis, pramoninis, ir ateities tendencijų perspektyvos, Atskleidžiant savo svarbų vaidmenį šiandienos konkurencingoje rinkoje.

2. Kas yra CNC apdirbimas?

CNC apdirbimas yra sudėtingas gamybos procesas, kuris naudoja kompiuterio skaitinę valdymą (CNC) sistemos

Norėdami pašalinti medžiagą iš ruošinio, Žaliavų pavertimas gatomis dalimis labai tiksliai.

Naudodamiesi išsamiais skaitmeniniais projektais, sukurtais CAD programinėje įrangoje, ir paverčiant juos mašinomis skaitomu G-kodu naudojant CAM programinę įrangą, CNC apdirbimas užtikrina, kad kiekviena operacija būtų vykdoma tiksliai taip, kaip nurodyta.

Šis subtraktyvus procesas gali pasiekti tokius pat sandarus ± 0,005 mm nuokrypius, todėl tai būtina pramonės šakoms, kurioms reikalingas didelis tikslumas ir pakartojamumas, tokių kaip aviacijos ir kosmoso, automobilių, ir medicinos prietaisų gamyba.

Pagrindiniai komponentai ir proceso mechanika

Keli kritiniai komponentai veikia kartu, kad CNC apdirbimas būtų efektyvus:

• CNC mašinos: Tai yra proceso darbininkai, Galima įsigyti įvairiose konfigūracijose, tokiose kaip frezavimo mašinos, tekinimo staklės, ir kelių ašių sistemos.
  Kiekvienas mašinos tipas yra skirtas konkrečioms užduotims, užtikrinant įvairiapusiškumą gamyboje.
• Pjovimo įrankiai: Aukštos kokybės pjovimo įrankiai, įskaitant galutinius malūnus, pratybos, ir pasukimo įrankiai, Nuimkite medžiagą tiksliai.
  Įrankių medžiagos, tokios kaip karbidas, greitaeigis plienas, keramika, ir net „Diamond“ padengtos parinktys pasirenkamos pagal ruošinio medžiagą ir reikalinga apdaila.
• Valdikliai: Išplėstiniai CNC valdikliai aiškina „G-kodo“ komandas ir koordinuoja mašinos judesius.
  Šios sistemos dažnai integruoja realiojo laiko stebėjimą, kad būtų galima sureguliuoti parametrus skrendant, išlaikant tikslumą visos operacijos metu.
• Darbo valdymo įtaisai: Saugus įrenginys yra būtinas. Spaustukai, Chips, ir kolekciniai ruošiniai yra stabilūs apdirbimo metu, mažinant vibraciją ir užtikrinant nuoseklius rezultatus.

3. Kaip veikia CNC apdirbimas?

CNC apdirbimas paverčia žaliavas į didelio tikslumo dalis per kompiuterį kontroliuojamą, Sutrikimo procesas.

Tai prasideda nuo skaitmeninio dizaino ir baigiasi gatavu produktu, kuris atitinka griežtus nuokrypius ir griežtas specifikacijas. Panagrinėkime procesą žingsnis po žingsnio.

Skaitmeninio dizaino kūrimas

Inžinieriai pradeda kurti išsamų 2D ar 3D modelį, naudodamiesi kompiuteriu parengtu dizainu (CAD) programinė įranga.

Šis skaitmeninis projektas apibrėžia kiekvieną kreivę, dimensija, ir numatyto komponento ypatybė.

Pavyzdžiui, Aviacijos ir kosmoso komponentams dažnai reikia tolerancijų, kaip ± 0,005 mm, kurie šiame etape yra tiksliai modeliuojami.

Dizaino konvertavimas į mašinos instrukcijas

Kai dizainas bus baigtas, CAD failas paverčiamas kompiuteriu skaitomu kodu-tipiškai G-kodu-naudoja kompiuterinę gamybą (CAM) programinė įranga.

Šis kodas nurodo CNC aparatą pagal tikslus judesius, Įrankių keliai, ir pjovimo parametrai, reikalingi medžiagai pašalinti iš ruošinio.

Dėl to, Mašina supranta ne tik galutinę formą, bet ir geriausią efektyvaus medžiagos pašalinimo strategiją.

Mašinų sąranka ir ruošinio paruošimas

Prieš prasidedant apdirbant, Operatoriai sukonfigūruoja CNC aparatą panašiai kaip aukštos klasės spausdintuvo nustatymas.

Jie pritvirtina žaliavą naudodami armatūros įrenginius ir įdiekite reikiamus pjovimo įrankius.

Labai svarbu užtikrinti tinkamą derinimą ir kalibravimą, nes net nedidelės klaidos gali paveikti galutinės dalies kokybę.

Apdirbimo procesas

Įkėlus G kodą ir tinkamai nustatyta mašina, prasideda CNC apdirbimo procesas.

Mašinos valdiklis nukreipia pjovimo įrankį, kad galėtų eiti užprogramuotu keliu, Medžiagos pašalinimas palaipsniui su kiekvienu leidimu.

Kritiniai parametrai, pavyzdžiui, tiekimo greitis, verpstės greitis, ir pjūvio gylis - nuolat stebimi, kad būtų subalansuotas efektyvumas ir įrankių ilgaamžiškumas.

Išplėstinės aušinimo skysčio sistemos išsklaido šilumą ir išlaiko tikslumą, Net per ilgalaikes greitas operacijas.

Kokybės kontrolė ir apdaila

Per visą apdirbimą, Jutikliai, ir realaus laiko stebėjimo sistemos seka našumą, užtikrinant, kad kiekvienas pjūvis atitiktų projektavimo specifikacijas.

Po medžiagos pašalinimo, Papildomi procesai, tokie kaip „Deburring“, poliravimas, arba antrinis apdaila gali būti taikoma siekiant norimos paviršiaus kokybės.

4. CNC mašinų tipai

CNC apdirbimas apima daugybę mašinų, kiekvienas skirtas atlikti specifines užduotis ir patenkinti skirtingus gamybos reikalavimus.

Šių mašinų tipų supratimas yra būtinas norint pasirinkti tinkamą įrangą, kad būtų pasiektas optimalus tikslumas, efektyvumas, ir ekonominis efektyvumas gamyboje.

CNC frezavimo mašinos

CNC frezavimas Mašinos pašalina medžiagą iš ruošinio, naudodamiesi sukamaisiais pjaustytuvais ir veikia per kelias ašis.

Jie sudaro daugelio gamybos linijų stuburą, ypač kai reikalingi sudėtingos geometrijos ir didelio tikslumo paviršiai.

3-Ašies frezavimo mašinos:

Idealiai idealus gaminant paprastą, Plokščios dalys arba pagrindiniai kontūrai, Šios mašinos veikia išilgai x, Y, ir z ašys. Jie plačiai naudojami tokioms užduotims kaip gręžimas, lošimas, ir kontūravimas.

• Pavyzdys: Tipiškas 3 ašių malūnas gali pasiekti toleranciją apie ± 0,01 mm ir yra tinkamas automobilių komponentų gamybai dideliam tūriui.

4-Ašies ir 5 ašių frezavimo mašinos:

Šios pažengusios mašinos prideda papildomų sukimosi ašių, leidžiant jiems mašiniškai apskaičiuoti sudėtingesnes dalis su apatinėmis dalimis ir sudėtingomis funkcijomis vienoje sąrankoje.

• Duomenų įžvalga: Gamintojai praneša, kad 5 ašių apdirbimas gali sutrumpinti sąrankos laiką iki 50%,
  Kuris yra kritinis kosmoso ir medicinos pramonėje, kur iš dalies sudėtingumas ir tikslumas yra svarbiausia.

Hibridinės frezavimo sistemos:

Kai kurios sistemos integruoja frezavimą su kitais procesais, tokių kaip lazerio pjovimas ar šlifavimas, gaminti dalis, kurioms reikalingi ir subtraktyvūs, ir priedų technika.

Šis universalumas leidžia gamintojams įveikti platesnius dizaino iššūkius per vieną gamybos ciklą.

CNC posūkio mašinos

CNC posūkis mašinos, ar tekinimo staklės, yra optimizuoti kuriant cilindrines, kūgis, ir kitos sukimosi dalys.

Jie yra ypač veiksmingi pramonės šakose, kurioms reikalingi didelio tikslumo velenai, įvorės, ir srieginiai komponentai.

• Tradicinės CNC tekinimo staklės:
  Šios mašinos paprastai veikia 2- arba 3 ašių sistemos, Padaryti juos idealius tiesmukiškoms pasukimo operacijoms.
  Jie užtikrina nuoseklumą, Aukštos kokybės išėjimas tokioms dalims kaip vamzdžiai ir strypai.
• Pažangūs posūkio centrai:
  „Live Tooling“ galimybių įtraukimas, Šie centrai leidžia atlikti papildomas operacijas, tokias kaip frezavimas, gręžimas, ir bakstelėjimas - su viena sąranka.
  Šis integruotas požiūris sumažina sąrankos laiką ir padidina gamybos efektyvumą.
• Vertikalus vs. Horizontalus CNC posūkis:

• • Vertikalios tekinimo staklės: Paprastai naudojamas mažesniam, Didelio tikslumo dalys ir siūlo lengvesnius įrankių pakeitimus.
  • Horizontalios tekinimo staklės: Geriau tinka sunkiems ar didelio skersmens ruošiniams, Šios mašinos apdirbant suteikia didesnį tvirtumą ir stabilumą.

Kiti CNC procesai

Medžiojant ir pasukant dominuojančią CNC apdirbimą, Kiti procesai papildo šias technologijas ir išplečia programų spektrą:

• Elektros išmetimo apdirbimas (EDM):
  EDM Pašalina medžiagą naudodamas elektrinius išleidimus ir yra ypač naudinga apdirbant kietas medžiagas ar sudėtingas formas, kurių įprastos pjovimo įrankiai negali pasiekti.

  

• CNC šlifavimas:
  CNC šlifavimas Suteikia puikų paviršiaus apdailą ir dažnai naudojamas kaip aukšto tikslumo dalių apdailos procesas, pasiekti tokį patį paviršiaus šiurkštumą kaip RA 0.1 µm.
• Lazerio pjaustymas:
  Lazerio pjaustymas Siūlo greitųjų ir didelio tikslumo pjaustymą lakštų medžiagoms ir dažnai naudojamas kartu su kitais CNC procesais, kad būtų galima pasiekti sudėtingus dizainus.

Lyginamoji analizė

CNC aparato pasirinkimas priklauso nuo tokių veiksnių kaip dalies sudėtingumas, Gamybos apimtis, ir medžiagos tipas. Žemiau yra supaprastinta palyginamoji apžvalga:

Mašinos tipas	Ašys	Tipiškos programos	Išlaidų diapazonas (USD)
3-Ašies frezavimo mašinos	3	Pagrindiniai kontūrai, Plokščios dalys	$30,000 - $150,000
5-Ašies frezavimo mašinos	5	Sudėtingos geometrijos, aviacijos ir kosmoso komponentai	$50,000 - $250,000
Tradicinės CNC tekinimo staklės	2-3	Cilindrinės dalys, velenai, Pagrindinis posūkis	$30,000 - $150,000
Pažangūs posūkio centrai	4-5	Daugia operacijos dalys su tiesioginiais įrankiais	$50,000 - $250,000
Papildomi procesai	N/A.	EDM, CNC šlifavimas, Lazerio pjaustymas apdailai	Labai skiriasi

5. Veiklos parametrai ir proceso optimizavimas

Operatyviniai parametrai yra CNC apdirbimo pagrindas, Tiesiogiai daro įtaką produkto kokybei, Įrankių ilgaamžiškumas, ir bendras gamybos efektyvumas.

Optimizuodami kintamuosius, tokius kaip pjovimo greitis, Pašarų norma, pjūvio gylis, Įrankių įsitraukimas, ir verpstės greitis,

Gamintojai gali pasiekti aukštesnį paviršiaus apdailą ir išlaikyti griežtus nuokrypius, tuo pačiu sumažindami ciklo laiką ir medžiagų atliekas.

Pagrindiniai apdirbimo parametrai

Pjovimo greitis:

Pjovimo greitis nustato greitį, kuriuo pjovimo įrankis įtraukia ruošinį. Išreikštas metrais per minutę (m/mano), Tai daro didelę įtaką šilumos generavimui ir įrankių susidėvėjimui.

Pavyzdžiui, apdirbant aliuminį, Gamintojai dažnai veikia greičiu 200 į 600 m/min, kad padidintumėte efektyvumą.

Priešingai, kietesnėms medžiagoms, tokioms kaip titanas, reikia mažesnio pjovimo greičio, paprastai tarp 30 ir 90 m/mano, Norėdami išvengti perkaitimo ir išsaugoti įrankių vientisumą.

Pašarų norma:

Pašarų greitis, matuojamas milimetrais per revoliuciją (mm/re), diktuoja, kaip greitai įrankis juda per medžiagą.

Labai svarbu optimizuoti pašarų greitį; Didesnis pašarų greitis gali pagreitinti gamybą, tačiau gali pakenkti paviršiaus apdailos kokybei, tuo tarpu mažesnis pašaro greitis yra linkęs padidinti apdailos ir matmenų tikslumą.

Pašarų balansavimas su pjovimo greičiu yra būtinas, kad būtų išvengta tokių problemų kaip įrankio įlinkis ir plepėjimas.

Pjūvio gylis:

Pjaustymo gylis reiškia medžiagos, pašalintos per vieną pravažiavimą, storį.

Didesnis pjūvio gylis padidina medžiagų pašalinimo greitį, Tačiau per didelės pjovimo jėgos gali sukelti virpesius ir sumažinti įrankio tarnavimo laiką.

Paprastai, Gamintojai naudoja gilesnius pjūvius (Pvz., 2-5 mm) ir seklesni pjūviai apdailos operacijų metu (Pvz., 0.2-0.5 mm) pasiekti norimą paviršiaus kokybę neprarandant efektyvumo.

Verpstės greitis:

Verpstės greitis, matuojamas revoliucijose per minutę (RPM), veikia kartu su pjovimo greičiu ir pašarų greičiu, kad būtų paveiktas bendras apdirbimo našumas.

Didelis verpstės greitis gali pagerinti produktyvumą ir paviršiaus apdailą, tačiau taip pat gali padidinti šiluminės pažeidimo riziką, jei ji nebus tinkamai valdoma naudojant efektyvias aušinimo skysčio sistemas.

Įrankių įsitraukimas:

Tai, kiek pjovimo įrankis įsitraukia.

Sumažinus įrankį peržengus ir naudojant tinkamą įrankių geometriją, galite sumažinti įlinkį ir pagerinti stabilumą, kuris yra labai svarbus palaikant matmenų tikslumą.

Proceso optimizavimo metodai

Gamintojai pasitelkia pažangius jutiklius ir realaus laiko stebėjimo sistemas, kad šie parametrai būtų optimaliuose diapazonuose.

Pavyzdžiui, Grįžtamojo ryšio ciklo integravimas su adaptyviomis valdymo sistemomis gali sutrumpinti ciklo laiką iki iki galo 30% tuo pačiu pratęsdamas įrankio gyvenimą 20-30%.

Be to, Naudojant aukšto slėgio aušinimo skysčio sistemas, užtikrinama nuosekli temperatūros valdymas, taip sumažinant šiluminį įtempį tiek įrankyje, tiek ruošinyje.

Be to, Naudojimasis modeliavimo programine įranga kumštelinio fazės metu leidžia inžinieriams praktiškai išbandyti skirtingus parametrų nustatymus prieš pradedant faktinį apdirbimą.

Šis iniciatyvus požiūris padeda nustatyti efektyviausius įrankių kelius ir pjovimo strategijas, mažinant bandymų ir klaidų gamybos aplinkoje.

Poveikis kokybei ir efektyvumui

Optimizuojant veiklos parametrus ne tik padidina gatavų dalių kokybę, bet ir daro tiesioginį poveikį gamybos proceso ekonominiam efektyvumui.

Tikslūs pašarų normos pakeitimai, verpstės greitis, ir supjaustymo gylis yra lygesnis paviršiaus apdaila ir griežtesni tolerancijos,

kurie yra labai svarbūs didelio našumo programoms aviacijos ir kosmoso srityje, automobilių, ir medicinos pramonė.

Be to, Patobulintas parametrų valdymas sumažina medžiagų atliekas ir sumažina prastovą, Galiausiai padidėja bendras produktyvumas.

6. Įrankių ir darbo valdymo sistemos CNC apdirbant

CNC apdirbime, įrankiai, ir darbo laikymo sistemos vaidina lemiamą vaidmenį užtikrinant tikslumą, pakartojamumas, ir efektyvumas.

Šiame skyriuje nagrinėjami įvairūs įrankių ir darbo tvarkymo aspektai, įskaitant įrankių medžiagas, geometrija, laikymo mechanizmai, ir armatūros strategijos.

Pjovimo įrankiai: Tipai ir medžiagos

„CNC Machining“ naudojama platų pjovimo įrankių asortimentą, kiekvienas skirtas konkrečioms programoms.

Pjovimo įrankio pasirinkimas priklauso nuo tokių veiksnių kaip medžiagų kietumas, Pjovimo greitis, Paviršiaus apdailos reikalavimai, ir įrankių atsparumo dėvėjimui.

Įrankių medžiagos ir dangos

Pjovimo įrankių veikimas ir patvarumas daugiausia priklauso nuo naudojamų medžiagų ir dangų. Įprastas įrankių medžiagas apima:

• Greitaeigis plienas (HSS): Siūlo gerą kietumą ir atsparumą karščiui; Naudojamas bendrosios paskirties apdirbimui.
• Karbidas: Sunkiau ir labiau atsparus dėvėjimams nei HSS, Idealiai tinka metalų ir kompozitų greitajam apdirbimui.
• Keramika: Puikiai tinka aukštos temperatūros taikymui, Dažnai naudojamas apdirbant superlaidžius.
• Kubinis boro nitridas (CBN): Antra tik deimantui kietumui; Geriausiai tinka apdirbti grūdintus plienus.
• Polikristalinis deimantas (PCD): Idealiai tinka pjaustyti nefervinius metalus ir kompozitus dėl jo didelio kietumo.

Dangos dar labiau padidina įrankio veikimą mažindamos trintį ir padidindamos šilumos atsparumą. Įprastas dangas sudaro:

• Titano nitridas (Alavas): Padidina įrankio gyvenimą ir sumažina susidėvėjimą.
• Titano karbonitridas (Ticn): Suteikia geresnį kietumą ir atsparumą oksidacijai.
• Aliuminio titano nitridas (Auksas): Puikiai tinka apdirbti greita.

Įrankių geometrija ir pasirinkimas

Įrankių geometrija vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį nustatant apdirbimo efektyvumą ir paviršiaus kokybę. Pagrindiniai įrankių geometrijos aspektai yra:

• Grėblio kampas: Daro įtaką lusto srautui ir pjovimo jėgoms. Teigiamas grėblio kampas sumažina pjovimo jėgas, o neigiamas grėblio kampas padidina įrankio stiprumą.
• Nosies spindulys: Daro įtaką paviršiaus apdailai ir įrankio stiprumui; Didesnis nosies spindulys pagerina apdailą, tačiau padidinkite pjovimo jėgas.
• HILIX kampas: Aukštesni spiralės kampai pagerina lusto evakuaciją, Sumažina šilumos kaupimąsi ir pratęsimo įrankio tarnavimo laiką.

Įrankių pasirinkimas priklauso nuo apdirbimo operacijos. Įprasti tipai apima:

• Galų malūnai: Naudojamas frezavimo operacijoms, Galima įsigyti skirtingose ​​fleitos konfigūracijose.
• Pratybos: Sukurtas skylių kūrimui su skirtingais skirtingų medžiagų taškiniais kampais.
• Posūkio įdėklai: Keičiami karbido įdėklai, naudojami CNC tekinimo staklėse.
• Nuobodūs strypai: Naudojamas vidiniam apdirbimui ir skylių padidėjimui.

Įrankių laikymo sistemos

Tinkamas įrankio laikymas užtikrina minimalią vibraciją, Tikslus padėties nustatymas, ir pratęstas įrankio gyvenimas. CNC apdirbimas naudoja skirtingas įrankių laikymo sistemas, įskaitant:

• Apykaklės: Suteikite didelį koncentriškumą ir yra tinkami mažo skersmens įrankiams.
• Chips: Dažnas tekinimo staklių operacijose, Galima įsigyti trijų ir keturių žandikaulių konfigūracijose.
• Susitraukia tinkami laikikliai: Norėdami sandariai pritvirtinti įrankius, naudokite šiluminį išplėtimą, siūlantis aukštesnį tikslumą.
• Hidraulinių įrankių laikikliai: Suteikite puikias slopinimo charakteristikas, mažinantis įrankio įlinkį.

Darbo valdymo sistemos: Ruošinio pritvirtinimas

Darbo valdymo sistemos yra būtinos norint išlaikyti stabilumą apdirbimo operacijų metu. Darbo valdymo pasirinkimas priklauso nuo dalies geometrijos, medžiaga, ir gamybos apimtis.

Darbo valdymo prietaisų tipai

• Pasirodyti: Dažniausiai naudojamas stačiakampio ir bloko formos ruošiniams laikymui.
• Chips: Saugūs apvalūs ruošiniai, Dažnai naudojamas CNC tekinimotėse.
• Armatūra: Pagal užsakymą sukurta sudėtinga geometrija ir pagerinti didelės apimties gamybos efektyvumą.
• Magnetiniai ir vakuuminiai spaustukai: Tinka subtilioms dalims ar plonoms medžiagoms, kurios gali deformuoti po mechaniniu užsegimu.

Tikslios ir pakartojamumo komiteto strategijos

• Nulio taško spaustuko sistemos: Sumažinkite sąrankos laiką, leisdami greitai pakeisti ruošinį.
• Minkšti žandikauliai ir pasirinktiniai įrenginiai: Sukurtas netaisyklingos formos komponentams, kad būtų užtikrintas nuoseklus padėties nustatymas.
• Modulinės darbo valdymo sistemos: Pritaikomos įvairių dalių apdirbimo sąrankos su minimalia pertvarkymu.

7. Materialiniai aspektai CNC apdirbant

Medžiagos pasirinkimas yra kritinis CNC apdirbimo veiksnys, Kadangi skirtingos medžiagos pasižymi skirtingu apdirbamumo lygiu, stiprybė, ir šilumos laidumas.

Medžiagos pasirinkimas turi įtakos įrankio susidėvėjimui, apdirbimo greitis, paviršiaus apdaila, ir bendros gamybos išlaidos.

Suprasti, kaip skirtingos medžiagos reaguoja į pjaustymo jėgas, šildyti, ir stresas yra būtinas norint optimizuoti CNC apdirbimo procesus.

Šiame skyriuje tiriamas įvairių metalų ir ne metalų apdirbimas, Medžiagos savybių poveikis apdirbimo našumui, ir realaus pasaulio atvejų tyrimai, pabrėžiantys geriausią medžiagų atrankos praktiką.

7.1 Metalų apdirbimas CNC apdirbant

Metalai dažniausiai naudojami CNC apdirbant dėl ​​jų stiprumo, ilgaamžiškumas, ir šiluminis stabilumas.

Tačiau, Jų apdirbamumas skiriasi priklausomai nuo kietumo, kompozicija, ir darbo savybės.

Aliuminis: Didelis apdirbamumas ir universalumas

Aliuminis yra viena populiariausių CNC apdirbimo medžiagų dėl puikaus apdirbimo, atsparumas korozijai, ir lengvos savybės.

• Bendri pažymiai: 6061, 7075, 2024
• Mašinų įvertinimas: Aukštas (paprastai 300-500 SFM pjovimo greitis)
• Pagrindinės naudos:

• • Mažos pjovimo jėgos sumažina įrankių susidėvėjimą
  • Puikus šilumos laidumas apsaugo nuo šilumos kaupimosi
  • Lengvai anoduotas, kad padidėtų atsparumas korozijai

• Paraiškos: Aviacijos ir kosmoso komponentai, Automobilių dalys, Vartojimo elektronika

Plienas ir nerūdijantis plienas: Stiprumas ir patvarumas

Plienas siūlo didelį stiprumą ir tvirtumą, tačiau jo apdirbamumas priklauso nuo anglies kiekio ir legiruotų elementų.

• Bendri pažymiai: 1018 (Švelnus plienas), 4140 (lydinio plienas), 304 (Nerūdijantis plienas)
• Mašinų įvertinimas: Vidutinės prie mažos iki žemos (50-250 SFM pjovimo greitis)
• Pagrindiniai iššūkiai:

• • Didelės pjovimo jėgos padidina įrankių susidėvėjimą
  • Nerūdijančio plieno darbai, reikalauti aštrių įrankių ir optimizuoto pjovimo greičio

• Paraiškos: Struktūriniai komponentai, pramoninės mašinos, Medicinos instrumentai

Titanas: Stiprus, tačiau sunku mašinomis

Titanas yra plačiai naudojamas didelio našumo pramonėje, Tačiau dėl mažo šilumos laidumo ir didelio stiprumo apdirbimas yra sudėtingas.

• Bendri pažymiai: Pažymys 5 (Ti-6Al-4v), Pažymys 2 (Komerciškai grynas)
• Mašinų įvertinimas: Žemas (30-100 SFM pjovimo greitis)
• Pagrindiniai iššūkiai:

• • Generuoja per didelę šilumą, Reikalaujama aukšto aušinimo skysčio srauto
  • Linkęs į sunkų darbą, Reikia mažesnio pjovimo greičio

• Paraiškos: Aviacijos ir kosmoso dalys, Biomedicinos implantai, karinė įranga

Žalvaris ir varis: Greita apdirbimas su puikiu laidumu

Žalvaris ir varis yra labai apdirbami ir naudojami pritaikant elektrinį ir šilumos laidumą.

• Bendri pažymiai: C360 (Žalvaris), C110 (Vario)
• Mašinų įvertinimas: Labai aukštas (600-1000 SFM pjovimo greitis)
• Pagrindinės naudos:

• • Mažos įrankių nusidėvėjimo ir greitojo apdirbimo galimybės
  • Puikus paviršiaus apdaila be per didelio Burro formavimo

• Paraiškos: Elektros jungtys, santechnikos jungiamosios detalės, dekoratyviniai komponentai

7.2 Ne metalų ir kompozitų apdirbimas

Už metalų, CNC apdirbimas taip pat naudojamas plastikams, kompozitai, ir keramika. Šios medžiagos kelia unikalius iššūkius ir galimybes.

Plastikai: Lengvas ir ekonomiškas

Plastikai yra plačiai naudojami dėl mažų jų išlaidų, atsparumas korozijai, ir apdirbimo paprastumas. Tačiau, Jie yra linkę tirpti ir deformuoti esant didelėms pjovimo jėgoms.

• Bendras plastikas: Abs, Pom (Belchas), Nailonas, Ptfe (Teflonas)
• Mašinų įvertinimas: Aukštas, tačiau norint išvengti tirpimo, reikia mažo pjovimo greičio
• Pagrindiniai svarstymai:

• • Norėdami sumažinti šilumos generavimą, naudokite aštrius įrankius
  • Tinkamas lusto evakuacija apsaugo nuo medžiagos pertvarkymo

• Paraiškos: Medicinos prietaisai, vartojimo prekės, Automobilių interjerai

Kompozitai: Aukšto stiprumo, bet sunku mašiniškai

Kompozitai, tokių kaip anglies pluošto sustiprintos polimerai (CFRP) ir stiklo pluoštas, Siūlykite išskirtinius stiprumo ir svorio santykius, tačiau pozos apdirbimo sunkumus.

• Mašinų įvertinimas: Žemas (linkęs į delaminaciją ir įrankių susidėvėjimą)
• Pagrindiniai iššūkiai:

• • Reikalauja specializuotų pjovimo įrankių (Deimantinis dengtas arba karbidas)
  • Generuoja smulkias dulkių daleles, reikalauti tinkamos ventiliacijos

• Paraiškos: Aviacijos ir kosmoso struktūros, sportinė įranga, Aukštos kokybės automobilių dalys

Keramika: Didelis kietumas ir atsparumas dėvėjimams

Keramika yra viena sunkiausių mašinų medžiagų ir reikalauja deimantų įrankių ar šlifavimo procesų.

• Dažna keramika: Aliuminio oksidas, Cirkoniai, Silicio karbidas
• Mašinų įvertinimas: Labai žemas (trapus ir linkęs į krekingus)
• Pagrindiniai svarstymai:

• • Reikia ypač sunkių įrankių (CBN, PCD, Deimantinis dengtas)
  • Būtina mažo pašarų greičio ir tikslaus aušinimo

• Paraiškos: Pjovimo įrankiai, Biomedicinos implantai, elektronika

7.3 Medžiagos savybių poveikis apdirbimo našumui

Kelios materialinės savybės daro tiesioginę įtaką CNC apdirbimo efektyvumui ir rezultatams:

Materialus turtas	Poveikis apdirbimui
Kietumas	Kietesnės medžiagos padidina įrankių nusidėvėjimą ir reikalauja lėtesnio pjovimo greičio.
Tvirtumas	Tvirtos medžiagos atsparios lūžiams, tačiau gali sukelti per didelį įrankio deformaciją.
Tankis	Didelio tankio medžiagos padidina pjovimo jėgas ir galios reikalavimus.
Šilumos laidumas	Dėl prasto šilumos išsklaidymo gali kilti perkaitimas ir įrankio gedimas.
Dirbkite sukietėjimą	Kai kurios medžiagos (Pvz., Nerūdijantis plienas, titanas) pasidaro sunkiau, nes jie yra apdirbti, reikalaujant kruopštaus proceso valdymo.

8. CNC apdirbimo pranašumai ir trūkumai

CNC apdirbimas sukėlė revoliuciją šiuolaikinę gamybą, Siūlo neprilygstamą tikslumą, automatizavimas, ir efektyvumas.

Tačiau, Kaip ir bet kuris gamybos procesas, Jis turi ir pranašumų, ir trūkumų.

Šių veiksnių supratimas padeda pramonės šakoms nustatyti, ar CNC apdirbimas yra geriausias pasirinkimas jų gamybos poreikiams.

8.1 CNC apdirbimo pranašumai

Didelis tikslumas ir tikslumas

CNC mašinos gali pasiekti Toliau (± 0,025 mm), padaryti juos idealiais programoms, kurioms reikalingas ypač tikslumas.

Šis tikslumas yra labai svarbus tokiose pramonės šakose kaip aviacijos ir kosmoso, medicinos, ir automobilių gamyba, kur net mažiausi nukrypimai gali sukelti veiklos problemas.

Nuoseklumas ir pakartojamumas

Skirtingai nuo rankinio apdirbimo, CNC apdirbimas pašalina žmogaus klaidą, užtikrinant, kad kiekviena pagaminta dalis yra tapati.

Kai nustatyta programa, CNC mašinos gali gaminti tūkstančiai identiškų dalių su minimaliu nuokrypiu, todėl jie puikiai tinka didelio masto gamybai.

Padidėjęs gamybos efektyvumas

CNC mašinos gali veikti 24/7 Su minimalia priežiūra, žymiai didinant gamybos normą, palyginti su rankiniu būdu.

Jie taip pat palaiko greitųjų apdirbimą, Gamybos laiko sumažinimas neprarandant kokybės.

Galimybė mašiniškai apimti komplekso geometrijas

Išplėstinės kelių ašių CNC mašinos (Pvz., 5-Ašies apdirbimo centrai) leisti gamintojams gaminti labai sudėtingas dalis a Viena sąranka, Sumažinant kelių operacijų poreikį ir pagerinant bendrą efektyvumą.

Sumažėjusios darbo sąnaudos

Kadangi CNC mašinoms reikia minimalios rankinės intervencijos, Darbo darbo sąnaudos yra žymiai mažesnės nei įprastiniame apdirbime.

Vis dar reikalingi kvalifikuoti programuotojai ir mašinų operatoriai, Bet Vienas operatorius vienu metu gali valdyti kelis mašinas.

Automatizavimas ir integracija į pramonę 4.0

Šiuolaikinės CNC mašinos yra suderinamos su IoT (Daiktų internetas) Technologija, Leidžiant stebėti realiuoju laiku, numatoma priežiūra, ir duomenų optimizavimo proceso optimizavimas.

Mastelio kūrimas ir masinės gamybos kūrimas

CNC apdirbimas tinka abiem greitas prototipų kūrimas ir Didelės apimties gamyba. Tai leidžia įmonėms greitai išbandyti ir patobulinti dizainą prieš įsipareigojant didelio masto gamybai.

8.2 CNC apdirbimo trūkumai

Aukštos pradinės investavimo išlaidos

CNC mašinos yra brangios, pradedant nuo $50,000 į viršų $500,000 priklausomai nuo sudėtingumo ir galimybių.

Medžiagos atliekos dėl atimant procesą

Skirtingai nuo priedų gamybos (3D spausdinimas), CNC apdirbimas pašalina medžiagą iš tvirto bloko, veda prie didesnių medžiagų atliekų.

Kol traškučiai ir laužai gali būti perdirbti, Atliekų mažinimas išlieka iššūkis.

Programavimo ir sąrankos sudėtingumas

CNC apdirbimas reikalauja, kad kvalifikuoti programuotojai būtų sukurti G-kodas ir M kodas programos.

Gali reikalauti sudėtingų dalių CAM (Kompiuterinė gamyba) programinė įranga, Pridedant papildomą laiką ir kainą.

Vidinės geometrijos apribojimai

O CNC mašinos puikiai tinka išoriniam ir paviršiaus apdirbimui, Jie kovoja su sudėtingais Vidinės ertmės ir pobūdžiai, kuriems gali prireikti EDM (Elektros išmetimo apdirbimas) arba rankinis apdaila.

9. CNC apdirbimo pramoninės programos

CNC apdirbimo pagrindai daugybei pramonės šakų:

• Aviacijos ir kosmoso ir gynybos:
  Gaminiai turbinos ašmenys, struktūriniai komponentai, ir tikslios tikslumo tikslumo tvirtinimo detalės.
• Automobilių gamyba:
  Gaminkite pasirinktines variklio dalis, Pavarų dėžės, ir svarbios saugos sistemos.
• Medicinos ir sveikatos priežiūra:
  Gaminkite chirurginius instrumentus, implantai, ir didelio tikslumo įrenginiai, kuriems reikalinga griežta kokybės kontrolė.
• Vartojimo elektronika:
  Sukurkite sudėtingus korpusus, jungtys, ir komponentai, reikalaujantys nuoseklios kokybės.
• Papildomi sektoriai:
  CNC apdirbimas taip pat aptarnauja atsinaujinančią energiją, robotika, ir pramoninės mašinos, kur būtini sudėtingi dizainai ir aukštas tikslumas.

10. Naujovės ir kylančios CNC apdirbimo tendencijos

Tobulėjant technologijoms, CNC apdirbimas ir toliau vystosi, Skaitmeninimo integravimas, automatizavimas, ir intelektualios gamybos būdai.

Šios naujovės padidina tikslumą, Sumažinkite išlaidas, ir išplėsti CNC apdirbimo galimybes įvairiose pramonės šakose.

Šiame skyriuje nagrinėjamos svarbiausios kylančios tendencijos, formuojančios CNC apdirbimo ateitį.

Skaitmeninė integracija ir pramonė 4.0 CNC apdirbime

Pramonė 4.0 sukėlė revoliuciją gamyboje, įtraukdama skaitmenines technologijas, automatizavimas, ir duomenų pagrįstų sprendimų priėmimas į CNC apdirbimą.

Daiktų internetas (IoT) ir išmaniosios CNC mašinos

Šiuolaikinės CNC mašinos dabar yra įterptos su IoT jutikliais, kurie renka ir perduoda realiojo laiko duomenis apie mašinos našumą, Įrankio dėvėjimas, ir gamybos efektyvumas. Šie duomenys padeda gamintojams:

• Stebėkite mašinos sveikatą Nuotoliniu būdu siekiant išvengti neplanuotų prastovų.
• Optimizuokite pjovimo parametrus remiantis realaus laiko atsiliepimais.
• Sumažinkite laužo normas Tobulindamas proceso valdymą.

🔹 Pavyzdys: IOT palaikančios CNC sistemos padėjo įmonėms sumažinti mašinų prastovas iki iki iki 25%, Remiantis „McKinsey“ ataskaita.

Debesų pagrindu sukurtas CNC programavimas ir gamyba

Debesų kompiuterija leidžia gamintojams nuotoliniu būdu laikyti ir pasiekti CNC programas. Tai lemia:

• Besiūlė bendradarbiavimas tarp dizainerių, inžinieriai, ir mašinų operatoriai.
• Greitesnis diegimas CNC programų keliose mašinose.
• Geresnis duomenų saugumas su centralizuota saugykla ir atsarginė kopija.

🔹 Pavyzdys: Pirmaujanti aviacijos ir kosmoso kompanija sumažino programavimo klaidas 40% Įdiegus debesų pagrindu sukurtą CAD/CAM programinę įrangą.

Dirbtinis intelektas (AI) ir mašinų mokymasis CNC apdirbimo srityje

AI pagrįstos technologijos keičia CNC apdirbimą, įgalinant numatomą analizę ir adaptyvų apdirbimą.

AI varomas adaptyvus apdirbimas

AI algoritmai analizuoja apdirbimo duomenis realiuoju laiku, kad dinamiškai pakoreguotų parametrus. Privalumai yra:

• Automatinis tiekimo greičio ir suklio greičio reguliavimas Norėdami optimizuoti pjovimo efektyvumą.
• Sustiprinta paviršiaus apdaila ir matmenų tikslumas.
• Sumažintas įrankių nusidėvėjimas numatant optimalias apdirbimo sąlygas.

🔹 Pavyzdys: Įrodyta iki 30% tikslios inžinerijos programos.

Prognozuojama priežiūra ir mašinų mokymasis

Tradicinė CNC priežiūra laikosi suplanuoto požiūrio, sukelia nereikalingų prastovų ar netikėtų nesėkmių. Mašinų mokymasis įgalina numatoma priežiūra, kuris:

• Nustato ankstyvuosius įrankių nusidėvėjimo ir mašinos gedimų požymius.
• Sumažina priežiūros išlaidas atlikdama remontą Tik tada, kai reikia.
• Prailgina mašinų gyvenimą ir Pagerina bendrą įrangos efektyvumą (Oee).

🔹 Atvejo analizė: „General Electric“ įgyvendino AI pagrįstą numatomą priežiūrą, CNC mašinos gedimų sumažinimas 20% ir didėjantis gamybos veikimo laikas.

Kelių ašių CNC apdirbimo ir hibridinės gamybos pasiekimai

Kelių ašių CNC apdirbimas sudėtingoms geometrijoms

Tradicinės CNC mašinos veikia 3 Ašys (X, Y, Z). Tačiau, 4-Ašis ir 5 ašių CNC mašinos Siūlykite patobulintas galimybes:

• 4-Ašies CNC apdirbimas Prideda sukimosi ašį, Idealiai tinka apdirbti išlenktus paviršius.
• 5-Ašies CNC apdirbimas įgalina judėjimą visomis kryptimis, leidžiama Sudėtingos geometrijos su mažiau sąrankų.

🔹 Pavyzdys: Aviacijos ir kosmoso pramonė plačiai priėmė 5 ašių CNC apdirbimą, Sumažina potencialius laikus 50% didelio tikslumo turbinų ašmenims.

Hibridinės CNC mašinos: Derinant priedą ir atimamą gamybą

Hibridinės CNC mašinos integruoti Priedinė gamyba (3D spausdinimas) ir atimamas CNC apdirbimas į vieną platformą. Privalumai yra:

• Medžiagos efektyvumas: Priedų procesai indėlių medžiaga tik ten, kur reikia.
• Aukštesnis tikslumas: CNC apdirbimas patikslina 3D atspausdintą struktūrą, kad būtų sklandesnė apdaila.
• Išlaidų sumažinimas: Pašalina atskirų priedų ir atimamų mašinų poreikį.

🔹 Pavyzdys: Automobilių sektorius priėmė hibridines CNC mašinas gaminti lengvą, Optimizuoti variklio komponentai Su sumažintomis medžiagų atliekomis.

Naujos kartos medžiagos ir įrankių naujovės

Pažangios įrankių dangos ir medžiagos

Pjovimo įrankio našumas yra labai svarbus CNC apdirbant. Įrankių medžiagų ir dangų naujovės pagerina ilgaamžiškumą ir efektyvumą.

• Į deimantą panaši anglis (DLC) dangos Pratęskite įrankio tarnavimo laiką greitaeigiu apdirbimu.
• Polikristalinis deimantas (PCD) įrankiai Padidinkite kompozitų ir kietųjų metalų pjovimo efektyvumą.
• Keramikai pagrįsti įrankiai Atlaiko ekstremalią šilumą, Didėjantis pjovimo greitis „Superalloy“ apdirbimo srityje.

🔹 Pavyzdys: „Boeing“ naudojimas Keramiškai padengti pjovimo įrankiai Aviacijos ir kosmoso laipsnio titano apdirbimui, mažinant įrankių susidėvėjimą 50%.

Aukštos kokybės CNC apdirbimas supervizicijomis ir kompozitais

Gamintojai pereina lengvas, Didelio stiprumo medžiagos kaip anglies pluošto kompozitai ir nikelio superkonis. Tačiau, Šios medžiagos kelia apdirbimo iššūkius:

• Kompozitai: Reikalauti specializuotų pjovimo būdų, kad būtų išvengta delaminacijos.
• Superlojai (Inconel, Hastelloy, Titanas): Reikalauti Greitasis apdirbimas Su pažangiomis aušinimo skysčio strategijomis.

🔹 Pavyzdys: Medicinos pramonė naudojasi Didelio tikslumo CNC apdirbimas Titano gamybos ortopedijos implantams, užtikrinant biologinį suderinamumą ir ilgaamžiškumą.

CNC automatizavimas ir robotika

CNC mašinų integracija į robotiką

Robotinės rankos ir Automatizuotos pakrovimo/iškrovimo sistemos padidinkite CNC apdirbimo efektyvumą.

• Padidina gamybos greitį sumažinant rankinę intervenciją.
• Užtikrina pakartojamumą ir sumažina žmogaus klaidas.
• Pagerina saugumą Pavojingoje apdirbimo aplinkoje.

🔹 Pavyzdys: Automobilių gamyklos naudojamos Robotu padedamas CNC apdirbimas iki masinės gamybos tikslių variklio dalių 24/7 su minimaliomis prastovomis.

Šviesos gamyba (Nepilotuojamos CNC operacijos)

visiškai autonominis CNC apdirbimas, kur mašinos veikia be žmogaus priežiūros.

• Sumažina darbo sąnaudas iki 50%.
• Padidina gamybos efektyvumą, Kadangi mašinos gali veikti per naktį.
• Reikalauja pažangių stebėjimo sistemų nuotoliniu būdu aptikti ir išspręsti problemas.

🔹 Pavyzdys: Pasiektas pagrindinis Europos gamintojas 40% Išlaidų taupymas įgyvendinant a „Lights-Out CNC“ apdirbimas strategija.

11. Išvada

CNC apdirbimas yra gyvybiškai svarbus šiuolaikinės gamybos stulpas, pristatymas aukšto tikslumo, Didelio efektyvumo komponentai įvairiose pramonės šakose.

Kaip mes matome nuolatines technologines naujoves, Išplėstinių skaitmeninių įrankių ir automatizavimo integracija dar labiau padidins CNC apdirbimo procesus, Sumažina ciklo laiką ir padidina produkto kokybę.

Nepaisant tokių iššūkių kaip didelės pradinės išlaidos ir sudėtingi programavimo reikalavimai, Ilgalaikė efektyvumo nauda, pakartojamumas, ir dėl sumažintų atliekų CNC apdirbimas yra būtinas.

Gamintojai, investuojantys į šiuos pažangiausius sprendimus.

Verslo įmonėms, siekiančioms aukščiausio lygio CNC apdirbimo paslaugų, Langhe yra pagrindinis Kinijos paslaugų teikėjas. Su pažangiausia įranga, aukštos kvalifikacijos inžinieriai, ir įsipareigojimas tikslumui,

Langhe Siūlo išsamų CNC apdirbimo sprendimų asortimentą, pritaikytą jūsų specifiniams poreikiams.

Nesvarbu, ar jums reikia mažos, ar didelio masto gamybos, Langhe Užtikrina aukščiausios kokybės, ekonomiškai efektyvus, ir veiksmingi rezultatai, padedantys atgaivinti jūsų projektus.

Susisiekite su Langhe Šiandien ekspertų CNC apdirbimo paslaugoms, kurios atitinka aukščiausius pramonės standartus.