Begrepet CNC står for «computer numeric control», og CNC-maskinering er definert som en subtraktiv produksjonsprosess som vanligvis bruker datastyring og maskinverktøy for å fjerne lag med materiale fra et lagerstykke (kalt et emne eller arbeidsstykke) og produsere en spesialdesignet del.
Prosessen fungerer på en rekke materialer, inkludert metall, plast, tre, glass, skum og kompositter, og har bruksområder i en rekke bransjer, som for eksempel stor CNC-maskinering og CNC-etterbehandling av romfartsdeler.
Kjennetegn ved CNC-maskinering
01. Høy grad av automatisering og svært høy produksjonseffektivitet. Med unntak av emneklemming kan alle andre prosessprosedyrer utføres med CNC-maskiner. Kombinert med automatisk lasting og lossing er det en grunnleggende komponent i en ubemannet fabrikk.
CNC-prosessering reduserer operatørens arbeidskraft, forbedrer arbeidsforholdene, eliminerer merking, flere klemmer og posisjoneringer, inspeksjon og andre prosesser og hjelpeoperasjoner, og forbedrer effektivt produksjonseffektiviteten.
02. Tilpasningsevne til CNC-bearbeidingsobjekter. Ved bytte av bearbeidingsobjekt, i tillegg til å bytte verktøy og løse emneklemmemetoden, kreves det bare omprogrammering uten andre kompliserte justeringer, noe som forkorter produksjonsforberedelsessyklusen.
03. Høy prosesseringspresisjon og stabil kvalitet. Dimensjonsnøyaktigheten ved prosessering er mellom d0,005–0,01 mm, noe som ikke påvirkes av delenes kompleksitet, fordi de fleste operasjoner utføres automatisk av maskinen. Derfor økes størrelsen på batchdeler, og posisjonsdeteksjonsenheter brukes også på presisjonsstyrte maskinverktøy, noe som ytterligere forbedrer nøyaktigheten til presisjons-CNC-maskinering.
04. CNC-prosessering har to hovedegenskaper: for det første kan den forbedre prosesseringsnøyaktigheten betraktelig, inkludert nøyaktighet i prosesseringskvaliteten og nøyaktigheten av feil i prosesseringstiden; for det andre kan repeterbarheten av prosesseringskvaliteten stabilisere prosesseringskvaliteten og opprettholde kvaliteten på bearbeidede deler.
CNC-maskineringsteknologi og anvendelsesområde:
Ulike bearbeidingsmetoder kan velges i henhold til materialet og kravene til arbeidsstykket som bearbeides. Å forstå vanlige bearbeidingsmetoder og deres anvendelsesområde kan gjøre det mulig for oss å finne den mest passende metoden for bearbeiding av deler.
Snu
Metoden for bearbeiding av deler ved hjelp av dreiebenker kalles samlet sett dreiing. Ved hjelp av formende dreieverktøy kan roterende buede overflater også bearbeides under tverrgående mating. Dreiing kan også bearbeide gjengeflater, endeplan, eksentriske aksler osv.
Dreienøyaktigheten er vanligvis IT11-IT6, og overflateruheten er 12,5-0,8 μm. Under findreiing kan den nå IT6-IT5, og ruheten kan nå 0,4-0,1 μm. Produktiviteten til dreieprosessen er høy, skjæreprosessen er relativt jevn, og verktøyene er relativt enkle.
Bruksområde: boring av senterhull, boring, brotsje, gjenging, sylindrisk dreiing, utboring, dreiing av endeflater, dreiing av spor, dreiing av formede overflater, dreiing av koniske overflater, rifling og gjengedreiing
Fresing
Fresing er en metode der man bruker et roterende flerkantet verktøy (fres) på en fresemaskin for å bearbeide arbeidsstykket. Hovedskjærebevegelsen er verktøyets rotasjon. Avhengig av om hovedbevegelsens hastighetsretning under fresing er den samme som eller motsatt av arbeidsstykkets materetning, deles det inn i nedoverfresing og oppoverfresing.
(1) Nedfresing
Den horisontale komponenten av fresekraften er den samme som arbeidsstykkets materetning. Det er vanligvis et mellomrom mellom mateskruen på arbeidsstykkebordet og den faste mutteren. Derfor kan skjærekraften lett føre til at arbeidsstykket og arbeidsbordet beveger seg fremover sammen, noe som fører til at matehastigheten plutselig øker. Økningen forårsaker kniver.
(2) Motfresing
Det kan unngå bevegelsesfenomenet som oppstår under nedfresing. Under oppfresing øker skjæretykkelsen gradvis fra null, slik at skjærekanten begynner å oppleve en klem- og glidfase på den skjæreherdede maskinerte overflaten, noe som akselererer verktøyslitasje.
Bruksområde: Planfresing, trinnfresing, sporfresing, formende overflatefresing, spiralsporfresing, tannhjulfresing, skjæring
Høvling
Høvling refererer generelt til en bearbeidingsmetode som bruker en høvel til å lage en frem- og tilbakegående lineær bevegelse i forhold til arbeidsstykket på en høvel for å fjerne overflødig materiale.
Høvlingsnøyaktigheten kan vanligvis nå IT8-IT7, overflateruheten er Ra6,3-1,6 μm, høvlingsflatheten kan nå 0,02/1000, og overflateruheten er 0,8-0,4 μm, noe som er overlegent for bearbeiding av store støpegods.
Bruksområde: høvling av plane overflater, høvling av vertikale overflater, høvling av trinnflater, høvling av rettvinklede spor, høvling av faser, høvling av svalehalespor, høvling av D-formede spor, høvling av V-formede spor, høvling av buede overflater, høvling av kilespor i hull, høvling av tannstenger, høvling av komposittoverflater
Sliping
Sliping er en metode for å skjære arbeidsstykkets overflate på en kvern ved bruk av en kunstig slipeskive med høy hardhet (slipeskive) som verktøy. Hovedbevegelsen er rotasjonen av slipeskiven.
Slipepresisjonen kan nå IT6-IT4, og overflateruheten Ra kan nå 1,25–0,01 μm, eller til og med 0,1–0,008 μm. En annen egenskap ved sliping er at den kan bearbeide herdede metallmaterialer, noe som tilhører omfanget av etterbehandling, så det brukes ofte som det siste prosesseringstrinnet. I henhold til forskjellige funksjoner kan sliping også deles inn i sylindrisk sliping, innvendig hullsliping, flatsliping, etc.
Bruksområde: rundsliping, innvendig rundsliping, overflatesliping, formsliping, gjengesliping, tannhjulsliping
Boring
Prosessen med å bearbeide forskjellige innvendige hull på en boremaskin kalles boring og er den vanligste metoden for hullbearbeiding.
Borepresisjonen er lav, vanligvis IT12~IT11, og overflateruheten er vanligvis Ra5.0~6.3µm. Etter boring brukes ofte forstørrelse og opprømming for halvfinish og etterbehandling. Opprømmingsnøyaktigheten er vanligvis IT9-IT6, og overflateruheten er Ra1.6-0.4µm.
Bruksområde: boring, opprømming, opprømming, gjenging, strontiumhull, skraping av overflater
Borebehandling
Boreprosessering er en prosesseringsmetode som bruker en boremaskin for å forstørre diameteren på eksisterende hull og forbedre kvaliteten. Boreprosessering er hovedsakelig basert på rotasjonsbevegelsen til boreverktøyet.
Presisjonen til boreprosesseringen er høy, vanligvis IT9-IT7, og overflateruheten er Ra6,3-0,8 mm, men produksjonseffektiviteten til boreprosesseringen er lav.
Bruksområde: høypresisjons hullbehandling, flerhullsbehandling
Behandling av tannoverflaten
Metoder for behandling av tannoverflater kan deles inn i to kategorier: formingsmetode og genereringsmetode.
Maskinverktøyet som brukes til å bearbeide tannoverflaten med formingsmetoden er vanligvis en vanlig fresemaskin, og verktøyet er en formfres, som krever to enkle formingsbevegelser: rotasjonsbevegelse og lineær bevegelse av verktøyet. Vanlig brukte maskinverktøy for bearbeiding av tannoverflater med genereringsmetoden er tannhjulsfresemaskiner, tannhjulsformingsmaskiner, etc.
Bruksområde: gir osv.
Kompleks overflatebehandling
Skjæring av tredimensjonale buede overflater bruker hovedsakelig kopifresing og CNC-fresemetoder eller spesielle bearbeidingsmetoder.
Bruksområde: komponenter med komplekse buede overflater
EDM
Elektrisk utladningsmaskinering utnytter den høye temperaturen som genereres av den umiddelbare gnistutladningen mellom verktøyelektroden og arbeidsstykkeelektroden for å erodere overflatematerialet på arbeidsstykket for å oppnå maskinering.
Anvendelsesområde:
① Bearbeiding av harde, sprø, seige, myke og høytsmeltende ledende materialer;
②Behandling av halvledermaterialer og ikke-ledende materialer;
③Behandling av ulike typer hull, buede hull og mikrohull;
④Behandling av ulike tredimensjonale buede overflatehulrom, som for eksempel støpekammere i smiformer, støpeformer og plastformer;
⑤ Brukes til skjæring, skjæring, overflateforsterkning, gravering, utskrift av navneskilt og merkinger, etc.
Elektrokjemisk maskinering
Elektrokjemisk maskinering er en metode som bruker det elektrokjemiske prinsippet om anodisk oppløsning av metall i elektrolytten for å forme arbeidsstykket.
Arbeidsstykket er koblet til den positive polen på likestrømsforsyningen, verktøyet er koblet til den negative polen, og det opprettholdes et lite gap (0,1 mm ~ 0,8 mm) mellom de to polene. Elektrolytten med et visst trykk (0,5 MPa ~ 2,5 MPa) strømmer gjennom gapet mellom de to polene med høy hastighet (15 m/s ~ 60 m/s).
Bruksområde: bearbeiding av hull, hulrom, komplekse profiler, dype hull med liten diameter, rifling, avgrading, gravering osv.
laserbehandling
Laserbehandlingen av arbeidsstykket utføres av en laserbehandlingsmaskin. Laserbehandlingsmaskiner består vanligvis av lasere, strømforsyninger, optiske systemer og mekaniske systemer.
Bruksområde: Diamanttrådtrekkingsdyser, urlager, porøse skall av divergerende luftkjølte stanseplater, småhullsbehandling av motorinjektorer, flymotorblader, etc., og skjæring av ulike metallmaterialer og ikke-metalliske materialer.
Ultralydbehandling
Ultralydmaskinering er en metode som bruker ultralydfrekvensvibrasjon (16 kHz ~ 25 kHz) av verktøyets endeflate for å støte mot suspenderte slipemidler i arbeidsfluidet, og slipepartiklene støter mot og polerer arbeidsstykkets overflate for å bearbeide arbeidsstykket.
Bruksområde: vanskelige materialer å skjære
Hovedapplikasjonsindustrier
Generelt har deler behandlet av CNC høy presisjon, så CNC-behandlede deler brukes hovedsakelig i følgende bransjer:
Luftfart
Luftfart krever komponenter med høy presisjon og repeterbarhet, inkludert turbinblader i motorer, verktøy som brukes til å lage andre komponenter, og til og med forbrenningskamre som brukes i rakettmotorer.
Bil- og maskinbygging
Bilindustrien krever produksjon av høypresisjonsformer for støping av komponenter (som motorfester) eller maskinering av komponenter med høy toleranse (som stempler). Gantry-maskinen støper leiremoduler som brukes i designfasen av bilen.
Militærindustri
Militærindustrien bruker høypresisjonskomponenter med strenge toleransekrav, inkludert missilkomponenter, kanonløp osv. Alle maskinerte komponenter i militærindustrien drar nytte av presisjonen og hastigheten til CNC-maskiner.
medisinsk
Medisinske implanterbare enheter er ofte utformet for å passe til formen på menneskelige organer og må produseres av avanserte legeringer. Siden ingen manuelle maskiner er i stand til å produsere slike former, blir CNC-maskiner en nødvendighet.
energi
Energibransjen spenner over alle områder innen ingeniørfag, fra dampturbiner til banebrytende teknologier som kjernefusjon. Dampturbiner krever turbinblader med høy presisjon for å opprettholde balansen i turbinen. Formen på plasmasuppresjonshulrommet i FoU-systemet ved kjernefusjon er svært komplekst, laget av avanserte materialer og krever støtte fra CNC-maskiner.
Mekanisk bearbeiding har utviklet seg frem til i dag, og etter forbedringen av markedskravene har det blitt utledet ulike bearbeidingsteknikker. Når du velger en maskineringsprosess, kan du vurdere mange aspekter: inkludert arbeidsstykkets overflateform, dimensjonsnøyaktighet, posisjonsnøyaktighet, overflateruhet, osv.
Bare ved å velge den mest passende prosessen kan vi sikre arbeidsstykkets kvalitet og prosesseringseffektivitet med minimale investeringer, og maksimere fordelene som genereres.
Publisert: 18. januar 2024