Дәлдікпен өңдеу - бұл төзімділікпен өңдеу кезінде материалды дайындамадан алу процесі. Дәл машинаның көптеген түрлері бар, оның ішінде фрезерлік, токарлық және электр разрядты өңдеу. Қазіргі уақытта дәл машинаны компьютерлік сандық басқару (CNC) көмегімен басқарады.
Металл бұйымдарының барлығы дерлік дәл өңдеуді қолданады, сонымен қатар пластмасса мен ағаш сияқты көптеген материалдар. Бұл машиналарды арнайы және білікті машинисттер басқарады. Кескіш құрал өз жұмысын атқаруы үшін оны дұрыс кесу үшін көрсетілген бағыттар бойынша жылжыту керек. Бұл негізгі қозғалыс «кесу жылдамдығы» деп аталады. Дайындаманы жылжытуға болады, оны «берудің» қосалқы қозғалысы деп атайды. Бұл қозғалыстар мен кескіш құралдың өткірлігі дәл машинаның жұмысына мүмкіндік береді.
Сапалы дәл өңдеу үшін AutoCAD және TurboCAD сияқты CAD (компьютерлік дизайн) немесе CAM (компьютерлік өндіріс) бағдарламалары жасаған өте нақты сызбаларды орындау мүмкіндігі қажет. Бағдарламалық жасақтама құралды, станокты немесе затты өндіруге қажет күрделі, үш өлшемді диаграммаларды немесе контурларды шығаруға көмектеседі. Өнімнің тұтастығын сақтау үшін бұл сызбаларды егжей -тегжейлі сақтау қажет. Дәлдікпен өңдейтін көптеген компаниялар CAD/CAM бағдарламаларының кейбір түрлерімен жұмыс жасаса да, олар әлі де дизайнның бастапқы кезеңінде қолмен салынған эскиздермен жұмыс жасайды.
Дәл өңдеу көптеген материалдарда, соның ішінде болат, қола, графит, шыны және пластмассада қолданылады. Жобаның көлеміне және қолданылатын материалдарға байланысты әр түрлі дәлдіктегі өңдеу құралдары қолданылады. Кез келген токарлық, фрезерлік станоктар, бұрғылау станоктары, аралар мен тегістегіштер, тіпті жоғары жылдамдықты робот техникасының комбинациясын қолдануға болады. Аэроғарыш өнеркәсібі жоғары жылдамдықты өңдеуді қолдануы мүмкін, ал ағаш өңдеу құралдары өнеркәсібі фотохимиялық өңдеу және фрезерлеу процестерін қолдануы мүмкін. Жүгірудің немесе белгілі бір заттың белгілі бір мөлшерінің шығуы мыңдаған немесе бірнеше болуы мүмкін. Дәл дәл өңдеу үшін көбінесе CNC құрылғыларын бағдарламалау қажет, яғни олар компьютермен сандық түрде басқарылады. CNC құрылғысы өнімнің барлық жұмыс уақытында нақты өлшемдерді сақтауға мүмкіндік береді.
Фрезерлеу - бұл кескішті дайындамаға белгілі бір бағытта ілгерілету (немесе беру) арқылы дайындамадан материалды алу үшін айналмалы кескіштерді қолдану процесі. Кескіш құралдың осіне қатысты бұрышта ұсталуы мүмкін. Фрезерлеу әр түрлі операциялар мен машиналардың әр алуан түрін қамтиды, кішігірім бөлшектерден бастап ірі, ауыр топтық фрезерлік операцияларға дейін. Бұл реттелетін бөлшектерді рұқсат етілген дәлдікке дейін өңдеудің ең жиі қолданылатын процестерінің бірі.
Фрезерлеуді станоктардың кең таңдауымен жасауға болады. Фрезерлеуге арналған станоктардың бастапқы класы фрезерлік станок болды (көбінесе диірмен деп аталады). Компьютерлік сандық басқару (CNC) пайда болғаннан кейін, фрезерлік станоктар өңдеу орталықтарына айналды: фрезерлік станоктар автоматты ауыстырғыштармен, құрал -саймандар журналдарымен немесе карусельдермен, CNC мүмкіндіктерімен, салқындатқыш жүйелермен және қоршаулармен. Фрезерлеу орталықтары әдетте вертикальды өңдеу орталықтары (ӨҚО) немесе көлденең өңдеу орталықтары (ЖБҚ) болып жіктеледі.
Фрезерлеудің айналу ортасына бірігуі, және керісінше, токарлық станоктардың тірі құрал -саймандарынан және кездейсоқ өңдеу үшін диірмендерді қолданудан басталды. Бұл бір жұмыс конвертінде фрезерлеуді және айналдыруды жеңілдету үшін арнайы құрастырылған станоктардың, көп тапсырмалы станоктардың (МТМ) жаңа класына әкелді.
Дизайнер -инженерлер, ҒЗТКЖ мен өндірушілер үшін бөлшектерді сатып алуға тәуелді CNC -ді дәл өңдеу қосымша бөлшектерсіз күрделі бөлшектерді жасауға мүмкіндік береді. Шын мәнінде, дәл CNC өңдеу көбінесе дайын бөлшектерді бір машинада жасауға мүмкіндік береді.
Өңдеу процесі материалды жояды және бөлшектің түпкілікті және көбінесе өте күрделі конструкциясын жасау үшін кескіш құралдардың кең спектрін қолданады. Дәлдік деңгейі өңдеу құралдарын басқаруды автоматтандыру үшін қолданылатын компьютерлік сандық бақылауды (CNC) қолдану арқылы жоғарылайды.
Дәлдікпен өңдеудегі «CNC» ролі
Бағдарламалаудың кодталған нұсқауларын қолдана отырып, дәл CNC өңдеу машинаның қолмен араласуынсыз дайындаманы техникалық сипаттамаларға сәйкес кесуге және пішіндеуге мүмкіндік береді.
Тапсырыс беруші ұсынған компьютерлік конструкцияның (САПР) үлгісін ала отырып, білікті машинист бөлшектерді өңдеу бойынша нұсқауларды жасау үшін компьютерлік өндірістің бағдарламалық жасақтамасын (CAM) қолданады. САПР үлгісіне сүйене отырып, бағдарламалық қамтамасыз ету қандай құралдардың жолдары қажет екенін анықтайды және машинаға хабар беретін бағдарламалау кодын шығарады:
■ Дұрыс айналу жиілігі мен беру жылдамдығы қандай
■ Құралды және/немесе дайындаманы қашан және қайда жылжыту керек
■ Қаншалықты терең кесу керек
■ Салқындатқышты қашан жағу керек
■ Жылдамдыққа, берілу жылдамдығына және үйлестіруге байланысты кез келген басқа факторлар
Содан кейін CNC контроллері машинаның қозғалысын басқару, автоматтандыру және бақылау үшін бағдарламалау кодын қолданады.
Бүгінгі күні CNC-бұл токарлық станоктардан, диірмендерден және маршрутизаторлардан сым EDM (электр разрядты өңдеу), лазерлік және плазмалық кесу станоктарына дейінгі кең ауқымды жабдықтардың кіріктірілген ерекшелігі. Өңдеу процесін автоматтандырудан және дәлдікті жақсартудан басқа, CNC қолмен орындалатын тапсырмаларды жояды және машинисттерді бір уақытта жұмыс істейтін бірнеше машинаны бақылауға босатады.
Сонымен қатар, құралдың жолы жобаланып, машина бағдарламаланғаннан кейін, ол бөлікті кез келген рет іске қосады. Бұл жоғары дәлдіктің және қайталанудың жоғары деңгейін қамтамасыз етеді, бұл өз кезегінде процесті жоғары экономикалық тиімділікке және масштабтауға мүмкіндік береді.
Өңделетін материалдар
Әдетте өңделетін кейбір металдарға алюминий, жез, қола, мыс, болат, титан және мырыш жатады. Сонымен қатар, ағашты, көбікті, шыны талшықты және полипропилен сияқты пластмассаны өңдеуге болады.
Шын мәнінде, дәл CNC өңдеуде кез келген материалды қолдануға болады - әрине, қолданылуы мен оның талаптарына байланысты.
CNC дәл өңдеудің кейбір артықшылықтары
Өндірілетін өнімдердің кең ассортиментінде қолданылатын көптеген ұсақ бөлшектер мен компоненттер үшін дәл CNC өңдеу көбінесе таңдаудың фабрикалық әдісі болып табылады.
Іс жүзінде барлық кесу және өңдеу әдістері сияқты, әр түрлі материалдар әр түрлі әрекет етеді, сонымен қатар компоненттің өлшемі мен формасы процесске үлкен әсер етеді. Жалпы алғанда, дәл CNC өңдеу процесі басқа өңдеу әдістеріне қарағанда артықшылықтарды ұсынады.
Себебі CNC өңдеу төмендегілерді жеткізе алады:
■ бөлшектердің күрделілігінің жоғары дәрежесі
■ Әдетте ± 0.0002 «(± 0.00508 мм) ± 0.0005» (± 0.0127 мм) аралығында болатын қатаң төзімділік
■ Ерекше тегістеуді қоса алғанда, тегіс беттер
■ Қайталану мүмкіндігі, тіпті үлкен көлемде
Білікті машинист қолмен токарлық станокты қолдана отырып, сапалы бөлшектерді 10 немесе 100 мөлшерде жасай алады, ал сізге 1000 бөлшек қажет болғанда не болады? 10 000 бөлшектер? 100 000 немесе миллион бөлшектер?
CNC дәл өңдеу арқылы сіз үлкен көлемді өндірістің осы түріне қажетті масштабтау мен жылдамдықты ала аласыз. Сонымен қатар, дәл CNC өңдеудің жоғары қайталануы сізге қанша бөлшек шығарсаңыз да, басынан аяғына дейін бірдей бөлшектер береді.
CNC өңдеудің бірнеше арнайы әдістері бар, оның ішінде сым EDM (электр разрядты өңдеу), аддитивті өңдеу және 3D лазерлік басып шығару. Мысалы, EDM сымында дайындаманы күрделі пішінге айналдыру үшін өткізгіш материалдар -әдетте металдар -және электр разрядтары қолданылады.
Дегенмен, мұнда біз фрезерлік және токарлық процестерге тоқталатын боламыз - CNC -ді дәл өңдеу үшін кеңінен қолданылатын және жиі қолданылатын екі субтрактивті әдіс.
Фрезерлеу және айналдыру
Фрезерлеу - бұл материалды кетіру және пішіндерді жасау үшін айналмалы, цилиндрлік кесу құралын қолданатын өңдеу процесі. Диірмен немесе өңдеу орталығы деп аталатын фрезерлік қондырғы металмен өңделген кейбір ірі объектілерде күрделі бөлшектер геометриясын жасайды.
Фрезерлеудің маңызды сипаттамасы - кескіш құрал айналатын кезде дайындаманың қозғалмайтын күйде қалуы. Басқаша айтқанда, диірменде айналмалы кескіш құрал дайындаманың айналасында қозғалады, ол төсекте орнында қалады.
Бұрылу - бұл токарь деп аталатын жабдықтағы дайындаманы кесу немесе пішіндеу процесі. Әдетте токарь дайындаманы тік немесе көлденең осьте айналдырады, ал бекітілген кескіш құрал (айналуы мүмкін немесе болмауы мүмкін) бағдарламаланған ось бойымен қозғалады.
Құрал бөлікті айнала алмайды. Материал айналады, бұл құралға бағдарламаланған әрекеттерді орындауға мүмкіндік береді. (Станоктар жиынтығы бар, оларда құралдар катушкалы сымның айналасында айналады, бірақ бұл жерде қарастырылмаған.)
Бұрылу кезінде, фрезерлеуге қарағанда, дайындама айналады. Бөлшектер қорабы токарлық шпиндельді қосады және кескіш құрал дайындамамен жанасады.
Қолмен CNC өңдеуге қарсы
Диірмендер мен токарлық станоктар қолмен жұмыс жасайтын модельдерде болса да, CNC машиналары ұсақ бөлшектерді өндіру үшін қолайлы - тығыз төзімді бөлшектердің үлкен көлемде өндірілуін талап ететін қосымшалар үшін масштабтылық пен қайталануды ұсынады.
Құрал X және Z осьтерінде қозғалатын қарапайым 2 осьті машиналарды ұсынудан басқа, дәл CNC жабдықтары дайындамалар да қозғала алатын көп осьті модельдерді қамтиды. Бұл токарлық станоктан айырмашылығы, онда дайындама иірумен шектеледі және құралдар қажетті геометрияны жасау үшін қозғалады.
Бұл көп осьті конфигурациялар бір операцияда күрделі оператордың қосымша жұмысын талап етпестен күрделі геометрияны шығаруға мүмкіндік береді. Бұл күрделі бөлшектерді шығаруды жеңілдетіп қана қоймайды, сонымен қатар оператордың қателік мүмкіндігін азайтады немесе жояды.
Сонымен қатар, жоғары қысымды салқындатқыш сұйықтықты дәл CNC өңдеуімен қолдану, тігінен бағытталған шпиндельді машинаны қолданған кезде де, чиптердің жұмысқа кіріспеуін қамтамасыз етеді.
CNC диірмендері
Әр түрлі фрезерлік станоктар өлшемдері, ось конфигурациялары, беру жылдамдығы, кесу жылдамдығы, фрезерлік беру бағыты және басқа да сипаттамалары бойынша әр түрлі болады.
Жалпы алғанда, CNC диірмендері қажет емес материалды кесу үшін айналмалы шпиндельді пайдаланады. Олар болат пен титан сияқты қатты металдарды кесу үшін қолданылады, бірақ оларды пластмасса мен алюминий сияқты материалдармен де қолдануға болады.
CNC диірмендері қайталану үшін жасалған және оларды прототиптен жоғары көлемдегі өндіріске дейін қолдануға болады. Жоғары дәлдіктегі CNC диірмендері ұсақ штамптар мен қалыптарды фрезерлеу сияқты тығыз төзімділік үшін жиі қолданылады.
CNC фрезері жылдам айналдыруды қамтамасыз ете алады, ал ұнтақталған өңдеу құралдың белгілері бар бөлшектерді жасайды. Ол сондай -ақ кейбір өткір жиектері мен бұрандалары бар бөлшектерді шығара алады, сондықтан егер бұл мүмкіндіктер үшін жиектер мен бұрылыстар қабылданбаса, қосымша процестер қажет болуы мүмкін.
Әрине, дәйектілікке сәйкес бағдарламаланған қоқыс шығаратын құралдар ақырындатылады, бірақ әдетте дайын талаптың 90% -на жетеді, қолмен соңғы өңдеу үшін кейбір мүмкіндіктерді қалдырады.
Беттік өңдеуге келетін болсақ, жұмыс бетінен тек қана қолайлы бетті ғана емес, сонымен қатар айна тәрізді қаптаманы шығаратын құралдар бар.
CNC диірмендерінің түрлері
Фрезерлік станоктардың екі негізгі түрі тік өңдеу орталықтары мен көлденең өңдеу орталықтары ретінде белгілі, олардың негізгі айырмашылығы станок шпинделінің бағдарлануында.
Тік өңдеу орталығы-шпиндель осі Z осі бағытында тураланған диірмен. Бұл тік машиналарды әрі қарай екі түрге бөлуге болады:
■ Шпиндель өз осіне параллель қозғалады, ал үстел шпиндель осіне перпендикуляр жылжиды.
■ Шпиндель қозғалмайтын және үстел жылжытылатын мұнара диірмендері, ол әрқашан перпендикуляр және шпиндель осіне параллель болады.
Горизонтальды өңдеу орталығында диірменнің шпиндель осі Y осі бағытында тураланған. Көлденең құрылым бұл диірмендердің станок еденінде көбірек орын алатынын білдіреді; олар сонымен қатар салмағы бойынша ауыр және тік машиналарға қарағанда қуатты.
Көлденең диірмен көбінесе бетті жақсырақ өңдеу қажет болғанда қолданылады; себебі шпиндельдің бағытталуы кескіш чиптердің табиғи түрде құлап кетуін және оңай алынуын білдіреді. (Қосымша артықшылық ретінде чипті тиімді алып тастау құралдың қызмет ету мерзімін ұзартуға көмектеседі.)
Тұтастай алғанда, вертикальды өңдеу орталықтары басымырақ, себебі олар көлденең өңдеу орталықтары сияқты қуатты болуы мүмкін және өте ұсақ бөлшектерді өңдей алады. Сонымен қатар, тік орталықтар көлденең өңдеу орталықтарына қарағанда кішірек ізге ие.
Көп білікті CNC диірмендері
Дәл CNC диірмен орталықтары бірнеше осьтермен қол жетімді. 3 осьті диірмен X, Y және Z осьтерін әр түрлі жұмыстар үшін қолданады. 4 осьті диірменде машина тік және көлденең осьте айнала алады және өңдеуді үздіксіз өңдеу үшін дайындаманы жылжыта алады.
5 осьті диірменде үш дәстүрлі ось және екі қосымша айналмалы ось бар, бұл шпиндельдің басы айналасында қозғалатын кезде дайындаманы айналдыруға мүмкіндік береді. Бұл дайындаманың бес жағын дайындаманы алмастан және машинаны қалпына келтірмей өңдеуге мүмкіндік береді.
CNC станоктары
Токарлық станок - бұрылыс орталығы деп те аталады - бір немесе бірнеше шпиндельдер мен X және Z осьтері бар. Машина дайындаманың көптеген құралдарын қолдана отырып, әр түрлі кесу және пішіндеу операцияларын орындау үшін дайындаманы өз осінде айналдыру үшін қолданылады.
Симметриялы цилиндрлік немесе сфералық бөлшектерді жасау үшін CNC токарлық станоктар, олар сонымен қатар тірі токарлық станоктар деп аталады. CNC диірмендері сияқты, CNC станоктары прототиптеудің кішігірім операцияларын басқара алады, бірақ сонымен қатар жоғары көлемді өндірісті қолдайтын жоғары қайталанатын етіп орнатылуы мүмкін.
CNC станоктарын салыстырмалы түрде қолсыз өндіру үшін де орнатуға болады, бұл оларды автомобиль, электроника, аэроғарыштық, робототехника және медициналық бұйымдар өндірісінде кеңінен қолдануға мүмкіндік береді.
CNC токарлық станок қалай жұмыс істейді
CNC токарлық станогының көмегімен бос материал штангасының шпиндельінің патронына жүктеледі. Бұл патрон шпиндель айналған кезде дайындаманы орнында ұстайды. Шпиндель қажетті жылдамдыққа жеткенде, материалды алып тастау және дұрыс геометрияға қол жеткізу үшін стационарлық кескіш құрал дайындамамен жанасады.
CNC токарлық станогы бұрғылау, бұрау, бұрғылау, орау, қаптау және конустық бұру сияқты көптеген операцияларды орындай алады. Әр түрлі операциялар құралдарды өзгертуді қажет етеді және шығындар мен орнату уақытын арттыруы мүмкін.
Қажет болса, өңдеудің барлық қажетті операциялары аяқталғаннан кейін, бөлшекті одан әрі өңдеу үшін қордан кесіп тастайды. Содан кейін CNC токарлық станциясы операцияны қайталауға дайын болады, әдетте олардың арасында қосымша орнату уақыты аз немесе мүлде қажет емес.
CNC токарлық станоктары сонымен қатар шикізатты қолмен өңдеу көлемін азайтатын және келесідей артықшылықтарды беретін әр түрлі автоматты бергіштерді орналастыра алады:
■ Механикке қажет уақыт пен күш -жігерді азайтыңыз
■ Дәлдікке теріс әсер ететін тербелістерді азайту үшін барстокты қолданыңыз
■ Станоктың шпиндельді айналу жиілігінде жұмыс істеуіне рұқсат етіңіз
■ Ауыстыру уақытын азайтыңыз
■ Материалдық қалдықтарды азайтыңыз
CNC станоктарының түрлері
Түрлі токарлық станоктардың бірнеше түрлері бар, бірақ олардың арасында кең тарағандары 2 осьті CNC станоктары мен Қытай үлгісіндегі автоматты станоктар.
CNC Қытай станоктарының көпшілігінде бір немесе екі негізгі шпиндельді және бір немесе екі артқы (немесе екінші) шпиндельді пайдаланады. Негізгі шпиндель бағыттаушы втулканың көмегімен бастапқы өңдеу операциясын орындайды.
Сонымен қатар, Қытай үлгісіндегі кейбір токарлық станоктар CNC диірмені ретінде жұмыс істейтін екінші құралдың басымен жабдықталған.
CNC Қытай үлгісіндегі автоматты токарлық станоктың көмегімен материал жылжымалы бас шпиндель арқылы бағыттаушы втулкаға түседі. Бұл құралға материалды материалды қолдайтын нүктеге жақынырақ кесуге мүмкіндік береді, бұл Қытай машинасын әсіресе ұзын, жіңішке айналдырылған бөлшектер мен микромашиналық өңдеуге пайдалы етеді.
Көп осьті CNC токарлық орталықтар мен қытайлық станоктар бір машинаның көмегімен бірнеше өңдеу жұмыстарын орындай алады. Бұл оларды күрделі геометрия үшін үнемді нұсқаға айналдырады, әйтпесе дәстүрлі CNC диірмені сияқты жабдықты қолдану арқылы бірнеше станоктарды немесе құралдарды өзгертуді қажет етеді.