Precizna obrada je postupak uklanjanja materijala s obrađivanja tijekom držanja završne obrade u bliskoj toleranciji. Precizni stroj ima mnogo vrsta, uključujući mljevenje, okretanje i električnu pražnjenje. Precizni stroj danas se općenito upravlja pomoću računalnih numeričkih kontrola (CNC).
Gotovo svi metalni proizvodi koriste preciznu obradu, kao i mnogi drugi materijali poput plastike i drva. Ovim strojevima upravljaju specijalizirani i obučeni mašinisti. Da bi alat za rezanje obavio svoj posao, mora se premjestiti u navedenim uputama kako bi se ispravno rez. Ovo primarno kretanje naziva se "brzina rezanja". Radni komad se također može premjestiti, poznat kao sekundarno gibanje "hrane". Zajedno, ovi pokreti i oštrina alata za rezanje omogućuju da precizni stroj djeluje.
Kvalitetna precizna obrada zahtijeva mogućnost slijeđenja izrazito specifičnih nacrta koji su napravili programi CAD (računalni dizajn) ili CAM (računalno uz pomoć proizvodnje), poput AutoCAD i Turbocad. Softver može pomoći u proizvodnji složenih, trodimenzionalnih dijagrama ili obrisa potrebnih kako bi se proizvođao alat, stroj ili objekt. Ovi nacrti moraju se pridržavati s velikim detaljima kako bi se osiguralo da proizvod zadržava svoj integritet. Dok većina preciznih obradivih tvrtki radi s nekim oblikom CAD/CAM programa, one i dalje često rade s ručno crtanim skicama u početnim fazama dizajna.
Precizna obrada koristi se na brojnim materijalima, uključujući čelik, broncu, grafit, staklo i plastiku. Ovisno o veličini projekta i materijalima koji će se koristiti, upotrijebit će se različiti alati za obradu preciznog obrade. Može se koristiti svaka kombinacija tokača, glodalica, bušilica, pila i brusilica, pa čak i robotike velike brzine. Aerospace Industry može koristiti strojnu obradu velike brzine, dok industrija za izradu alata za proizvodnju drveta može koristiti foto-kemijske procese jetkanja i glodanja. Izlazak iz trčanja ili određena količina bilo koje određene stavke može brojati u tisućama ili biti samo nekoliko. Precizna obrada često zahtijeva programiranje CNC uređaja, što znači da su računalno numerički kontrolirani. CNC uređaj omogućava da se tijekom cijelog proizvoda slijede točne dimenzije.
Mljenja je postupak obrade korištenja rotacijskih rezača za uklanjanje materijala s obrađivanja napredovanjem (ili unošenjem) rezača u obrađivač u određenom smjeru. Rezač se također može držati pod kutom u odnosu na osi alata. Mljeljenje pokriva širok izbor različitih operacija i strojeva, na vagama od malih pojedinačnih dijelova do velikih, teških operacija glodanja bandi. To je jedan od najčešće korištenih procesa za obradu prilagođenih dijelova do preciznih tolerancija.
Mljeljenje se može obaviti sa širokim rasponom alatnih strojeva. Izvorna klasa strojnih alatnih alata za glodanje bila je mljeveni stroj (često se naziva mlin). Nakon pojave računalne numeričke kontrole (CNC), mljeveni strojevi evoluirali su u strojeve za obradu: Mljeveni strojevi povećani automatskim izmjenjivačima alata, časopisima s alatima ili vrtićima, CNC mogućnosti, sustavima za rashladnu tekućinu i kućišta. Mljeveni centri općenito su klasificirani kao vertikalni centri za obradu (VMC) ili horizontalni centri za obradu (HMC).
Integracija mljevenja u pretvaranje okruženja i obrnuto, započela je živim alatom za tokave i povremenom uporabom mlinova za operacije okretanja. To je dovelo do nove klase strojnih alata, strojeva za multitasking (MTMS), koji su namijenjeni namijenjenim za olakšavanje mljevenja i okretanja unutar iste radne omotnice.
Za inženjere dizajna, timove za istraživanje i razvoj i proizvođače koji ovise o izvoru dijela, precizna obrada CNC -a omogućava stvaranje složenih dijelova bez dodatne obrade. U stvari, precizna obrada CNC -a često omogućava da se gotovi dijelovi naprave na jednom stroju.
Proces obrade uklanja materijal i koristi širok raspon alata za rezanje za stvaranje konačnog, a često vrlo složenog dizajna dijela. Razina preciznosti poboljšana je korištenjem računalne numeričke kontrole (CNC), koja se koristi za automatizaciju kontrole alata za obradu.
Uloga "CNC" u preciznoj obradi
Koristeći upute za kodirano programiranje, precizna obrada CNC -a omogućava rezanje i oblikovanje na specifikacije bez ručne intervencije od strane operatora stroja.
Uzimajući računalni model dizajna (CAD) koji pruža kupac, stručni stroj koristi računalni softver za proizvodnju (CAM) za izradu uputa za obradu dijela. Na temelju CAD modela, softver određuje koji su putevi alata potrebni i generira programski kôd koji govori stroju:
■ Što su ispravne okretaje i stope dovoda
■ Kada i gdje premjestiti alat i/ili radni komad
■ Kako duboko rezati
■ Kada nanijeti rashladno sredstvo
■ Bilo koji drugi čimbenici koji se odnose na brzinu, brzinu dovoda i koordinaciju
CNC kontroler zatim koristi programski kôd za kontrolu, automatizaciju i nadzor pokreta stroja.
Danas je CNC ugrađena značajka širokog spektra opreme, od tokača, mlinova i usmjerivača do žičanog EDM-a (električna obrada za pražnjenje), lasera i strojeva za rezanje plazme. Osim automatizacije postupka obrade i poboljšanja preciznosti, CNC eliminira ručne zadatke i oslobađa strojeve kako bi nadgledali više strojeva koji rade istovremeno.
Pored toga, nakon što je dizajniran put alata i programiran stroj, može pokrenuti dio bilo kojeg puta. To pruža visoku razinu preciznosti i ponovljivosti, što zauzvrat čini postupak vrlo isplativim i skalabilnim.
Materijali koji su obrađeni
Neki metali koji su obično obrađeni uključuju aluminij, mjed, broncu, bakar, čelik, titanij i cink. Osim toga, također se mogu obraditi drva, pjena, stakloplastika i plastika poput polipropilena.
U stvari, gotovo svaki materijal može se koristiti s preciznom obradom CNC -a - naravno, ovisno o prijavi i njegovim zahtjevima.
Neke prednosti precizne obrade CNC -a
Za mnoge male dijelove i komponente koji se koriste u širokom rasponu proizvedenih proizvoda, precizna obrada CNC -a često je metoda izbora.
Kao što je istina za gotovo sve metode rezanja i obrade, različiti se materijali ponašaju drugačije, a veličina i oblik komponente također imaju veliki utjecaj na postupak. Međutim, općenito, postupak precizne obrade CNC -a nudi prednosti u odnosu na druge metode obrade.
To je zato što je CNC obrada sposobna isporučiti:
■ Visok stupanj složenosti dijela
■ Čvrste tolerancije, obično se kreću od ± 0,0002 "(± 0,00508 mm) do ± 0,0005" (± 0,0127 mm)
■ Izuzetno glatke površinske završne obrade, uključujući prilagođene završne obrade
■ Ponovljivost, čak i pri velikim količinama
Dok kvalificirani stroj može upotrijebiti ručni tokarilica kako bi napravio kvalitetan dio u količinama od 10 ili 100, što se događa kada vam treba 1.000 dijelova? 10 000 dijelova? 100.000 ili milijun dijelova?
S preciznom obradom CNC-a možete dobiti skalabilnost i brzinu potrebnu za ovu vrstu proizvodnje velikog volumena. Osim toga, velika ponovljivost precizne obrade CNC -a daje vam dijelove koji su isti od početka do kraja, bez obzira na to koliko dijelova proizvodite.
Postoje neke vrlo specijalizirane metode obrade CNC -a, uključujući EDM Wire (Električna obrada pražnjenja), aditivnu obradu i 3D laserski ispis. Na primjer, Wire EDM koristi vodljive materijale -obično metale -i električni ispuštanje kako bi erodirao radni komad u zamršene oblike.
Međutim, ovdje ćemo se usredotočiti na procese glodanja i okretanja - dvije subtraktivne metode koje su široko dostupne i često se koriste za precizno obradu CNC -a.
Mljeljenje nasuprot okretanju
Mledanje je postupak obrade koji koristi rotirajuće, cilindrično alat za rezanje za uklanjanje materijala i stvaranje oblika. Mljevena oprema, poznata kao mlin ili stroj za obradu, ostvaruje svemir složenih geometrija dijela na nekim od najvećih metala koji se obrađuje.
Važna karakteristika glodanja je da obrađivač ostaje nepomičan dok se alat za rezanje vrti. Drugim riječima, na mlinu se okretni alat za rezanje kreće oko obrazaca, koji ostaje fiksiran na mjestu na krevetu.
Okretanje je proces rezanja ili oblikovanja obrada na opremi koja se zove tokarilica. Tipično, tokarilica vrti obrazac na okomitu ili vodoravnu osi dok se fiksni alat za rezanje (koji se može ili ne mora vrtjeti) kreće duž programirane osi.
Alat ne može fizički zaobići dio. Materijal se okreće, omogućujući alatu za obavljanje programiranih operacija. (Postoji podskupina tokača u kojima se alati vrte oko žice zapuštene, međutim, koja ovdje nije pokrivena.)
U okretanju, za razliku od glodanja, radni komad se vrti. Dionice dijela se okreću na vretenu tokarilice, a alat za rezanje dovodi se u kontakt s obrađenjem.
Priručnik nasuprot CNC obradi
Iako su i mlinovi i toke dostupni u ručnim modelima, CNC strojevi prikladniji su za potrebe proizvodnje malih dijelova - nudeći skalabilnost i ponovljivost za aplikacije koje zahtijevaju proizvodnju velike količine dijelova tolerancije.
Osim što nude jednostavne strojeve za 2 osi u kojima se alat kreće u osi x i z, precizna CNC oprema uključuje modele više osi u kojima se obrađivač može pomaknuti. To je u suprotnosti s tokarilicom gdje je radni komad ograničen na predenje i alati će se kretati kako bi se stvorila željena geometrija.
Ove konfiguracije s više osi omogućuju proizvodnju složenijih geometrija u jednom operaciji, bez potrebe za dodatnim radom od strane operatera stroja. To ne samo da olakšava proizvodnju složenih dijelova, već smanjuje ili uklanja mogućnost pogreške operatora.
Pored toga, upotreba rashladnog sredstva visokog tlaka s preciznom obradom CNC-a osigurava da čips ne ulazi u radove, čak i kada koristite stroj s vertikalno orijentiranim vretenom.
CNC mlinovi
Različiti strojevi za glodanje razlikuju se u njihovim veličinama, konfiguracijama osi, brzinama dovoda, brzini rezanja, smjeru mljevenja i drugih karakteristika.
Međutim, općenito, CNC mlinovi koriste rotirajuće vreteno kako bi odsjekli neželjeni materijal. Koriste se za rezanje tvrdih metala poput čelika i titana, ali mogu se koristiti i s materijalima kao što su plastika i aluminij.
CNC mlinovi izgrađeni su za ponovljivost i mogu se koristiti za sve, od prototipa do proizvodnje velike količine. Vrhunski precizni CNC mlinovi često se koriste za tijesnu toleranciju, poput mljevenih finih matrica i kalupa.
Dok CNC glodanje može isporučiti brzi preokret, As-upled Fining stvara dijelove s vidljivim tragovima alata. Također može proizvesti dijelove s nekim oštrim rubovima i provalima, tako da će biti potrebni dodatni postupci ako su rubovi i provali neprihvatljivi za te značajke.
Naravno, alati za uklanjanje programiranih u slijedu će deburnuti, iako obično postižu najviše 90% gotovog zahtjeva, ostavljajući neke značajke za završnu obradu ruku.
Što se tiče površinske završne obrade, postoje alati koji će proizvesti ne samo prihvatljivu površinsku završnu obradu, već i zrcalnu završnu obradu na dijelovima radnog proizvoda.
Vrste CNC mlinova
Dvije osnovne vrste glodalica poznate su kao vertikalna obrada i horizontalna obradična centri, gdje je primarna razlika u orijentaciji strojnog vretena.
Okomiti centar za obradu je mlin u kojem je osi vretena poravnana u z-osi. Ovi vertikalni strojevi mogu se dalje podijeliti u dvije vrste:
■ mlinovi kreveta, u kojima se vreteno kreće paralelno s vlastitom osi dok se tablica kreće okomito na osi vretena
■ Mills Mills, u kojima je vreteno nepomično i tablica se pomiče tako da je uvijek okomita i paralelna s osi vretena tijekom rezanja
U centru za horizontalnu obradu, osi vretena mlina poravnava se u smjeru osi y. Horizontalna struktura znači da ovi mlinovi imaju više prostora na dnu stroja; Općenito su teže težine i moćnije od vertikalnih strojeva.
Vodoravni mlin često se koristi kada je potreban bolja završna obrada; To je zato što orijentacija vretena znači da čips za rezanje prirodno propada i lako se uklanjaju. (Kao dodatna korist, učinkovito uklanjanje čipova pomaže u povećanju života alata.)
Općenito, vertikalni centri za obradu su rasprostranjeniji jer mogu biti jednako moćni kao horizontalni obrađivani centri i mogu podnijeti vrlo male dijelove. Osim toga, vertikalni centri imaju manji otisak od horizontalnih obradnih centara.
CNC mlinovi s više osi
Precizni CNC mlinski centri dostupni su s više osi. Mlin s 3 osi koristi osi x, y i z za širok izbor rada. S 4-osi mlin, stroj se može okretati na okomitoj i vodoravnoj osi i pomaknuti obrađivač kako bi se omogućila kontinuirana obrada.
Mlin od 5 osi ima tri tradicionalne osi i dvije dodatne rotacijske osi, što omogućava okretanje obrazaca dok se glava vretena kreće oko nje. To omogućava obradu pet strana obrazaca bez uklanjanja radnog komada i resetiranja stroja.
CNC zalihe
Tokarilica - koja se naziva i središte za okretanje - ima jedno ili više vretena, a osi x i z. Stroj se koristi za rotiranje radnog komada na svojoj osi za izvođenje različitih operacija rezanja i oblikovanja, primjenjujući širok raspon alata na obrađivač.
CNC -ove letvice, koje se nazivaju i live akcijski alati, idealni su za stvaranje simetričnih cilindričnih ili sfernih dijelova. Kao i CNC mlinovi, CNC -ovi zalihe mogu podnijeti manje operacije poput prototipa, ali se također mogu postaviti za visoku ponovljivost, podržavajući proizvodnju velike količine.
CNC-ove zalihe mogu se postaviti i za relativno besplatnu proizvodnju, što ih čini široko korištenim u industriji automobila, elektronike, zrakoplovstva, robotike i industrije medicinskih proizvoda.
Kako djeluje tokarilica CNC -a
Uz CNC tokarilice, prazna traka zaliha utovarena je u gužvu vretena tokarilice. Ovaj Chuck drži obrađeni komad na mjestu dok se vreteno rotira. Kad vreteno dosegne potrebnu brzinu, stacionarni alat za rezanje dovodi se u kontakt s obrađenjem za uklanjanje materijala i postizanje ispravne geometrije.
CNC tokarilica može izvesti brojne operacije, poput bušenja, navoja, dosadnog, okretanja, okretanja i okretanja. Različite operacije zahtijevaju promjene alata i mogu povećati vrijeme troškova i postavljanja.
Kada se sve tražene obrade završe, dio je izrezan iz zaliha za daljnju obradu, ako je potrebno. CNC strug je tada spreman ponoviti operaciju, s malim ili nikakvim dodatnim vremenom postavljanja obično je potrebno između.
CNC zalihe također mogu smjestiti razne automatske hranilice, koje smanjuju količinu rukovanja ručnim sirovinama i pružaju prednosti poput sljedećeg:
■ Smanjite vrijeme i trud koji je potreban od operatera stroja
■ Podržite barstock kako biste smanjili vibracije koje mogu negativno utjecati na preciznost
■ Dopustite da se strojni alat radi pri optimalnim brzinama vretena
■ Minimizirajte vrijeme promjene
■ Smanjite materijalni otpad
Vrste CNC -a
Postoji nekoliko različitih vrsta tokača, ali najčešće su 2-osi CNC tokale i automatske tokave u stilu u Kini.
Većina CNC China Tops koristi jedno ili dva glavna vretena plus jedno ili dva leđa (ili sekundarna) vretena, a rotacijski prijenos odgovoran za prvo. Glavno vreteno izvodi primarnu obradu, uz pomoć vodiča.
Osim toga, neke su zaklone u Kini opremljene drugom glavom alata koja djeluje kao CNC mlin.
S automatskim tokaricom u stilu CNC-a, materijal zaliha se dovodi kroz kliznu vretenu glavu u vodilicu. To omogućava alatu da se materijal izreže bliže točki u kojoj je materijal podržan, što kineski stroj čini posebno korisnim za duge, vitke dijelove okrenutih i za mikrorak.
CNC centri za okretanje CNC-a i tokale u kineskom stilu mogu izvršiti više operacija obrade pomoću jednog stroja. To ih čini isplativom opcijom za složene geometrije koje bi u protivnom zahtijevali više strojeva ili promjena alata pomoću opreme kao što je tradicionalni CNC mlin.