Ang Precision Machining ay isang proseso upang alisin ang materyal mula sa isang workpiece habang hawak ang malapit na pagtatapos ng pagpapaubaya. Ang katumpakan na makina ay maraming uri, kasama na ang paggiling, pag-on at pag-machining ng elektrisidad. Ang isang katumpakan na makina ngayon ay karaniwang kinokontrol gamit ang isang Computer Numerical Controls (CNC).
Halos lahat ng mga produktong metal ay gumagamit ng katumpakan na pagpoproseso, tulad ng maraming iba pang mga materyales tulad ng plastik at kahoy. Ang mga makina na ito ay pinamamahalaan ng dalubhasa at may kasanayang mga machinista. Upang magawa ng cutting tool ang trabaho nito, dapat itong ilipat sa mga direksyon na tinukoy upang makagawa ng tamang hiwa. Ang pangunahing paggalaw na ito ay tinatawag na "bilis ng paggupit." Maaari ring ilipat ang workpiece, na kilala bilang pangalawang galaw ng "feed." Sama-sama, ang mga paggalaw na ito at ang talas ng tool sa paggupit ay nagbibigay-daan sa pagpapatakbo ng eksaktong machine.
Ang kalidad ng machining na katumpakan ay nangangailangan ng kakayahang sundin ang lubos na tiyak na mga blueprint na ginawa ng mga CAD (disenyo ng tulong sa computer) o mga programa ng CAM (manufacturing na tulong sa computer) tulad ng AutoCAD at TurboCAD. Ang software ay maaaring makatulong na makagawa ng mga kumplikadong, 3-dimensional na mga diagram o mga balangkas na kinakailangan upang makagawa ng isang tool, makina o object. Ang mga blueprint na ito ay dapat na sundin ng may mahusay na detalye upang matiyak na mananatili ang integridad ng isang produkto. Habang ang karamihan sa mga eksaktong kumpanya ng machining ay nagtatrabaho sa ilang anyo ng mga programa ng CAD / CAM, madalas pa rin silang gumana sa mga sketch na iginuhit ng kamay sa mga paunang yugto ng isang disenyo.
Ginagamit ang Precision machining sa isang bilang ng mga materyales kabilang ang bakal, tanso, grapayt, salamin at plastik upang pangalanan ang ilan. Nakasalalay sa laki ng proyekto at mga materyales na gagamitin, gagamitin ang iba`t ibang mga tool sa pag-machining sa katumpakan. Anumang kombinasyon ng mga lathes, milling machine, drill press, saws at grinders, at kahit na ang mga robot na matulin ang bilis ay maaaring gamitin. Ang industriya ng aerospace ay maaaring gumamit ng mataas na bilis ng pag-machining, habang ang isang industriya ng paggawa ng tool na gawa sa kahoy ay maaaring gumamit ng proseso ng pag-ukit ng photo-kemikal at paggiling. Ang churning out ng isang run, o isang tukoy na dami ng anumang partikular na item, ay maaaring bilang ng libo-libo, o maging ilan lamang. Ang Precision machining ay madalas na nangangailangan ng pag-program ng mga aparatong CNC na nangangahulugang sila ay kontrolado sa bilang ng computer. Pinapayagan ng aparatong CNC ang mga eksaktong sukat na susundan sa buong pagpapatakbo ng isang produkto.
Ang paggiling ay ang proseso ng machining ng paggamit ng mga rotary cutter upang alisin ang materyal mula sa isang workpiece sa pamamagitan ng pagsulong (o pagpapakain) ng pamutol sa workpiece sa isang tiyak na direksyon. Ang pamutol ay maaari ding hawakan sa isang anggulo na may kaugnayan sa axis ng tool. Saklaw ng paggiling ang iba't ibang iba't ibang mga operasyon at makina, sa kaliskis mula sa maliliit na indibidwal na bahagi hanggang sa malaki at mabibigat na tungkulin na paggiling ng gang. Ito ay isa sa mga pinakakaraniwang ginagamit na proseso para sa pag-machining ng mga pasadyang bahagi upang tumpak ang mga pagpapahintulot.
Ang paggiling ay maaaring gawin sa isang malawak na hanay ng mga tool sa makina. Ang orihinal na klase ng mga kagamitan sa makina para sa paggiling ay ang milling machine (madalas na tinatawag na isang mill). Matapos ang pag-usbong ng computer numerical control (CNC), ang mga milling machine ay nagbago sa mga sentro ng machining: ang mga milling machine na dinagdagan ng mga awtomatikong changer ng tool, tool magazine o carousel, kakayahan ng CNC, mga coolant system, at enclosure. Ang mga sentro ng paggiling ay karaniwang naiuri bilang mga sentro ng paggalaw ng machining (VMCs) o pahalang na mga sentro ng machining (HMC).
Ang pagsasama ng paggiling sa mga nagiging kapaligiran, at kabaligtaran, ay nagsimula sa live na tooling para sa mga lathes at paminsan-minsang paggamit ng mga galingan para sa pagpapatakbo ng operasyon. Humantong ito sa isang bagong klase ng mga tool sa makina, mga multitasking machine (MTM), na binuo ng layunin upang mapabilis ang paggiling at pag-on sa loob ng parehong sobre ng trabaho.
Para sa mga inhinyero ng disenyo, mga koponan ng R&D, at mga tagagawa na umaasa sa pag-sourcing ng bahagi, pinapayagan ng katumpakan na machining ng machining ang paglikha ng mga kumplikadong bahagi nang walang karagdagang pagproseso. Sa katunayan, ang katumpakan ng machining ng CNC ay madalas na ginagawang posible para sa mga tapos na bahagi na magawa sa isang solong makina.
Tinatanggal ng proseso ng machining ang materyal at gumagamit ng malawak na hanay ng mga tool sa paggupit upang lumikha ng pangwakas, at madalas na kumplikado, ng disenyo ng isang bahagi. Ang antas ng katumpakan ay pinahusay sa pamamagitan ng paggamit ng computer numerical control (CNC), na ginagamit upang i-automate ang kontrol ng mga tool sa machining.
Ang papel na ginagampanan ng "CNC" sa eksaktong paggalaw ng makina
Gamit ang naka-code na mga tagubilin sa pagprogram, pinapayagan ng machining na machining ng CNC ang isang workpiece na mai-cut at hugis sa mga pagtutukoy nang walang manu-manong interbensyon ng isang operator ng makina.
Pagkuha ng isang modelo ng disenyo na pantulong sa computer (CAD) na ibinigay ng isang kostumer, ang isang dalubhasang machinist ay gumagamit ng computer aided manufacturing software (CAM) upang lumikha ng mga tagubilin para sa pag-machining ng bahagi. Batay sa modelo ng CAD, tinutukoy ng software kung anong mga landas ng tool ang kinakailangan at bumubuo ng code ng programa na nagsasabi sa makina:
■ Ano ang tamang mga RPM at rate ng feed
■ Kailan at saan ilipat ang tool at / o workpiece
■ Gaano kalalim ang pagpuputol
■ Kailan mag-apply ng coolant
■ Anumang iba pang mga kadahilanan na nauugnay sa bilis, rate ng feed, at koordinasyon
Ginagamit ng isang taga-kontrol ang CNC ang code ng programa upang makontrol, awtomatiko, at subaybayan ang mga paggalaw ng makina.
Ngayon, ang CNC ay isang built-in na tampok ng isang malawak na hanay ng mga kagamitan, mula sa lathes, mills, at router sa wire EDM (electrical debit machining), laser, at plasma cutting machine. Bilang karagdagan sa pag-automate ng proseso ng machining at pagpapahusay ng katumpakan, tinatanggal ng CNC ang mga manu-manong gawain at pinalaya ang mga machinist upang pangasiwaan ang maraming mga machine na tumatakbo nang sabay.
Bilang karagdagan, sa sandaling ang isang landas ng tool ay dinisenyo at ang isang makina ay na-program, maaari itong magpatakbo ng isang bahagi anumang bilang ng mga beses. Nagbibigay ito ng isang mataas na antas ng katumpakan at kakayahang ulitin, na kung saan ay ginagawang epektibo ang proseso at masusukat.
Mga materyal na naka-machine
Ang ilang mga metal na karaniwang makina ay may kasamang aluminyo, tanso, tanso, tanso, bakal, titanium, at sink. Bilang karagdagan, ang kahoy, foam, fiberglass, at mga plastik tulad ng polypropylene ay maaari ding makina.
Sa katunayan, ang anumang materyal ay maaaring magamit nang may katumpakan na machining ng CNC - syempre, depende sa aplikasyon at mga kinakailangan nito.
Ang ilang mga kalamangan ng katumpakan na machining ng CNC
Para sa marami sa mga maliliit na bahagi at bahagi na ginagamit sa isang malawak na hanay ng mga produktong gawa, ang katumpakan ng machining ng CNC ay madalas na pamamaraan ng katha na pinili.
Tulad ng totoo sa halos lahat ng pamamaraan ng paggupit at pag-macho, magkakaiba ang kilos ng iba't ibang mga materyales, at ang laki at hugis ng isang bahagi ay mayroon ding malaking epekto sa proseso. Gayunpaman, sa pangkalahatan ang proseso ng katumpakan ng machining ng CNC ay nag-aalok ng mga kalamangan kaysa sa iba pang mga pamamaraan ng pag-macho.
Iyon ay dahil ang machining ng CNC ay may kakayahang maghatid:
■ Isang mataas na antas ng pagiging kumplikado ng bahagi
■ Mahigpit na pagpapaubaya, karaniwang mula sa ± 0,0002 "(± 0.00508 mm) hanggang sa ± 0,0005" (± 0.0127 mm)
■ Natatanging makinis na mga natapos sa ibabaw, kabilang ang mga pasadyang pagtapos
■ Kakayahang ulitin, kahit na sa mataas na dami
Habang ang isang dalubhasang makinarya ay maaaring gumamit ng isang manu-manong lathe upang makagawa ng isang bahagi ng kalidad sa dami ng 10 o 100, ano ang mangyayari kapag kailangan mo ng 1000 na bahagi? 10,000 bahagi? 100,000 o isang milyong bahagi?
Sa eksaktong paggalaw ng CNC, makukuha mo ang kakayahang sumukat at bilis na kinakailangan para sa ganitong uri ng produksyon na may mataas na lakas ng tunog. Bilang karagdagan, ang mataas na kakayahang umulit ng katumpakan ng machining ng CNC ay nagbibigay sa iyo ng mga bahagi na pareho ang lahat mula simula hanggang matapos, gaano man karaming mga bahagi ang iyong ginagawa.
Mayroong ilang mga napaka-dalubhasang pamamaraan ng machining ng CNC, kasama ang wire EDM (electrical debit machining), additive machining, at 3D laser printing. Halimbawa, ang wire EDM ay gumagamit ng mga conductive material - karaniwang mga metal -— at mga electronics na naglalabas upang mabura ang isang workpiece sa mga masalimuot na hugis.
Gayunpaman, dito kami magtutuon sa mga proseso ng paggiling at pag-ikot - dalawang mga nakakabawas na pamamaraan na malawak na magagamit at madalas na ginagamit para sa katumpakan ng machining ng CNC.
Nagpapaikut-ikot kumpara sa pag-on
Ang paggiling ay isang proseso ng machining na gumagamit ng isang umiikot, cylindrical cutting tool upang alisin ang materyal at lumikha ng mga hugis. Ang mga kagamitan sa paggiling, na kilala bilang isang galingan o isang sentro ng machining, ay nakakamit ng isang uniberso ng mga kumplikadong bahagi ng geometry sa ilan sa pinakamalaking mga bagay na metal na makina.
Ang isang mahalagang katangian ng paggiling ay ang workpiece na mananatiling nakatigil habang umiikot ang tool sa paggupit. Sa madaling salita, sa isang gilingan, ang umiikot na tool sa paggupit ay gumagalaw sa paligid ng workpiece, na nananatiling maayos sa lugar sa isang kama.
Ang pag-turn ay ang proseso ng paggupit o paghubog ng isang workpiece sa kagamitan na tinatawag na isang lathe. Kadalasan, ang lathe ay umiikot ang workpiece sa isang patayo o pahalang na axis habang ang isang nakapirming tool sa paggupit (na maaaring o hindi umiikot) ay gumagalaw kasama ang naka-program na axis.
Ang tool ay hindi maaaring pisikal na iikot ang bahagi. Paikutin ang materyal, pinapayagan ang tool na maisagawa ang naka-program na mga operasyon. (Mayroong isang subset ng mga lathes kung saan ang mga tool ay umiikot sa isang wire na may spool, subalit, hindi ito sakop dito.)
Sa pag-on, hindi katulad ng paggiling, umiikot ang workpiece. Ang bahagi ng stock ay binuksan ang spindle ng lathe at ang tool sa paggupit ay nakakonekta sa workpiece.
Manu-manong kumpara sa machining ng CNC
Habang ang parehong mga galingan at lathes ay magagamit sa mga manu-manong modelo, ang mga machine ng CNC ay mas naaangkop para sa mga layunin ng maliliit na bahagi ng pagmamanupaktura - nag-aalok ng kakayahang sumukat at kakayahang umulit para sa mga aplikasyon na nangangailangan ng mataas na dami ng paggawa ng mahigpit na mga bahagi ng pagpapaubaya.
Bilang karagdagan sa pag-aalok ng mga simpleng 2-axis machine kung saan gumagalaw ang tool sa mga axis ng X at Z, ang kagamitang katumpakan ng CNC ay may kasamang mga modelo ng multi-axis kung saan maaari ding gumalaw ang workpiece. Ito ay taliwas sa isang lathe kung saan ang workpiece ay limitado sa pag-ikot at ang mga tool ay lilipat upang likhain ang nais na geometry.
Pinapayagan ng mga pagsasaayos na multi-axis na ito para sa paggawa ng mas kumplikadong mga geometry sa isang solong operasyon, nang hindi nangangailangan ng karagdagang trabaho ng operator ng makina. Hindi lamang nito ginagawang mas madali upang makabuo ng mga kumplikadong bahagi, ngunit binabawasan o tinatanggal din ang pagkakataon ng error sa operator.
Bilang karagdagan, ang paggamit ng high-pressure coolant na may katumpakan na machining ng CNC ay tinitiyak na ang mga chips ay hindi napapasok sa mga gawa, kahit na gumagamit ng isang makina na may spindle na may oriented na patayo.
Mga galingan ng CNC
Ang magkakaibang mga milling machine ay magkakaiba-iba sa kanilang laki, mga configure ng axis, rate ng feed, bilis ng paggupit, direksyon ng paggiling ng feed, at iba pang mga katangian.
Gayunpaman, sa pangkalahatan, ang lahat ng mga mill ng CNC ay gumagamit ng isang umiikot na spindle upang maputol ang hindi ginustong materyal. Ginagamit ang mga ito upang putulin ang matitigas na metal tulad ng bakal at titan ngunit maaari ding magamit sa mga materyales tulad ng plastik at aluminyo.
Ang mga galingan ng CNC ay binuo para sa kakayahang maiulit at maaaring magamit para sa lahat mula sa prototyping hanggang sa produksyon ng mataas na dami. Ang mga high-end na katumpakan na mill ng CNC ay madalas na ginagamit para sa masikip na trabaho ng pagpapaubaya tulad ng paggiling na pinong namatay at hulma.
Habang ang paggiling ng CNC ay maaaring maghatid ng mabilis na pag-ikot, ang as-milled na pagtatapos ay lumilikha ng mga bahagi na may nakikitang mga marka ng tool. Maaari rin itong gumawa ng mga bahagi na may ilang mga matalim na gilid at burr, kaya maaaring kailanganin ang karagdagang mga proseso kung ang mga gilid at burr ay hindi katanggap-tanggap para sa mga tampok na iyon.
Siyempre, ang mga tool sa pag-deburr na na-program sa pagkakasunud-sunod ay magwawasak, kahit na karaniwang nakakamit ang 90% ng natapos na kinakailangan nang higit pa, nag-iiwan ng ilang mga tampok para sa huling pagtatapos ng kamay.
Tulad ng para sa tapusin sa ibabaw, may mga tool na makagawa hindi lamang isang katanggap-tanggap na tapusin sa ibabaw, kundi pati na rin ng isang tulad ng mirror na tapusin sa mga bahagi ng produktong gawa.
Mga uri ng mga mill ng CNC
Ang dalawang pangunahing uri ng mga milling machine ay kilala bilang mga patayong machining center at pahalang na mga machining center, kung saan ang pangunahing pagkakaiba ay sa oryentasyon ng spindle ng makina.
Ang isang patayong machining center ay isang gilingan kung saan ang spindle axis ay nakahanay sa isang direksyon ng Z-axis. Ang mga patayong machine na ito ay maaaring nahahati sa dalawang uri:
■ Mga mill mill, kung saan gumagalaw ang spindle parallel sa sarili nitong axis habang ang talahanayan ay gumagalaw patayo sa axis ng spindle
■ Mga mill mill, kung saan ang spindle ay nakatigil at ang talahanayan ay inilipat upang palagi itong patayo at parallel sa axis ng spindle sa panahon ng paggupit
Sa isang pahalang na sentro ng machining, ang spindle axis ng mill ay nakahanay sa isang direksyon ng Y-axis. Ang pahalang na istraktura ay nangangahulugang ang mga gilingan na ito ay may posibilidad na tumagal ng mas maraming puwang sa sahig ng shop shop; sa pangkalahatan ay mas mabigat din ang timbang at mas malakas kaysa sa mga patayong machine.
Ang isang pahalang na gilingan ay madalas na ginagamit kapag kinakailangan ng isang mas mahusay na tapusin sa ibabaw; iyon ay dahil ang orientation ng spindle ay nangangahulugang ang mga cutting chip ay natural na nalalaglag at madaling natanggal. (Bilang isang karagdagang benepisyo, ang mahusay na pag-aalis ng maliit na tilad ay nakakatulong upang madagdagan ang buhay ng tool.)
Sa pangkalahatan, ang mga patayong machining center ay mas laganap sapagkat maaari silang maging napakalakas ng pahalang na mga sentro ng machining at maaaring hawakan ang napakaliit na mga bahagi. Bilang karagdagan, ang mga patayong sentro ay may isang mas maliit na bakas ng paa kaysa sa pahalang na mga sentro ng pag-macho.
Mga multi-axis na mill ng CNC
Ang mga sentro ng mill mill ng Precision ay magagamit na may maraming mga palakol. Ang isang 3-axis mill ay gumagamit ng X, Y, at Z axes para sa iba't ibang uri ng trabaho. Sa pamamagitan ng isang 4-axis mill, ang makina ay maaaring paikutin sa isang patayo at pahalang na axis at ilipat ang workpiece upang payagan ang para sa karagdagang pagpapatuloy na pag-macho.
Ang isang 5-axis mill ay mayroong tatlong tradisyonal na mga axes at dalawang karagdagang rotary axes, na pinapagana ang workpiece na paikutin habang gumagalaw sa paligid nito ang spindle head. Pinapayagan nitong makina ang limang panig ng isang workpiece nang hindi tinatanggal ang workpiece at nai-reset ang makina.
Mga lathes ng CNC
Ang isang lathe - na tinatawag ding isang nagiging center - ay may isa o higit pang mga spindle, at X at Z axes. Ginagamit ang makina upang paikutin ang isang workpiece sa axis nito upang maisagawa ang iba't ibang mga operasyon sa paggupit at paghubog, na naglalapat ng isang malawak na hanay ng mga tool sa workpiece.
Ang mga CNC lathes, na tinatawag ding mga live action tooling lathes, ay perpekto para sa paglikha ng mga simetriko na cylindrical o spherical na bahagi. Tulad ng mga galingan ng CNC, ang mga lathes ng CNC ay maaaring hawakan ang mas maliit na mga operasyon tulad ng prototyping ngunit maaari ring i-set up para sa mataas na kakayahang umulit, na sumusuporta sa produksyon ng mataas na dami.
Ang mga lathes ng CNC ay maaari ding mai-set up para sa medyo hands-free na produksyon, na ginagawang malawak na ginagamit sa mga industriya ng automotive, electronics, aerospace, robotics, at medikal na aparato.
Paano gumagana ang isang CNC lathe
Sa pamamagitan ng isang CNC lathe, isang blangkong bar ng stock material ang ikinakarga sa chuck ng spindle ng lathe. Ang chuck na ito ay humahawak sa workpiece sa lugar habang ang spindle ay umiikot. Kapag naabot ng spindle ang kinakailangang bilis, ang isang hindi gumagalaw na tool sa paggupit ay nakakonekta sa workpiece upang alisin ang materyal at makamit ang tamang geometry.
Ang isang lathe ng CNC ay maaaring gumanap ng isang bilang ng mga pagpapatakbo, tulad ng pagbabarena, pag-thread, pagbubutas, reaming, nakaharap, at pag-on ng taper. Ang iba't ibang mga operasyon ay nangangailangan ng mga pagbabago sa tool at maaaring dagdagan ang oras ng gastos at pag-setup.
Kapag natapos ang lahat ng kinakailangang pagpapatakbo ng machining, ang bahagi ay pinuputol mula sa stock para sa karagdagang pagproseso, kung kinakailangan. Ang lathe ng CNC ay handa na upang ulitin ang operasyon, na may kaunti o walang karagdagang oras ng pag-set up na karaniwang kinakailangan sa pagitan.
Maaari ring tumanggap ang mga CNC lathes ng iba't ibang mga awtomatikong feeder ng bar, na binabawasan ang dami ng paghawak ng manu-manong hilaw na materyales at nagbibigay ng mga kalamangan tulad ng mga sumusunod:
■ Bawasan ang oras at pagsisikap na kinakailangan ng operator ng makina
■ Suportahan ang bartock upang mabawasan ang mga panginginig ng boses na maaaring negatibong makakaapekto sa katumpakan
■ Payagan ang tool ng makina na gumana sa pinakamabuting kalagayan na bilis ng spindle
■ I-minimize ang mga oras ng pagbabago
■ Bawasan ang basurang materyal
Mga uri ng CNC lathes
Mayroong isang bilang ng iba't ibang mga uri ng lathes, ngunit ang pinaka-karaniwan ay 2-axis CNC lathes at awtomatikong lathes na istilong Tsina.
Karamihan sa mga lathes ng China China ay gumagamit ng isa o dalawang pangunahing mga spindle kasama ang isa o dalawang likod (o pangalawang) spindle, na may responsibilidad na rotary transfer para sa nauna. Ang pangunahing spindle ay gumaganap ng pangunahing operasyon ng machining, sa tulong ng isang gabay na bushing.
Bilang karagdagan, ang ilang mga lathes na may istilong Tsina ay nilagyan ng pangalawang ulo ng tool na nagpapatakbo bilang isang mill ng CNC.
Sa pamamagitan ng isang awtomatikong lathe na istilo ng Tsina, ang materyal na stock ay pinakain sa pamamagitan ng isang sliding head spindle sa isang gabay na bushing. Pinapayagan nito ang tool na gupitin ang materyal na mas malapit sa punto kung saan suportado ang materyal, na ginagawang mas kapaki-pakinabang ang makina ng Tsina para sa mahaba, payat na nakabukas na mga bahagi at para sa micromachining.
Ang mga multi-axis CNC turn center at ang style-China lathes ay maaaring makamit ang maramihang mga operasyon sa machining gamit ang isang solong makina. Ginagawa silang isang mabisang pagpipilian para sa mga kumplikadong geometry na kung hindi man ay mangangailangan ng maramihang mga machine o pagbabago ng tool gamit ang kagamitan tulad ng isang tradisyunal na gilingan ng CNC.