Ang precision machining ay isang proseso upang alisin ang materyal mula sa isang workpiece sa panahon ng paghawak ng malapit na pagtatapos ng pagpapaubaya. Ang makina ng katumpakan ay may maraming mga uri, kabilang ang paggiling, pag -on at de -koryenteng paglabas ng machining. Ang isang makina ng katumpakan ngayon ay karaniwang kinokontrol gamit ang isang Computer Numerical Controls (CNC).
Halos lahat ng mga produktong metal ay gumagamit ng precision machining, tulad ng maraming iba pang mga materyales tulad ng plastik at kahoy. Ang mga makina na ito ay pinatatakbo ng dalubhasang at sinanay na mga machinist. Upang gawin ang tool ng paggupit na gawin ang trabaho nito, dapat itong ilipat sa mga direksyon na tinukoy upang gawin ang tamang hiwa. Ang pangunahing paggalaw na ito ay tinatawag na "bilis ng paggupit." Ang workpiece ay maaari ring ilipat, na kilala bilang pangalawang paggalaw ng "feed." Sama -sama, ang mga galaw na ito at ang pagiging matalas ng tool ng paggupit ay nagbibigay -daan sa makina ng katumpakan na gumana.
Ang kalidad ng katumpakan ng machining ay nangangailangan ng kakayahang sundin ang lubos na tiyak na mga blueprints na ginawa ng CAD (Computer Aided Design) o CAM (Computer Aided Manufacturing) na mga programa tulad ng AutoCAD at Turbocad. Ang software ay makakatulong na makagawa ng kumplikado, 3-dimensional na diagram o mga balangkas na kinakailangan upang gumawa ng isang tool, makina o bagay. Ang mga blueprints na ito ay dapat sundin nang may mahusay na detalye upang matiyak na ang isang produkto ay nagpapanatili ng integridad nito. Habang ang karamihan sa mga kumpanya ng machining machining ay nagtatrabaho kasama ang ilang anyo ng mga programa ng CAD/CAM, madalas pa rin silang gumagana sa mga iginuhit na mga sketch sa paunang yugto ng isang disenyo.
Ang katumpakan machining ay ginagamit sa isang bilang ng mga materyales kabilang ang bakal, tanso, grapayt, baso at plastik upang pangalanan ang iilan. Depende sa laki ng proyekto at mga materyales na gagamitin, gagamitin ang iba't ibang mga tool ng machining ng katumpakan. Ang anumang kumbinasyon ng mga lathes, paggiling machine, drill presses, saws at grinders, at kahit na ang mga high-speed robotics ay maaaring magamit. Ang industriya ng aerospace ay maaaring gumamit ng mataas na bilis ng machining, habang ang isang industriya ng paggawa ng tool sa kahoy ay maaaring gumamit ng photo-kemikal na mga proseso ng etching at paggiling. Ang pag -churning sa labas ng isang pagtakbo, o isang tiyak na dami ng anumang partikular na item, ay maaaring mag -bilang sa libu -libo, o iilan lamang. Ang precision machining ay madalas na nangangailangan ng pagprograma ng mga aparato ng CNC na nangangahulugang kinokontrol ng computer na numero. Pinapayagan ng aparato ng CNC para sa eksaktong mga sukat na susundan sa buong pagtakbo 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) ang pamutol sa workpiece sa isang tiyak na direksyon. Ang pamutol ay maaari ring gaganapin sa isang anggulo na may kaugnayan sa axis ng tool. Ang paggiling ay sumasaklaw sa iba't ibang iba't ibang mga operasyon at machine, sa mga kaliskis mula sa maliliit na indibidwal na bahagi hanggang sa malaki, mabibigat na operasyon ng paggiling gang. Ito ay isa sa mga pinaka -karaniwang ginagamit na proseso para sa machining pasadyang mga bahagi upang tumpak na pagpapaubaya.
Ang paggiling ay maaaring gawin gamit ang isang malawak na hanay ng mga tool sa makina. Ang orihinal na klase ng mga tool ng makina para sa paggiling ay ang paggiling machine (madalas na tinatawag na isang kiskisan). Matapos ang pagdating ng Computer Numerical Control (CNC), ang mga paggiling machine ay umusbong sa mga sentro ng machining: paggiling machine na pinalaki ng mga awtomatikong pagbabago ng tool, mga magazine ng tool o carousels, kakayahan ng CNC, mga coolant system, at enclosure. Ang mga sentro ng paggiling ay karaniwang inuri bilang mga vertical machining center (VMC) o pahalang na machining center (HMC).
Ang pagsasama ng paggiling sa paggawa ng mga kapaligiran, at kabaligtaran, ay nagsimula sa live na tooling para sa mga lathes at paminsan -minsang paggamit ng mga mills para sa mga operasyon. Ito ay humantong sa isang bagong klase ng mga tool sa makina, multitasking machine (MTMS), na itinayo ng layunin upang mapadali 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 nakasalalay sa bahagi ng sourcing, ang katumpakan na CNC machining ay nagbibigay -daan para sa paglikha ng mga kumplikadong bahagi nang walang karagdagang pagproseso. Sa katunayan, ang Precision CNC machining ay madalas na posible para sa mga natapos na bahagi na gawin sa isang solong makina.
Ang proseso ng machining ay nag -aalis ng materyal at gumagamit ng isang malawak na hanay ng mga tool sa pagputol upang lumikha ng pangwakas, at madalas na kumplikado, disenyo ng isang bahagi. Ang antas ng katumpakan ay pinahusay sa pamamagitan ng paggamit ng Computer Numerical Control (CNC), na ginagamit upang awtomatiko ang kontrol ng mga tool ng machining.
Ang papel ng "CNC" sa precision machining
Gamit ang mga naka -code na tagubilin sa programming, ang katumpakan ng machining ng CNC ay nagbibigay -daan sa isang workpiece na i -cut at hugis sa mga pagtutukoy nang walang manu -manong interbensyon ng isang machine operator.
Ang pagkuha ng isang modelo ng Aided Design Design (CAD) na ibinigay ng isang customer, ang isang dalubhasang machinist ay gumagamit ng computer na tinulungan ng software ng pagmamanupaktura (CAM) upang lumikha ng mga tagubilin para sa machining ng bahagi. Batay sa modelo ng CAD, tinutukoy ng software kung anong mga landas ng tool ang kinakailangan at bumubuo ng programming code na nagsasabi sa makina:
■ Ano ang tamang RPMS at mga rate ng feed
■ Kailan at saan ilipat ang tool at/o workpiece
■ Gaano kalalim ang pagputol
■ Kailan mag -apply ng coolant
■ Anumang iba pang mga kadahilanan na may kaugnayan sa bilis, rate ng feed, at koordinasyon
Ang isang CNC controller pagkatapos ay gumagamit ng programming code 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 mga lathes, mills, at mga router sa wire EDM (electrical discharge machining), laser, at plasma cutting machine. Bilang karagdagan sa pag -automate ng proseso ng machining at pagpapahusay ng katumpakan, tinanggal ng CNC ang mga manu -manong gawain at pinalaya ang mga machinist upang pangasiwaan ang maraming mga makina na tumatakbo nang sabay.
Bilang karagdagan, kapag ang isang landas ng tool ay dinisenyo at ang isang makina ay na -program, maaari itong magpatakbo ng isang bahagi anumang bilang ng beses. Nagbibigay ito ng isang mataas na antas ng katumpakan at pag -uulit, na kung saan ay ginagawang epektibo at nasusukat ang proseso.
Mga materyales na makina
Ang ilang mga metal na karaniwang makina ay kasama ang aluminyo, tanso, tanso, tanso, bakal, titanium, at sink. Bilang karagdagan, ang kahoy, bula, fiberglass, at plastik tulad ng polypropylene ay maaari ring ma -makina.
Sa katunayan, tungkol sa anumang materyal ay maaaring magamit gamit ang Precision CNC machining - siyempre, depende sa application at mga kinakailangan nito.
Ang ilang mga pakinabang ng katumpakan ng CNC machining
Para sa marami sa mga maliliit na bahagi at sangkap na ginagamit sa isang malawak na hanay ng mga produktong gawa, ang katumpakan na CNC machining ay madalas na paraan ng pagpili ng katha.
Tulad ng totoo sa halos lahat ng mga pamamaraan ng pagputol at machining, ang iba't ibang mga materyales ay naiiba, at ang laki at hugis ng isang sangkap ay mayroon ding malaking epekto sa proseso. Gayunpaman, sa pangkalahatan ang proseso ng katumpakan ng CNC machining ay nag -aalok ng mga pakinabang sa iba pang mga pamamaraan ng machining.
Iyon ay dahil ang CNC machining ay may kakayahang maihatid:
■ Isang mataas na antas ng pagiging kumplikado ng bahagi
■ masikip na pagpapahintulot, karaniwang mula sa ± 0.0002 "(± 0.00508 mm) hanggang ± 0.0005" (± 0.0127 mm)
■ Pambihirang makinis na pagtatapos ng ibabaw, kabilang ang mga pasadyang pagtatapos
■ Pag -uulit, kahit na sa mataas na dami
Habang ang isang bihasang machinist ay maaaring gumamit ng isang manu -manong lathe upang makagawa ng isang kalidad na bahagi sa dami ng 10 o 100, ano ang mangyayari kapag kailangan mo ng 1,000 bahagi? 10,000 bahagi? 100,000 o isang milyong bahagi?
Sa katumpakan na machining ng CNC, maaari mong makuha ang scalability at bilis na kinakailangan para sa ganitong uri ng paggawa ng mataas na dami. Bilang karagdagan, ang mataas na pag -uulit ng katumpakan ng machining ng CNC ay nagbibigay sa iyo ng mga bahagi na pareho mula sa simula hanggang sa matapos, kahit gaano karaming mga bahagi ang iyong ginagawa.
Mayroong ilang mga dalubhasang pamamaraan ng CNC machining, kabilang ang wire EDM (electrical discharge machining), additive machining, at pag -print ng 3D laser. Halimbawa, ang Wire EDM ay gumagamit ng mga conductive material -karaniwang mga metal -— at mga de -koryenteng paglabas upang mabura ang isang workpiece sa masalimuot na mga hugis.
Gayunpaman, narito, tututuon namin ang mga proseso ng paggiling at pag -on - dalawang subtractive na pamamaraan na malawak na magagamit at madalas na ginagamit para sa katumpakan na machining ng CNC.
Milling 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 mill o isang machining center, ay nagtatagpo ng isang uniberso ng mga kumplikadong bahagi ng geometry sa ilan sa mga pinakamalaking bagay na makina na metal.
Ang isang mahalagang katangian ng paggiling ay ang workpiece ay nananatiling nakatigil habang ang tool ng paggupit. Sa madaling salita, sa isang kiskisan, ang umiikot na tool sa paggupit ay gumagalaw sa paligid ng workpiece, na nananatiling maayos sa lugar sa isang kama.
Ang pag -on ay ang proseso ng pagputol o paghubog ng isang workpiece sa kagamitan na tinatawag na isang lathe. Karaniwan, ang lathe ay nag -iikot ng workpiece sa isang patayo o pahalang na axis habang ang isang nakapirming tool sa paggupit (na maaaring o hindi maaaring umiikot) ay gumagalaw kasama ang naka -program na axis.
Ang tool ay hindi maaaring pisikal na lumibot sa bahagi. Ang materyal ay umiikot, na nagpapahintulot sa tool upang maisagawa ang mga na -program na operasyon. (May isang subset ng mga lathes kung saan ang mga tool ay umiikot sa isang wire na pinapakain ng spool, gayunpaman, hindi ito sakop dito.)
Sa pag -on, hindi katulad ng paggiling, ang workpiece spins. Ang bahagi ng stock ay lumiliko sa spindle ng lathe at ang tool ng paggupit ay nakipag -ugnay sa workpiece.
Manu -manong kumpara sa CNC Machining
Habang ang parehong mga mills at lathes ay magagamit sa mga manu -manong modelo, ang mga makina ng CNC ay mas angkop para sa mga layunin ng maliliit na bahagi ng pagmamanupaktura - nag -aalok ng scalability at pag -uulit para sa mga aplikasyon na nangangailangan ng mataas na dami ng paggawa ng masikip na mga bahagi ng pagpapaubaya.
Bilang karagdagan sa pag-aalok ng mga simpleng 2-axis machine kung saan ang tool ay gumagalaw sa mga x at z axes, ang mga kagamitan sa CNC ay may kasamang mga modelo ng multi-axis kung saan maaari ring ilipat ang workpiece. Kabaligtaran ito sa isang lathe kung saan ang workpiece ay limitado sa pag -ikot at ang mga tool ay lilipat upang lumikha ng nais na geometry.
Ang mga pagsasaayos ng multi-axis na ito ay nagbibigay-daan para sa paggawa ng mas kumplikadong mga geometry sa isang solong operasyon, nang hindi nangangailangan ng karagdagang trabaho ng machine operator. Hindi lamang ito ginagawang mas madali upang makabuo ng mga kumplikadong bahagi, ngunit binabawasan din o tinanggal ang pagkakataon ng error sa operator.
Bilang karagdagan, ang paggamit ng high-pressure coolant na may katumpakan na CNC machining ay nagsisiguro na ang mga chips ay hindi nakapasok sa mga gawa, kahit na gumagamit ng isang makina na may isang patayo na oriented na spindle.
CNC Mills
Ang iba't ibang mga makina ng paggiling ay nag -iiba sa kanilang mga sukat, mga pagsasaayos ng axis, mga rate ng feed, bilis ng paggupit, direksyon ng feed ng paggiling, at iba pang mga katangian.
Gayunpaman, sa pangkalahatan, ang mga mill mill ng CNC ay gumagamit ng isang umiikot na spindle upang maputol ang hindi kanais -nais na materyal. Ginagamit ang mga ito upang i -cut ang mga matitigas na metal tulad ng bakal at titanium ngunit maaari ring magamit sa mga materyales tulad ng plastik at aluminyo.
Ang mga mill mills ay itinayo para sa pag -uulit at maaaring magamit para sa lahat mula sa prototyping hanggang sa mataas na dami ng produksyon. Ang mga high-end na katumpakan ng CNC mills ay madalas na ginagamit para sa masikip na gawaing pagpapaubaya tulad ng milling fine namatay at mga hulma.
Habang ang CNC Milling ay maaaring maghatid ng mabilis na pag-ikot, bilang-milled na pagtatapos ay lumilikha ng mga bahagi na may nakikitang mga marka ng tool. Maaari rin itong makagawa ng mga bahagi na may ilang mga matalim na gilid at burrs, kaya kinakailangan ang mga karagdagang proseso kung ang mga gilid at burr ay hindi katanggap -tanggap para sa mga tampok na iyon.
Siyempre, ang mga tool sa pag -debur na na -program sa pagkakasunud -sunod ay mag -debur, bagaman karaniwang nakakamit ang 90% ng natapos na kinakailangan sa karamihan, na nag -iiwan ng ilang mga tampok para sa pangwakas na pagtatapos ng kamay.
Tulad ng para sa pagtatapos ng ibabaw, may mga tool na gagawa hindi lamang isang katanggap-tanggap na pagtatapos ng ibabaw, kundi pati na rin ang isang salamin na tulad ng salamin sa mga bahagi ng produkto ng trabaho.
Mga uri ng CNC Mills
Ang dalawang pangunahing uri ng mga makina ng paggiling ay kilala bilang mga vertical machining center at pahalang na machining center, kung saan ang pangunahing pagkakaiba ay nasa orientation ng machine spindle.
Ang isang vertical machining center ay isang kiskisan kung saan nakahanay ang axis ng spindle sa isang direksyon ng z-axis. Ang mga vertical machine na ito ay maaaring higit na nahahati sa dalawang uri:
■ Bed Mills, kung saan ang spindle ay gumagalaw na kahanay sa sarili nitong axis habang ang talahanayan ay gumagalaw patayo sa axis ng spindle
■ Turret mills, kung saan ang spindle ay nakatigil at ang talahanayan ay inilipat upang ito ay palaging patayo at kahanay sa axis ng spindle sa panahon ng pagputol ng operasyon
Sa isang pahalang na machining center, ang axis ng spindle ng mill ay nakahanay sa isang direksyon na y-axis. Ang pahalang na istraktura ay nangangahulugang ang mga mills na ito ay may posibilidad na kumuha ng mas maraming puwang sa sahig ng shop shop; Ang mga ito ay karaniwang mas mabigat sa timbang at mas malakas kaysa sa mga vertical machine.
Ang isang pahalang na kiskisan ay madalas na ginagamit kapag kinakailangan ang isang mas mahusay na pagtatapos ng ibabaw; Iyon ay dahil ang orientation ng spindle ay nangangahulugang ang pagputol ng mga chips ay natural na bumagsak at madaling tinanggal. (Bilang isang karagdagang benepisyo, ang mahusay na pag -alis ng chip ay nakakatulong upang madagdagan ang buhay ng tool.)
Sa pangkalahatan, ang mga vertical machining center ay mas laganap dahil maaari silang maging kasing lakas ng mga pahalang na sentro ng machining at maaaring hawakan ang napakaliit na bahagi. Bilang karagdagan, ang mga vertical center ay may isang mas maliit na bakas ng paa kaysa sa mga pahalang na sentro ng machining.
Multi-axis CNC Mills
Ang mga sentro ng mill mill ng CNC ay magagamit na may maraming mga axes. Ang isang 3-axis mill ay gumagamit ng x, y, at z axes para sa isang iba't ibang mga 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 mas patuloy na machining.
Ang isang 5-axis mill ay may tatlong tradisyunal na axes at dalawang karagdagang rotary axes, na nagpapagana sa workpiece na paikutin habang gumagalaw ang ulo ng spindle. Pinapayagan nito ang limang panig ng isang workpiece na ma -makina nang hindi inaalis ang workpiece at i -reset ang makina.
Cnc lathes
Ang isang lathe - na tinatawag ding isang turn center - ay may isa o higit pang mga spindles, at x at z axes. Ang makina ay ginagamit upang paikutin ang isang workpiece sa axis nito upang maisagawa ang iba't ibang mga operasyon sa pagputol at paghuhubog, na nag -aaplay ng isang malawak na hanay ng mga tool sa workpiece.
Ang mga lathes ng CNC, na tinatawag ding live na tooling tooling lathes, ay mainam para sa paglikha ng simetriko cylindrical o spherical na mga bahagi. Tulad ng CNC Mills, ang CNC lathes ay maaaring hawakan ang mas maliit na operasyon tulad ng prototyping ngunit maaari ring mai -set up para sa mataas na pag -uulit, pagsuporta sa mataas na dami ng paggawa.
Ang CNC Lathes ay maaari ring mai-set up para sa medyo hands-free production, na ginagawang malawak na ginagamit sa mga automotive, electronics, aerospace, robotics, at industriya ng medikal na aparato.
Paano gumagana ang isang CNC lathe
Sa pamamagitan ng isang cnc lathe, isang blangko na bar ng stock material ay na -load sa chuck ng lathe's spindle. Ang chuck na ito ay humahawak sa workpiece sa lugar habang ang spindle ay umiikot. Kapag naabot ng spindle ang kinakailangang bilis, ang isang nakatigil na tool sa pagputol ay nakipag -ugnay sa workpiece upang alisin ang materyal at makamit ang tamang geometry.
Ang isang CNC lathe ay maaaring magsagawa ng isang bilang ng mga operasyon, tulad ng pagbabarena, pag -thread, boring, 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 at oras ng pag -setup.
Kapag nakumpleto ang lahat ng kinakailangang operasyon ng machining, ang bahagi ay pinutol mula sa stock para sa karagdagang pagproseso, kung kinakailangan. Ang CNC lathe ay handa na upang ulitin ang operasyon, na may kaunti o walang karagdagang oras ng pag -setup na karaniwang kinakailangan sa pagitan.
Ang mga lathes ng CNC ay maaari ring tumanggap ng iba't ibang mga awtomatikong bar feeder, na binabawasan ang dami ng manu -manong paghawak ng materyal na materyal at magbigay ng mga pakinabang tulad ng mga sumusunod:
■ Bawasan ang oras at pagsisikap na kinakailangan ng machine operator
■ Suportahan ang barstock upang mabawasan ang mga panginginig ng boses na maaaring negatibong nakakaapekto sa katumpakan
■ Payagan ang tool ng makina upang mapatakbo sa pinakamabuting bilis ng spindle na bilis
■ Paliitin ang mga oras ng pagbabago
■ Bawasan ang basurang materyal
Mga uri ng CNC lathes
Mayroong isang bilang ng mga iba't ibang mga uri ng lathes, ngunit ang pinaka-karaniwang ay 2-axis CNC lathes at china-style awtomatikong lathes.
Karamihan sa mga lathes ng CNC China ay gumagamit ng isa o dalawang pangunahing spindles kasama ang isa o dalawa sa likod (o pangalawang) spindles, na may rotary transfer na responsable para sa dating. Ang pangunahing spindle ay gumaganap ng pangunahing operasyon ng machining, sa tulong ng isang gabay na bushing.
Bilang karagdagan, ang ilang mga istilo ng estilo ng China ay may kasamang pangalawang ulo ng tool na nagpapatakbo bilang isang mill mill ng CNC.
Sa pamamagitan ng isang awtomatikong lathe na istilo ng CNC China, ang stock material 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 kapaki -pakinabang ang makina ng China para sa mahaba, payat na mga bahagi at para sa micromachining.
Ang mga multi-axis CNC na mga sentro ng pag-on at mga lathes ng estilo ng China ay maaaring makamit ang maraming mga operasyon ng machining gamit ang isang solong makina. Ginagawa nila itong isang pagpipilian na epektibo sa gastos para sa mga kumplikadong geometry na kung hindi man ay mangangailangan ng maraming mga makina o mga pagbabago sa tool gamit ang kagamitan tulad ng isang tradisyunal na mill ng CNC.