Precision Machining ni mchakato wa kuondoa nyenzo kutoka kwa kazi wakati wa kushikilia faini za uvumilivu.Mashine ya usahihi ina aina nyingi, ikiwa ni pamoja na kusaga, kugeuza na machining ya kutokwa kwa umeme.Mashine ya usahihi leo kwa ujumla inadhibitiwa kwa kutumia Vidhibiti vya Nambari vya Kompyuta (CNC).
Takriban bidhaa zote za chuma hutumia uchakataji kwa usahihi, kama vile vifaa vingine vingi kama vile plastiki na mbao.Mashine hizi zinaendeshwa na mafundi waliobobea na waliofunzwa.Ili chombo cha kukata kifanye kazi yake, lazima kihamishwe kwa maelekezo maalum ili kufanya kukata sahihi.Mwendo huu wa msingi unaitwa "kasi ya kukata."Sehemu ya kazi pia inaweza kuhamishwa, inayojulikana kama mwendo wa pili wa "kulisha."Pamoja, mwendo huu na ukali wa chombo cha kukata huruhusu mashine ya usahihi kufanya kazi.
Utengenezaji wa usahihi wa ubora unahitaji uwezo wa kufuata mipango mahususi iliyotengenezwa na CAD (muundo unaosaidiwa na kompyuta) au programu za CAM (utengenezaji unaosaidiwa na kompyuta) kama vile AutoCAD na TurboCAD.Programu inaweza kusaidia kutoa michoro changamano, yenye sura 3 au muhtasari unaohitajika ili kutengeneza zana, mashine au kitu.Miongozo hii lazima ifuatwe kwa undani ili kuhakikisha kuwa bidhaa inadumisha uadilifu wake.Ingawa kampuni nyingi za uchakataji wa usahihi zaidi hufanya kazi na aina fulani ya programu za CAD/CAM, bado zinafanya kazi mara kwa mara na michoro inayochorwa kwa mkono katika awamu za awali za muundo.
Usahihi wa usindikaji hutumiwa kwenye idadi ya vifaa ikiwa ni pamoja na chuma, shaba, grafiti, kioo na plastiki kutaja chache.Kulingana na ukubwa wa mradi na vifaa vya kutumika, zana mbalimbali za usahihi wa usindikaji zitatumika.Mchanganyiko wowote wa lathes, mashine za kusaga, mitambo ya kuchimba visima, saw na grinders, na hata robotiki za kasi ya juu zinaweza kutumika.Sekta ya anga inaweza kutumia uchakataji wa kasi ya juu, wakati tasnia ya utengenezaji wa zana za mbao inaweza kutumia uchongaji wa picha-kemikali na michakato ya kusaga.Kutoweka kwa kukimbia, au idadi mahususi ya bidhaa yoyote mahususi, inaweza kuhesabu maelfu, au kuwa chache tu.Usahihi wa usindikaji mara nyingi huhitaji upangaji wa vifaa vya CNC ambayo inamaanisha vinadhibitiwa na kompyuta.Kifaa cha CNC huruhusu vipimo kamili kufuatwa wakati wote wa uendeshaji wa bidhaa.
Kusaga ni mchakato wa usindikaji wa kutumia vipandikizi vya kuzunguka ili kuondoa nyenzo kutoka kwa kazi kwa kuendeleza (au kulisha) mkataji kwenye sehemu ya kazi kwa mwelekeo fulani.Mkataji pia anaweza kushikiliwa kwa pembe inayohusiana na mhimili wa chombo.Usagaji hushughulikia aina mbalimbali za shughuli na mashine tofauti, kwa mizani kutoka sehemu ndogo za mtu binafsi hadi shughuli kubwa za usagaji za magenge ya kazi nzito.Ni moja wapo ya michakato inayotumika sana kwa kutengeneza sehemu maalum kwa uvumilivu sahihi.
Usagaji unaweza kufanywa na anuwai ya zana za mashine.Darasa la asili la zana za mashine za kusaga lilikuwa mashine ya kusaga (mara nyingi huitwa kinu).Baada ya ujio wa udhibiti wa nambari za kompyuta (CNC), mashine za kusaga zilibadilika na kuwa vituo vya utengenezaji: mashine za kusaga zilizoongezwa na vibadilishaji zana kiotomatiki, majarida ya zana au jukwa, uwezo wa CNC, mifumo ya kupoeza, na hakikisha.Vituo vya usagishaji kwa ujumla huainishwa kama vituo vya uchapaji wima (VMCs) au vituo vya uchapaji vya mlalo (HMCs).
Ujumuishaji wa kusaga katika mazingira ya kugeuza, na kinyume chake, ulianza na zana za moja kwa moja za lathes na matumizi ya mara kwa mara ya vinu kwa shughuli za kugeuza.Hii ilisababisha darasa jipya la zana za mashine, mashine za kufanya kazi nyingi (MTMs), ambazo zimeundwa kwa madhumuni kuwezesha kusaga na kugeuza ndani ya bahasha moja ya kazi.
Kwa wahandisi wa kubuni, timu za R&D, na watengenezaji wanaotegemea sehemu ya chanzo, uchakataji wa usahihi wa CNC huruhusu kuunda sehemu ngumu bila usindikaji wa ziada.Kwa kweli, usahihi wa usindikaji wa CNC mara nyingi hufanya iwezekanavyo kwa sehemu za kumaliza kufanywa kwenye mashine moja.
Mchakato wa machining huondoa nyenzo na hutumia anuwai ya zana za kukata ili kuunda muundo wa mwisho, na mara nyingi ngumu sana wa sehemu.Kiwango cha usahihi kinaimarishwa kupitia utumiaji wa udhibiti wa nambari za kompyuta (CNC), ambao hutumiwa kudhibiti udhibiti wa zana za utengenezaji.
Jukumu la "CNC" katika usindikaji wa usahihi
Kwa kutumia maagizo ya programu yenye msimbo, uchakataji wa usahihi wa CNC huruhusu kipande cha kazi kukatwa na kutengenezwa kulingana na vipimo bila uingiliaji kati wa mwongozo na opereta wa mashine.
Kuchukua muundo wa usaidizi wa kompyuta (CAD) unaotolewa na mteja, mtaalamu wa mitambo hutumia programu ya utengenezaji inayosaidiwa na kompyuta (CAM) kuunda maagizo ya kutengeneza sehemu hiyo.Kulingana na muundo wa CAD, programu huamua ni njia gani za zana zinahitajika na hutoa nambari ya programu inayoiambia mashine:
■ Je, RPM sahihi na viwango vya malisho ni nini
■ Wakati na wapi kusogeza chombo na/au sehemu ya kufanyia kazi
■ Jinsi ya kukata kwa kina
■ Wakati wa kupaka kipozezi
■ Vipengele vingine vyovyote vinavyohusiana na kasi, kiwango cha malisho, na uratibu
Kisha kidhibiti cha CNC hutumia msimbo wa programu kudhibiti, kugeuza kiotomatiki na kufuatilia mienendo ya mashine.
Leo, CNC ni kipengele kilichojengewa ndani cha anuwai ya vifaa, kutoka kwa lathes, mill, na ruta hadi waya EDM (machining ya kutokwa kwa umeme), leza, na mashine za kukata plasma.Kando na kuweka kiotomatiki mchakato wa uchakataji na kuimarisha usahihi, CNC huondoa kazi za mikono na kuwaachilia mafundi ili kusimamia mashine nyingi zinazofanya kazi kwa wakati mmoja.
Kwa kuongeza, mara tu njia ya zana imeundwa na mashine imepangwa, inaweza kuendesha sehemu mara kadhaa.Hii hutoa kiwango cha juu cha usahihi na kurudia, ambayo kwa upande hufanya mchakato kuwa wa gharama nafuu na unaoweza kuongezeka.
Nyenzo ambazo zimetengenezwa kwa mashine
Baadhi ya metali ambazo kwa kawaida hutengenezwa ni pamoja na alumini, shaba, shaba, shaba, chuma, titani na zinki.Kwa kuongezea, mbao, povu, glasi ya nyuzi, na plastiki kama vile polypropen pia zinaweza kutengenezwa.
Kwa kweli, karibu nyenzo yoyote inaweza kutumika kwa usahihi CNC machining - bila shaka, kulingana na maombi na mahitaji yake.
Baadhi ya faida za usahihi CNC machining
Kwa sehemu nyingi ndogo na vifaa ambavyo hutumiwa katika anuwai ya bidhaa za viwandani, usindikaji wa usahihi wa CNC mara nyingi ndio njia ya uundaji ya chaguo.
Kama ilivyo kwa karibu njia zote za kukata na kutengeneza, vifaa tofauti hufanya kazi tofauti, na saizi na umbo la kijenzi pia vina athari kubwa kwenye mchakato.Hata hivyo, kwa ujumla mchakato wa usahihi CNC machining inatoa faida juu ya mbinu nyingine machining.
Hiyo ni kwa sababu usindikaji wa CNC una uwezo wa kutoa:
■ Kiwango cha juu cha utata wa sehemu
■ Uvumilivu mgumu, kwa kawaida huanzia ±0.0002" (±0.00508 mm) hadi ±0.0005" (±0.0127 mm)
■ Miundo ya uso laini ya kipekee, ikijumuisha tamati maalum
■ Uwezo wa kujirudia, hata kwa viwango vya juu
Ingawa mtaalamu wa mitambo anaweza kutumia lathe ya mwongozo kutengeneza sehemu ya ubora kwa idadi ya 10 au 100, nini hutokea unapohitaji sehemu 1,000?Sehemu 10,000?100,000 au milioni sehemu?
Ukiwa na uchakataji wa usahihi wa CNC, unaweza kupata uwezo na kasi inayohitajika kwa aina hii ya uzalishaji wa sauti ya juu.Kwa kuongezea, kurudiwa kwa hali ya juu kwa uchakataji wa usahihi wa CNC hukupa sehemu ambazo zote ni sawa kutoka mwanzo hadi mwisho, haijalishi unatengeneza sehemu ngapi.
Kuna baadhi ya mbinu maalumu za uchakataji wa CNC, ikijumuisha waya wa EDM (utengenezaji wa kutokwa kwa umeme), usindikaji wa kuongeza, na uchapishaji wa leza ya 3D.Kwa mfano, EDM ya waya hutumia nyenzo za kupitishia umeme - kwa kawaida metali -- na uvujaji wa umeme ili kumomonyoa sehemu ya kazi kuwa maumbo tata.
Hata hivyo, hapa tutazingatia michakato ya kusaga na kugeuza - mbinu mbili za kupunguza ambazo zinapatikana kwa wingi na zinazotumiwa mara kwa mara kwa usahihi wa usindikaji wa CNC.
Kusaga dhidi ya kugeuza
Kusaga ni mchakato wa uchakataji unaotumia zana inayozunguka, ya kukata silinda ili kuondoa nyenzo na kuunda maumbo.Vifaa vya kusaga, vinavyojulikana kama kinu au kituo cha uchakataji, hukamilisha ulimwengu wa sehemu changamano za jiometri kwenye baadhi ya vitu vikubwa vilivyotengenezwa kwa chuma.
Tabia muhimu ya kusaga ni kwamba kipengee cha kazi kinabaki kimya wakati chombo cha kukata kinazunguka.Kwa maneno mengine, kwenye kinu, chombo cha kukata kinachozunguka kinazunguka workpiece, ambayo inabakia fasta mahali pa kitanda.
Kugeuka ni mchakato wa kukata au kuunda workpiece kwenye vifaa vinavyoitwa lathe.Kwa kawaida, lathe husokota kifaa cha kufanyia kazi kwenye mhimili wima au mlalo huku zana isiyobadilika ya kukata (ambayo inaweza au isiwe inazunguka) inasogea kwenye mhimili ulioratibiwa.
Chombo hakiwezi kuzunguka sehemu hiyo.Nyenzo huzunguka, kuruhusu chombo kufanya shughuli zilizopangwa.(Kuna sehemu ndogo ya lathes ambayo zana huzunguka waya iliyolishwa na spool, hata hivyo, ambayo haijafunikwa hapa.)
Kwa kugeuka, tofauti na milling, workpiece inazunguka.Sehemu ya hisa hugeuka kwenye spindle ya lathe na chombo cha kukata kinaunganishwa na workpiece.
Utengenezaji wa Mwongozo dhidi ya CNC
Ingawa vinu na lathe zote zinapatikana katika miundo ya mikono, mashine za CNC zinafaa zaidi kwa madhumuni ya utengenezaji wa sehemu ndogo - zinazotoa uwezo wa kubadilika na kurudiwa kwa programu zinazohitaji uzalishaji wa sauti wa juu wa sehemu zinazostahimili.
Mbali na kutoa mashine rahisi za mhimili 2 ambamo chombo husogea katika shoka za X na Z, vifaa vya usahihi vya CNC vinajumuisha miundo ya mhimili mingi ambamo kifaa cha kufanya kazi kinaweza pia kusogezwa.Hii ni tofauti na lathe ambapo sehemu ya kazi ni mdogo kwa inazunguka na zana zitasonga ili kuunda jiometri inayotaka.
Mipangilio hii ya mhimili mingi huruhusu utengenezaji wa jiometri ngumu zaidi katika operesheni moja, bila kuhitaji kazi ya ziada na opereta wa mashine.Hii sio tu inafanya iwe rahisi kuzalisha sehemu ngumu, lakini pia hupunguza au kuondoa nafasi ya kosa la operator.
Kwa kuongezea, utumiaji wa kipozezi chenye shinikizo la juu na uchakataji wa usahihi wa CNC huhakikisha kuwa chip haziingii kazini, hata wakati wa kutumia mashine iliyo na spindle iliyoelekezwa wima.
Viwanda vya CNC
Mashine tofauti za kusaga hutofautiana katika saizi zao, usanidi wa mhimili, viwango vya malisho, kasi ya kukata, mwelekeo wa chakula cha kusaga, na sifa zingine.
Hata hivyo, kwa ujumla, viwanda vya CNC vyote vinatumia spindle inayozunguka kukata nyenzo zisizohitajika.Hutumika kukata metali ngumu kama vile chuma na titani lakini pia zinaweza kutumika na vifaa kama vile plastiki na alumini.
Miundo ya CNC imeundwa kwa ajili ya kurudiwa na inaweza kutumika kwa kila kitu kutoka kwa prototyping hadi uzalishaji wa juu.Vinu vya usahihi wa hali ya juu vya CNC mara nyingi hutumiwa kwa kazi ngumu ya kuvumilia kama vile kusaga faini na ukungu.
Ingawa usagishaji wa CNC unaweza kuleta mabadiliko ya haraka, umaliziaji kama-milled huunda sehemu zilizo na alama za zana zinazoonekana.Inaweza pia kutoa sehemu zilizo na kingo kali na visu, kwa hivyo michakato ya ziada inaweza kuhitajika ikiwa kingo na burrs hazikubaliki kwa vipengele hivyo.
Bila shaka, zana za kutengenezea zilizoratibiwa katika mfuatano zitatatuliwa, ingawa kwa kawaida hufikia 90% ya mahitaji yaliyokamilishwa zaidi, na kuacha baadhi ya vipengele kwa ajili ya kumalizia mwisho.
Kuhusu uso wa uso, kuna zana ambazo hazitatoa tu uso unaokubalika, lakini pia kioo-kama kumaliza kwenye sehemu za bidhaa za kazi.
Aina za vinu vya CNC
Aina mbili za msingi za mashine za kusaga zinajulikana kama vituo vya uchakataji wima na vituo vya utenaji vya mlalo, ambapo tofauti kuu iko katika uelekeo wa spindle ya mashine.
Kituo cha uchakataji wima ni kinu ambamo mhimili wa spindle umepangwa katika mwelekeo wa mhimili wa Z.Mashine hizi za wima zinaweza kugawanywa zaidi katika aina mbili:
■Vinu vya vitanda, ambamo spindle husogea sambamba na mhimili wake huku jedwali likisogea kwa mhimili wa kusokota.
■ Turret Mills, ambayo spindle ni stationary na meza huhamishwa ili daima perpendicular na sambamba na mhimili wa spindle wakati wa operesheni ya kukata.
Katika kituo cha machining cha mlalo, mhimili wa spindle wa kinu umepangwa katika mwelekeo wa mhimili wa Y.Muundo wa mlalo unamaanisha kuwa vinu hivi huwa vinachukua nafasi zaidi kwenye sakafu ya duka la mashine;pia kwa ujumla ni nzito kwa uzito na nguvu zaidi kuliko mashine wima.
Kinu cha usawa hutumiwa mara nyingi wakati uso bora wa uso unahitajika;hiyo ni kwa sababu uelekeo wa spindle unamaanisha chip zilizokatwa kwa kawaida huanguka na kuondolewa kwa urahisi.(Kama faida ya ziada, kuondolewa kwa chip kwa ufanisi husaidia kuongeza maisha ya zana.)
Kwa ujumla, vituo vya uchapaji wima vimeenea zaidi kwa sababu vinaweza kuwa na nguvu kama vile vituo vya uchakataji mlalo na vinaweza kushughulikia sehemu ndogo sana.Kwa kuongeza, vituo vya wima vina alama ndogo kuliko vituo vya machining vya usawa.
Vinu vya CNC vya mhimili mwingi
Vituo vya kinu vya Precision CNC vinapatikana kwa shoka nyingi.Kinu cha mhimili-3 hutumia shoka za X, Y, na Z kwa aina mbalimbali za kazi.Kwa kinu cha mhimili-4, mashine inaweza kuzunguka kwenye mhimili wima na mlalo na kusogeza kifaa cha kufanya kazi ili kuruhusu uchakataji unaoendelea zaidi.
Kinu cha mhimili 5 kina shoka tatu za kitamaduni na shoka mbili za ziada za mzunguko, kuwezesha sehemu ya kazi kuzungushwa huku kichwa cha kusokota kikiizunguka.Hii inawezesha pande tano za workpiece kuwa mashine bila kuondoa workpiece na kuweka upya mashine.
Lathes za CNC
Lathe - pia inaitwa kituo cha kugeuka - ina spindles moja au zaidi, na X na Z axes.Mashine hutumiwa kuzunguka workpiece kwenye mhimili wake kufanya shughuli mbalimbali za kukata na kuchagiza, kwa kutumia zana mbalimbali kwenye workpiece.
Lathes za CNC, ambazo pia huitwa lathe za zana za vitendo vya moja kwa moja, ni bora kwa kuunda sehemu za silinda au duara zenye ulinganifu.Kama vile vinu vya CNC, lathe za CNC zinaweza kushughulikia utendakazi mdogo kama protoksi lakini pia zinaweza kusanidiwa kwa uwezo wa kurudia hali ya juu, kusaidia uzalishaji wa sauti ya juu.
Lathe za CNC pia zinaweza kusanidiwa kwa utengenezaji wa bila mikono, ambayo huzifanya zitumike sana katika tasnia ya magari, vifaa vya elektroniki, anga, roboti na vifaa vya matibabu.
Jinsi lathe ya CNC inavyofanya kazi
Kwa lathe ya CNC, upau tupu wa nyenzo za hisa hupakiwa kwenye chuck ya spindle ya lathe.Chuki hii inashikilia sehemu ya kazi mahali wakati spindle inazunguka.Wakati spindle inafikia kasi inayohitajika, chombo cha kukata kilichosimama kinawasiliana na workpiece ili kuondoa nyenzo na kufikia jiometri sahihi.
Lathe ya CNC inaweza kufanya shughuli kadhaa, kama vile kuchimba visima, kuunganisha, kuchosha, kuweka upya, kutazama, na kugeuza taper.Uendeshaji tofauti unahitaji mabadiliko ya zana na unaweza kuongeza gharama na wakati wa kusanidi.
Wakati shughuli zote za machining zinazohitajika zimekamilika, sehemu hiyo hukatwa kutoka kwa hisa kwa usindikaji zaidi, ikiwa inahitajika.Lathe ya CNC basi iko tayari kurudia utendakazi, kukiwa na muda kidogo au hakuna wa ziada wa kusanidi kwa kawaida huhitajika kati.
Lathe za CNC pia zinaweza kubeba aina mbalimbali za vilisha baa otomatiki, ambavyo hupunguza kiwango cha utunzaji wa malighafi kwa mikono na kutoa faida kama vile zifuatazo:
■ Punguza muda na juhudi zinazohitajika kwa opereta wa mashine
■ Kusaidia barstock ili kupunguza mitetemo ambayo inaweza kuathiri vibaya usahihi
■ Ruhusu zana ya mashine kufanya kazi kwa kasi bora zaidi ya kusokota
■ Punguza nyakati za kubadilisha
■ Punguza upotevu wa nyenzo
Aina za lathes za CNC
Kuna idadi ya aina tofauti za lathes, lakini zinazojulikana zaidi ni lathes za CNC za mhimili 2 na lathe za kiotomatiki za mtindo wa China.
Lathe nyingi za CNC China hutumia spindle kuu moja au mbili pamoja na spindle moja au mbili za nyuma (au za upili), na uhamishaji wa mzunguko unaowajibika kwa ile ya kwanza.Spindle kuu hufanya operesheni ya msingi ya machining, kwa msaada wa bushing mwongozo.
Kwa kuongezea, lathe zingine za mtindo wa Uchina huja zikiwa na kichwa cha pili cha zana ambacho hufanya kazi kama kinu cha CNC.
Kwa lathe ya kiotomatiki ya mtindo wa Kichina wa CNC, nyenzo ya hisa inalishwa kupitia spindle ya kichwa inayoteleza hadi kwenye kichaka cha mwongozo.Hii inaruhusu chombo kukata nyenzo karibu na mahali ambapo nyenzo inaungwa mkono, na kufanya mashine ya China iwe ya manufaa hasa kwa sehemu ndefu, nyembamba zilizogeuka na kwa micromachining.
Vituo vya kugeuza vya CNC vya mihimili mingi na lathe za mtindo wa Uchina zinaweza kukamilisha shughuli nyingi za uchakataji kwa kutumia mashine moja.Hii inazifanya kuwa chaguo la gharama nafuu kwa jiometri changamani ambazo zingehitaji mashine nyingi au mabadiliko ya zana kwa kutumia vifaa kama vile kinu cha kitamaduni cha CNC.