Machining ya usahihi ni mchakato wa kuondoa nyenzo kutoka kwa kazi wakati wa kushikilia uvumilivu wa karibu. Mashine ya usahihi ina aina nyingi, pamoja na milling, kugeuka na machining ya kutokwa kwa umeme. Mashine ya usahihi leo inadhibitiwa kwa kutumia udhibiti wa nambari za kompyuta (CNC).
Karibu bidhaa zote za chuma hutumia machining ya usahihi, kama vile vifaa vingine vingi kama plastiki na kuni. Mashine hizi zinaendeshwa na mafundi maalum na mafunzo. Ili zana ya kukata ifanye kazi yake, lazima ihamishwe kwa mwelekeo ulioainishwa ili kukatwa sahihi. Hoja hii ya msingi inaitwa "kasi ya kukata." Kitovu cha kazi pia kinaweza kuhamishwa, kinachojulikana kama mwendo wa sekondari wa "malisho." Pamoja, hoja hizi na ukali wa zana ya kukata huruhusu mashine ya usahihi kufanya kazi.
Machining ya usahihi wa ubora inahitaji uwezo wa kufuata michoro maalum iliyotengenezwa na CAD (muundo wa kompyuta iliyosaidiwa) au programu za CAM (kompyuta zilizosaidiwa na utengenezaji) kama AutoCAD na TurboCAD. Programu inaweza kusaidia kutoa michoro ngumu, zenye sura 3 au muhtasari unaohitajika ili kutengeneza zana, mashine au kitu. Mchoro huu lazima uzingatiwe na maelezo makubwa ili kuhakikisha kuwa bidhaa inaboresha uadilifu wake. Wakati kampuni nyingi za usahihi wa machining hufanya kazi na aina fulani ya programu za CAD/CAM, bado hufanya kazi mara nyingi na michoro iliyochorwa kwa mikono katika awamu za awali za muundo.
Machining ya usahihi hutumiwa kwenye idadi ya vifaa pamoja na chuma, shaba, grafiti, glasi na plastiki kutaja wachache. Kulingana na saizi ya mradi na vifaa vinavyotumiwa, zana anuwai za usahihi wa machining zitatumika. Mchanganyiko wowote wa lathes, mashine za milling, vyombo vya habari vya kuchimba visima, saw na grinders, na hata roboti zenye kasi kubwa zinaweza kutumika. Sekta ya aerospace inaweza kutumia machining ya kasi kubwa, wakati tasnia ya kutengeneza vifaa vya kuni inaweza kutumia michakato ya kemikali na milling. Kuondoka kwa kukimbia, au idadi fulani ya kitu chochote, inaweza kuhesabu maelfu, au kuwa wachache tu. Machining ya usahihi mara nyingi inahitaji programu ya vifaa vya CNC ambayo inamaanisha kuwa zinadhibitiwa na kompyuta. Kifaa cha CNC kinaruhusu vipimo halisi kufuatwa wakati wote wa bidhaa.
Milling ni mchakato wa machining wa kutumia cutters za mzunguko kuondoa nyenzo kutoka kwa kazi kwa kuendeleza (au kulisha) mkataji ndani ya kazi kwa mwelekeo fulani. Cutter inaweza pia kushikiliwa kwa pembe ya angle na mhimili wa chombo. Milling inashughulikia anuwai ya shughuli na mashine tofauti, kwenye mizani kutoka sehemu ndogo za mtu binafsi hadi shughuli kubwa, za kubeba nguvu za genge. Ni moja wapo ya michakato inayotumika sana kwa sehemu za kawaida za machining ili kuvumiliana kwa usahihi.
Milling inaweza kufanywa na anuwai ya zana za mashine. Darasa la asili la zana za mashine kwa milling lilikuwa mashine ya milling (mara nyingi huitwa kinu). Baada ya ujio wa Udhibiti wa Nambari ya Kompyuta (CNC), mashine za milling zilibadilika kuwa vituo vya machining: Mashine za milling zilizosababishwa na wabadilishaji wa zana za moja kwa moja, magazeti ya zana au carousels, uwezo wa CNC, mifumo ya baridi, na miiko. Vituo vya milling kwa ujumla huainishwa kama vituo vya machining wima (VMCs) au vituo vya machining vya usawa (HMCs).
Ujumuishaji wa milling kuwa mazingira ya kugeuza, na kinyume chake, ulianza na zana za moja kwa moja kwa lathes na matumizi ya mara kwa mara ya mill kwa shughuli za kugeuza. Hii ilisababisha darasa mpya la zana za mashine, Mashine za Multitasking (MTMS), ambazo zimejengwa kusudi la kuwezesha milling na kugeuka ndani ya bahasha hiyo hiyo ya kazi.
Kwa wahandisi wa kubuni, timu za R&D, na wazalishaji ambao hutegemea sehemu ya kupata, usahihi wa CNC inaruhusu uundaji wa sehemu ngumu bila usindikaji wa ziada. Kwa kweli, usahihi wa CNC machining mara nyingi hufanya iwezekane kwa sehemu za kumaliza kufanywa kwenye mashine moja.
Mchakato wa machining huondoa nyenzo na hutumia vifaa vingi vya kukata kuunda muundo wa mwisho, na mara nyingi ni ngumu sana, muundo wa sehemu. Kiwango cha usahihi huboreshwa kupitia utumiaji wa udhibiti wa nambari ya kompyuta (CNC), ambayo hutumiwa kurekebisha udhibiti wa zana za machining.
Jukumu la "CNC" katika machining ya usahihi
Kutumia maagizo ya programu zilizo na alama, usahihi wa CNC machining inaruhusu kazi ya kukatwa na umbo kwa maelezo bila kuingilia mwongozo na mwendeshaji wa mashine.
Kuchukua mfano wa muundo wa kompyuta (CAD) iliyotolewa na mteja, mtaalam wa fundi hutumia programu ya utengenezaji wa kompyuta (CAM) kuunda maagizo ya kutengeneza sehemu hiyo. Kulingana na mfano wa CAD, programu huamua ni njia gani za zana zinahitajika na hutoa nambari ya programu inayoambia mashine:
■ Je! RPMs sahihi na viwango vya kulisha ni nini
■ Ni lini na wapi kusonga zana na/au kazi ya kazi
■ Jinsi ya kina cha kukata
■ Wakati wa kuomba baridi
■ Sababu zingine zozote zinazohusiana na kasi, kiwango cha kulisha, na uratibu
Mdhibiti wa CNC basi hutumia nambari ya programu kudhibiti, kuelekeza, na kufuatilia harakati za mashine.
Leo, CNC ni sehemu iliyojengwa ya vifaa anuwai, kutoka kwa lathes, mill, na ruta hadi waya EDM (umeme wa kutokwa kwa umeme), laser, na mashine za kukata plasma. Mbali na kuorodhesha mchakato wa machining na kuongeza usahihi, CNC huondoa kazi za mwongozo na kuwachilia machinists kusimamia mashine nyingi zinazoendesha wakati huo huo.
Kwa kuongezea, mara tu njia ya zana imeundwa na mashine imepangwa, inaweza kuendesha sehemu ya idadi ya nyakati. Hii hutoa kiwango cha juu cha usahihi na kurudiwa, ambayo kwa upande wake hufanya mchakato kuwa wa gharama kubwa na mbaya.
Vifaa ambavyo vimetengenezwa
Baadhi ya metali ambazo zinafanywa kawaida ni pamoja na alumini, shaba, shaba, shaba, chuma, titani, na zinki. Kwa kuongezea, kuni, povu, fiberglass, na plastiki kama vile polypropylene pia zinaweza kutengenezwa.
Kwa kweli, karibu nyenzo yoyote inaweza kutumika na usahihi wa machining ya CNC - kwa kweli, kulingana na programu na mahitaji yake.
Faida zingine za usahihi wa machining ya CNC
Kwa sehemu nyingi ndogo na vifaa ambavyo hutumiwa katika anuwai ya bidhaa zilizotengenezwa, usahihi wa CNC machining mara nyingi ni njia ya kuchagua.
Kama ilivyo kwa karibu njia zote za kukata na machining, vifaa tofauti hukaa tofauti, na saizi na sura ya sehemu pia ina athari kubwa kwenye mchakato. Walakini, kwa ujumla mchakato wa usahihi wa machining ya CNC hutoa faida juu ya njia zingine za machining.
Hiyo ni kwa sababu machining ya CNC ina uwezo wa kutoa:
■ Kiwango cha juu cha ugumu wa sehemu
■ Uvumilivu mkali, kawaida kuanzia ± 0.0002 "(± 0.00508 mm) hadi ± 0.0005" (± 0.0127 mm)
■ Kumaliza laini laini, pamoja na kumaliza kwa mila
■ Kurudia, hata kwa viwango vya juu
Wakati machinist mwenye ujuzi anaweza kutumia lathe mwongozo kufanya sehemu bora kwa idadi ya 10 au 100, nini kinatokea wakati unahitaji sehemu 1,000? Sehemu 10,000? Sehemu 100,000 au milioni?
Kwa usahihi wa CNC machining, unaweza kupata shida na kasi inayohitajika kwa aina hii ya uzalishaji wa kiwango cha juu. Kwa kuongezea, kurudiwa kwa hali ya juu kwa usahihi wa CNC kunakupa sehemu ambazo zote ni sawa kutoka mwanzo hadi kumaliza, haijalishi unazalisha sehemu ngapi.
Kuna njia maalum sana za machining ya CNC, pamoja na waya EDM (umeme wa kutokwa kwa umeme), machining ya kuongeza, na uchapishaji wa laser ya 3D. Kwa mfano, waya EDM hutumia vifaa vyenye nguvu -kawaida metali -na umeme husafisha ili kufuta kazi ya kazi kuwa maumbo magumu.
Walakini, hapa tutazingatia michakato ya milling na kugeuza - njia mbili za kujipenyeza ambazo zinapatikana sana na hutumika mara kwa mara kwa usahihi wa machining ya CNC.
Milling dhidi ya kugeuka
Milling ni mchakato wa machining ambao hutumia zana inayozunguka, ya cylindrical kuondoa nyenzo na kuunda maumbo. Vifaa vya milling, vinavyojulikana kama kinu au kituo cha machining, hutimiza ulimwengu wa jiometri ngumu za sehemu kwenye vitu vikubwa zaidi vya chuma.
Tabia muhimu ya milling ni kwamba kazi ya kazi inabaki stationary wakati chombo cha kukata. Kwa maneno mengine, kwenye kinu, zana ya kukata inayozunguka inazunguka kwenye eneo la kazi, ambalo linabaki mahali pa kitanda.
Kugeuka ni mchakato wa kukata au kuchagiza vifaa vya kazi kwenye vifaa vinavyoitwa lathe. Kawaida, lathe huweka laini ya kazi kwenye mhimili wa wima au usawa wakati chombo cha kukata (ambacho kinaweza au kisichozunguka) kinatembea kando ya mhimili uliopangwa.
Chombo hakiwezi kuzunguka sehemu hiyo. Nyenzo huzunguka, ikiruhusu 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, spins za kazi. Sehemu ya hisa inageuka kwenye spindle ya lathe na zana ya kukata huletwa na kiboreshaji cha kazi.
Mwongozo dhidi ya CNC Machining
Wakati mill na lathes zote zinapatikana katika mifano ya mwongozo, mashine za CNC zinafaa zaidi kwa madhumuni ya sehemu ndogo za utengenezaji - kutoa shida na kurudiwa kwa matumizi yanayohitaji uzalishaji wa kiwango cha juu cha sehemu za uvumilivu.
Mbali na kutoa mashine rahisi za mhimili 2 ambazo chombo hutembea kwenye axes za X na Z, vifaa vya CNC vya usahihi ni pamoja na mifano ya axis ambayo vifaa vya kazi pia vinaweza kusonga. Hii ni tofauti na lathe ambapo kazi ya kazi ni mdogo kwa inazunguka na zana zitasonga ili kuunda jiometri inayotaka.
Usanidi huu wa axis nyingi huruhusu uzalishaji wa jiometri ngumu zaidi katika operesheni moja, bila kuhitaji kazi ya ziada na mwendeshaji wa mashine. Hii haifanyi tu kuwa rahisi kutoa sehemu ngumu, lakini pia hupunguza au kuondoa nafasi ya kosa la mwendeshaji.
Kwa kuongezea, utumiaji wa shinikizo la juu na machining ya usahihi wa CNC inahakikisha kwamba chips haziingii kwenye kazi, hata wakati wa kutumia mashine na spindle iliyoelekezwa kwa wima.
CNC Mills
Mashine tofauti za milling hutofautiana katika ukubwa wao, usanidi wa mhimili, viwango vya kulisha, kasi ya kukata, mwelekeo wa kulisha milling, na sifa zingine.
Walakini, kwa ujumla, CNC Mills zote hutumia spindle inayozunguka kukata nyenzo zisizohitajika. Zinatumika kukata metali ngumu kama vile chuma na titani lakini pia zinaweza kutumika na vifaa kama plastiki na alumini.
Mill ya CNC imejengwa kwa kurudiwa na inaweza kutumika kwa kila kitu kutoka kwa prototyping hadi uzalishaji wa kiwango cha juu. Mill ya usahihi wa mwisho wa CNC mara nyingi hutumiwa kwa kazi ya uvumilivu mkali kama vile milling faini hufa na ukungu.
Wakati CNC Milling inaweza kutoa mabadiliko ya haraka, kumaliza-milled hutengeneza sehemu zilizo na alama za zana zinazoonekana. Inaweza pia kutoa sehemu zilizo na ncha kali na burrs, kwa hivyo michakato ya ziada inaweza kuhitajika ikiwa kingo na burrs hazikubaliki kwa huduma hizo.
Kwa kweli, zana za kujadili zilizopangwa katika mlolongo zitatawala, ingawa kawaida hufikia 90% ya mahitaji ya kumaliza kabisa, na kuacha huduma kadhaa za kumaliza kwa mkono wa mwisho.
Kama kwa kumaliza kwa uso, kuna vifaa ambavyo vitatoa sio tu kumaliza kwa uso unaokubalika, lakini pia kumaliza kama kioo kwenye sehemu za bidhaa ya kazi.
Aina za mill ya CNC
Aina mbili za msingi za mashine za milling zinajulikana kama vituo vya wima vya machining na vituo vya machining vya usawa, ambapo tofauti ya msingi iko katika mwelekeo wa spindle ya mashine.
Kituo cha machining wima ni kinu ambacho mhimili wa spindle umeunganishwa katika mwelekeo wa z-axis. Mashine hizi za wima zinaweza kugawanywa zaidi katika aina mbili:
■ Mili ya kitanda, ambayo spindle inaenda sambamba na mhimili wake mwenyewe wakati meza inasonga mbele kwa mhimili wa spindle
■ Mili ya Turret, ambayo spindle ni ya stationary na meza huhamishwa ili kila wakati ni sawa na sambamba na mhimili wa spindle wakati wa operesheni ya kukata
Katika kituo cha machining cha usawa, mhimili wa spindle ya kinu umeunganishwa katika mwelekeo wa y-axis. Muundo wa usawa unamaanisha kuwa mill hizi huwa zinachukua nafasi zaidi kwenye sakafu ya duka la mashine; Pia ni mzito kwa uzito na nguvu zaidi kuliko mashine za wima.
Mill ya usawa mara nyingi hutumiwa wakati kumaliza bora kwa uso inahitajika; Hiyo ni kwa sababu mwelekeo wa spindle inamaanisha chips za kukata kawaida huanguka na huondolewa kwa urahisi. (Kama faida iliyoongezwa, uondoaji mzuri wa chip husaidia kuongeza maisha ya zana.)
Kwa ujumla, vituo vya machining wima vinaenea zaidi kwa sababu vinaweza kuwa na nguvu kama vituo vya machining vya usawa na vinaweza kushughulikia sehemu ndogo sana. Kwa kuongezea, vituo vya wima vina alama ndogo kuliko vituo vya machining vya usawa.
Multi-axis CNC Mills
Vituo vya CNC vya CNC vinapatikana na shoka nyingi. Kinu cha mhimili 3 hutumia shoka za x, y, na z kwa anuwai ya kazi. Na kinu cha mhimili 4, mashine inaweza kuzunguka kwenye mhimili wima na usawa na kusonga kifaa cha kazi ili kuruhusu machining inayoendelea zaidi.
Kinu cha mhimili 5 kina shoka tatu za jadi na shoka mbili za ziada za kuzunguka, kuwezesha kazi ya kuzungushwa wakati kichwa cha spindle kinazunguka. Hii inawezesha pande tano za vifaa vya kazi kutengenezwa bila kuondoa kazi na kuweka upya mashine.
CNC Lathes
Lathe - pia huitwa kituo cha kugeuza - ina spindles moja au zaidi, na shoka za X na Z. Mashine hutumiwa kuzungusha kipengee cha kazi kwenye mhimili wake kufanya shughuli mbali mbali za kukata na kuchagiza, kutumia vifaa vingi kwenye vifaa vya kazi.
Lathes za CNC, ambazo pia huitwa lathes za zana za vitendo vya moja kwa moja, ni bora kwa kuunda sehemu za silinda au sehemu za spherical. Kama mill ya CNC, lathes za CNC zinaweza kushughulikia shughuli ndogo kama hizo lakini zinaweza kuwekwa kwa kurudiwa kwa hali ya juu, kusaidia uzalishaji wa kiwango cha juu.
Lathes za CNC pia zinaweza kuwekwa kwa uzalishaji usio na mikono, ambayo inawafanya watumike sana kwenye magari, vifaa vya umeme, anga, roboti, na tasnia ya vifaa vya matibabu.
Jinsi CNC Lathe inavyofanya kazi
Na lathe ya CNC, bar tupu ya vifaa vya hisa imejaa kwenye chuck ya spindle ya lathe. Chuck hii inashikilia mahali pa kazi wakati spindle inazunguka. Wakati spindle inafikia kasi inayohitajika, zana ya kukata stationary huletwa na kipengee cha kazi ili kuondoa nyenzo na kufikia jiometri sahihi.
Lathe ya CNC inaweza kufanya shughuli kadhaa, kama vile kuchimba visima, kuchimba, boring, reaming, inakabiliwa, na kugeuka kwa taper. Shughuli tofauti zinahitaji mabadiliko ya zana na zinaweza kuongeza gharama na wakati wa usanidi.
Wakati shughuli zote zinazohitajika za machining zimekamilika, sehemu hiyo hukatwa kutoka kwa hisa kwa usindikaji zaidi, ikiwa inahitajika. Lathe ya CNC iko tayari kurudia operesheni, na wakati mdogo wa usanidi au kawaida kawaida inahitajika kati.
Lathes za CNC pia zinaweza kubeba aina ya malisho ya bar moja kwa moja, ambayo hupunguza kiwango cha utunzaji wa malighafi na kutoa faida kama zifuatazo:
■ Punguza wakati na juhudi zinazohitajika kwa mwendeshaji wa mashine
■ Kusaidia barstock kupunguza vibrations ambazo zinaweza kuathiri vibaya usahihi
■ Ruhusu chombo cha mashine kufanya kazi kwa kasi ya spindle nzuri
■ Punguza nyakati za mabadiliko
■ Punguza taka za nyenzo
Aina za lathes za CNC
Kuna idadi ya aina tofauti za lathes, lakini ya kawaida ni 2-axis CNC lathes na lathes moja kwa moja ya mtindo wa China.
Lathes nyingi za CNC China hutumia spindles moja au mbili kuu pamoja na spindles moja au mbili nyuma (au sekondari), na uhamishaji wa mzunguko unaowajibika kwa wa zamani. Spindle kuu hufanya operesheni ya msingi ya machining, kwa msaada wa mwongozo wa bushing.
Kwa kuongezea, baadhi ya mitindo ya mtindo wa Uchina huja na vifaa vya pili vya zana ambayo inafanya kazi kama kinu cha CNC.
Na lathe moja kwa moja ya mtindo wa CNC, vifaa vya hisa hulishwa kupitia spindle ya kichwa inayoingia ndani ya mwongozo wa bushing. Hii inaruhusu chombo kukata nyenzo karibu na mahali ambapo nyenzo zinaungwa mkono, na kufanya mashine ya China kuwa na faida kwa sehemu ndefu, nyembamba zilizogeuzwa na kwa micromachining.
Vituo vingi vya kugeuza Axis CNC na Lathes za mtindo wa Uchina zinaweza kutimiza shughuli nyingi za machining kwa kutumia mashine moja. Hii inawafanya kuwa chaguo la gharama kubwa kwa jiometri ngumu ambazo zingehitaji mashine nyingi au mabadiliko ya zana kwa kutumia vifaa kama vile kinu cha jadi cha CNC.