El terme CNC significa "control numèric per ordinador", i el mecanitzat CNC es defineix com un procés de fabricació subtractiu que normalment utilitza control informàtic i màquines-eina per eliminar capes de material d'una peça en brut (anomenada peça en blanc o peça de treball) i produir una peça dissenyada a mida.
El procés funciona en una varietat de materials, com ara metall, plàstic, fusta, vidre, escuma i compostos, i té aplicacions en diverses indústries, com ara el mecanitzat CNC de grans dimensions i l'acabat CNC de peces aeroespacials.
Característiques del mecanitzat CNC
01. Alt grau d'automatització i molt alta eficiència de producció. Excepte la subjecció de peces en brut, tots els altres procediments de processament es poden completar mitjançant màquines-eina CNC. Si es combina amb la càrrega i descàrrega automàtiques, és un component bàsic d'una fàbrica no tripulada.
El processament CNC redueix la mà d'obra de l'operador, millora les condicions de treball, elimina el marcatge, la subjecció i el posicionament múltiples, la inspecció i altres processos i operacions auxiliars, i millora eficaçment l'eficiència de la producció.
02. Adaptabilitat als objectes de processament CNC. Quan es canvia l'objecte de processament, a més de canviar l'eina i resoldre el mètode de subjecció de la peça en blanc, només cal una reprogramació sense altres ajustaments complicats, cosa que escurça el cicle de preparació de la producció.
03. Alta precisió de processament i qualitat estable. La precisió dimensional del processament és d'entre d0,005 i 0,01 mm, cosa que no es veu afectada per la complexitat de les peces, ja que la majoria de les operacions les completa automàticament la màquina. Per tant, augmenta la mida de les peces per lots i també s'utilitzen dispositius de detecció de posició en màquines-eina controlades per precisió, millorant encara més la precisió del mecanitzat CNC de precisió.
04. El processament CNC té dues característiques principals: primer, pot millorar considerablement la precisió del processament, incloent-hi la precisió de la qualitat del processament i la precisió de l'error del temps de processament; segon, la repetibilitat de la qualitat del processament pot estabilitzar la qualitat del processament i mantenir la qualitat de les peces processades.
Tecnologia de mecanitzat CNC i àmbit d'aplicació:
Es poden seleccionar diferents mètodes de processament segons el material i els requisits de la peça mecanitzada. Comprendre els mètodes de mecanitzat comuns i el seu àmbit d'aplicació ens pot permetre trobar el mètode de processament de peces més adequat.
Girant
El mètode de processament de peces mitjançant torns s'anomena col·lectivament tornejat. Amb eines de tornejat de conformació, també es poden processar superfícies corbes giratòries durant l'avanç transversal. El tornejat també pot processar superfícies de rosca, plans finals, eixos excèntrics, etc.
La precisió de tornejat és generalment d'IT11-IT6, i la rugositat superficial és de 12,5-0,8 μm. Durant el tornejat fi, pot arribar a IT6-IT5, i la rugositat pot arribar a 0,4-0,1 μm. La productivitat del processament de tornejat és alta, el procés de tall és relativament suau i les eines són relativament senzilles.
Àmbit d'aplicació: perforació de forats centrals, perforació, escariatge, roscat, tornejat cilíndric, mandrinat, tornejat de cares frontals, tornejat de ranures, tornejat de superfícies conformades, tornejat de superfícies còniques, moletejat i tornejat de rosques
Fresat
El fresat és un mètode que utilitza una eina giratòria de múltiples talls (fresa) en una fresadora per processar la peça. El moviment de tall principal és la rotació de l'eina. Segons si la direcció principal de la velocitat del moviment durant el fresat és la mateixa o oposada a la direcció d'avanç de la peça, es divideix en fresat descendent i fresat ascendent.
(1) Fresat descendent
El component horitzontal de la força de fresat és el mateix que la direcció d'avanç de la peça. Normalment hi ha un espai entre el cargol d'alimentació de la taula de la peça i la femella fixa. Per tant, la força de tall pot fer que la peça i la taula de treball es moguin fàcilment cap endavant junts, fent que la velocitat d'avanç augmenti sobtadament. Augment, provocant ganivets.
(2) Contrafresat
Pot evitar el fenomen de moviment que es produeix durant el fresat descendent. Durant el fresat ascendent, el gruix de tall augmenta gradualment des de zero, de manera que el tall de tall comença a experimentar una etapa de compressió i lliscament sobre la superfície mecanitzada endurida pel tall, accelerant el desgast de l'eina.
Àmbit d'aplicació: fresat pla, fresat esglaonat, fresat de ranures, fresat de superfícies de conformació, fresat de ranures en espiral, fresat d'engranatges, tall
Planificació
El processament de planxa generalment es refereix a un mètode de processament que utilitza una planxa per fer un moviment lineal alternatiu respecte a la peça de treball en una planxa per eliminar l'excés de material.
La precisió de planeig generalment pot arribar a IT8-IT7, la rugositat superficial és de Ra6.3-1.6 μm, la planitud de planeig pot arribar a 0.02/1000 i la rugositat superficial és de 0.8-0.4 μm, cosa que és superior per al processament de peces de fosa grans.
Àmbit d'aplicació: planar superfícies planes, planar superfícies verticals, planar superfícies esglaonades, planar ranures en angle recte, planar bisells, planar ranures de cua d'oreneta, planar ranures en forma de D, planar ranures en forma de V, planar superfícies corbes, planar ranures de xaveta en forats, planar bastidors, planar superfícies compostes
Mòlta
El rectificat és un mètode de tall de la superfície de la peça en una rectificadora utilitzant una mola de mòlta artificial d'alta duresa (mola de mòlta) com a eina. El moviment principal és la rotació de la mola.
La precisió de rectificat pot arribar a IT6-IT4, i la rugositat superficial Ra pot arribar a 1,25-0,01 μm, o fins i tot 0,1-0,008 μm. Una altra característica del rectificat és que pot processar materials metàl·lics endurits, que pertanyen a l'àmbit de l'acabat, per la qual cosa sovint s'utilitza com a pas final de processament. Segons les diferents funcions, el rectificat també es pot dividir en rectificat cilíndric, rectificat de forats interns, rectificat pla, etc.
Àmbit d'aplicació: rectificat cilíndric, rectificat cilíndric intern, rectificat superficial, rectificat de formes, rectificat de rosques, rectificat d'engranatges
Perforació
El procés de processament de diversos forats interns en una màquina perforadora s'anomena perforació i és el mètode més comú de processament de forats.
La precisió de la perforació és baixa, generalment IT12~IT11, i la rugositat superficial és generalment Ra5.0~6.3um. Després de la perforació, sovint s'utilitzen ampliacions i escaris per a semiacabats i acabats. La precisió del processament d'escaris és generalment IT9-IT6, i la rugositat superficial és Ra1.6-0.4μm.
Àmbit d'aplicació: perforació, escariat, escariat, roscat, forats d'estronci, raspat de superfícies
Processament de perforació
El processament de mandrinat és un mètode de processament que utilitza una màquina de mandrinat per augmentar el diàmetre dels forats existents i millorar la qualitat. El processament de mandrinat es basa principalment en el moviment de rotació de l'eina de mandrinat.
La precisió del processament de perforació és alta, generalment IT9-IT7, i la rugositat superficial és de Ra6.3-0.8 mm, però l'eficiència de producció del processament de perforació és baixa.
Àmbit d'aplicació: processament de forats d'alta precisió, acabat de múltiples forats
Processament de la superfície de les dents
Els mètodes de processament de la superfície de les dents dels engranatges es poden dividir en dues categories: mètode de conformació i mètode de generació.
La màquina-eina utilitzada per processar la superfície de la dent mitjançant el mètode de conformació és generalment una fresadora ordinària, i l'eina és una fresa de conformació, que requereix dos moviments de conformació simples: moviment de rotació i moviment lineal de l'eina. Les màquines-eina més utilitzades per processar superfícies de dents mitjançant el mètode de generació són les màquines de tall d'engranatges, les màquines de conformació d'engranatges, etc.
Àmbit d'aplicació: engranatges, etc.
Processament de superfícies complexes
El tall de superfícies corbes tridimensionals utilitza principalment mètodes de fresat per còpia i fresat CNC o mètodes de processament especials.
Àmbit d'aplicació: components amb superfícies corbes complexes
EDM
El mecanitzat per descàrrega elèctrica utilitza l'alta temperatura generada per la descàrrega instantània d'espurna entre l'elèctrode de l'eina i l'elèctrode de la peça per erosionar el material superficial de la peça per aconseguir el mecanitzat.
Àmbit d'aplicació:
① Processament de materials conductors durs, fràgils, resistents, tous i d'alt punt de fusió;
② Processament de materials semiconductors i materials no conductors;
③ Processament de diversos tipus de forats, forats corbats i microforats;
④ Processament de diverses cavitats superficials corbes tridimensionals, com ara les cambres de motlle de motlles de forja, motlles de fosa a pressió i motlles de plàstic;
⑤ S'utilitza per tallar, retallar, enfortir superfícies, gravar, imprimir plaques i marques, etc.
Mecanitzat electroquímic
El mecanitzat electroquímic és un mètode que utilitza el principi electroquímic de la dissolució anòdica del metall en l'electròlit per donar forma a la peça.
La peça de treball es connecta al pol positiu de la font d'alimentació de CC, l'eina es connecta al pol negatiu i es manté un petit espai (0,1 mm ~ 0,8 mm) entre els dos pols. L'electròlit amb una certa pressió (0,5 MPa ~ 2,5 MPa) flueix a través de l'espai entre els dos pols a una velocitat elevada (15 m/s ~ 60 m/s).
Àmbit d'aplicació: processament de forats, cavitats, perfils complexos, forats profunds de petit diàmetre, estriat, desbarbat, gravat, etc.
processament làser
El processament làser de la peça es realitza mitjançant una màquina de processament làser. Les màquines de processament làser solen constar de làsers, fonts d'alimentació, sistemes òptics i sistemes mecànics.
Àmbit d'aplicació: matrius de trefilatge de filferro de diamant, coixinets de gemmes de rellotgeria, pells poroses de làmines de perforació divergents refrigerades per aire, processament de petits forats d'injectors de motors, pales de motors aeronàutics, etc., i tall de diversos materials metàl·lics i materials no metàl·lics.
Processament ultrasònic
El mecanitzat per ultrasons és un mètode que utilitza la vibració de freqüència ultrasònica (16 kHz ~ 25 kHz) de la cara de l'extrem de l'eina per impactar els abrasius suspesos en el fluid de treball, i les partícules abrasives impacten i poleixen la superfície de la peça per processar la peça.
Àmbit d'aplicació: materials difícils de tallar
Principals indústries d'aplicació
Generalment, les peces processades per CNC tenen una alta precisió, per la qual cosa les peces processades per CNC s'utilitzen principalment en les següents indústries:
Aeroespacial
L'aeroespacial requereix components amb alta precisió i repetibilitat, incloent-hi les pales de les turbines dels motors, les eines utilitzades per fabricar altres components i fins i tot les cambres de combustió utilitzades en els motors de coets.
Construcció d'automòbils i maquinària
La indústria de l'automoció requereix la fabricació de motlles d'alta precisió per a la fosa de components (com ara suports de motor) o el mecanitzat de components d'alta tolerància (com ara pistons). La màquina tipus gantry fon mòduls d'argila que s'utilitzen en la fase de disseny del cotxe.
indústria militar
La indústria militar utilitza components d'alta precisió amb requisits de tolerància estrictes, inclosos components de míssils, canons d'armes, etc. Tots els components mecanitzats de la indústria militar es beneficien de la precisió i la velocitat de les màquines CNC.
mèdic
Els dispositius mèdics implantables sovint es dissenyen per adaptar-se a la forma dels òrgans humans i s'han de fabricar amb aliatges avançats. Com que cap màquina manual és capaç de produir aquestes formes, les màquines CNC esdevenen una necessitat.
energia
La indústria energètica abasta totes les àrees de l'enginyeria, des de les turbines de vapor fins a les tecnologies més innovadores com la fusió nuclear. Les turbines de vapor requereixen pales de turbina d'alta precisió per mantenir l'equilibri a la turbina. La forma de la cavitat de supressió de plasma d'R+D en la fusió nuclear és molt complexa, està feta de materials avançats i requereix el suport de màquines CNC.
El processament mecànic s'ha desenvolupat fins avui, i seguint la millora dels requisits del mercat, s'han derivat diverses tècniques de processament. Quan es tria un procés de mecanitzat, es poden tenir en compte molts aspectes: com ara la forma de la superfície de la peça, la precisió dimensional, la precisió de la posició, la rugositat superficial, etc.
Només escollint el procés més adequat podem garantir la qualitat i l'eficiència del processament de la peça amb una inversió mínima i maximitzar els beneficis generats.
Data de publicació: 18 de gener de 2024