Mis on CNC-tööpink?
CNC-tööpink on tööpink, mida saab juhtida arvutiprogrammi abil. See suudab automaatselt täita mitmesuguseid keerulisi töötlemisülesandeid vastavalt eelseadistatud töötlemisprogrammidele. CNC on lühend sõnadest "Computer Numerical Control", mis tähendab arvuti numbrilist juhtimist.
CNC-töötlus on lahutav tootmisprotsess, mille käigus kasutatakse arvuti abil juhitavaid tööpinke tooriku materjali eemaldamiseks ja detailide tootmiseks. Tavaliselt planeerivad CNC-tööpingid töötlemistee automaatselt kolmemõõtmelise CAD-mudeli põhjal ja juhivad tööriista lõikama mööda teed, et saavutada detaili kuju.
See artikkel tutvustab erinevat tüüpi CNC-tööpinke ja nende tööpõhimõtet.
1. CNC-freesimismasin
CNC-freespink on nagu CNC-freespink, kuid seda kasutatakse üldiselt pehmemate materjalide töötlemiseks ja see on tavaliselt vähem täpne kui CNC-freespingid. CNC-freespingid on tuntud oma võime poolest kasutada arvuti numbrilist juhtimist spindli ja tööpingi radade freesimiseks, et kujundada ja vormida materjale nagu puit, teras, vaht, komposiidid, alumiinium ja plastik.
CNC-freesid koosnevad tavaliselt astmemootoritest, astmelistest ajamismehhanismidest, mehaanilisest alusest, spindlist, kontrolleritest ja toiteallikast. CNC-freesid aitavad vähendada jäätmeid, suurendada tootlikkust ja täpsust ning toota tooteid kiiremini.
2. CNC-masina puurimine
CNC-puurmasinat kasutatakse töötlemisprotsesside jaoks, mis nõuavad silindriliste aukude tegemist toorikusse puurimise teel. See kasutab pöörlevaid puuriterasid, mille konstruktsioon võimaldab metallijääkidel ehk laastudel aukude tegemise ajal toorikust eemalduda.
CNC-puurmasinaga saab kasutada mitut tüüpi puuriterasid, millest igaüks sobib erinevateks rakendusteks. Tüüpide hulka kuuluvad punktpuurid aukude alustamiseks, süvistuspuurid sügavate aukude puurimiseks, kruvipuurid täppisaukude jaoks ja padruniga puurid aukude viimistlemiseks soovitud suurusega.
Nagu teisedki CNC-masinad, kasutab puur-CNC-masin puurimisprotsessi automatiseerimiseks arvuti numbrilist juhtimist. See suunab puuritera asukohti ja liikumismustreid vastavalt programmeeritud tööriistaradadele. See võimaldab täpselt ja korratavalt puurida toorikusse mitu auku. Puur-CNC-masinad on kasulikud, kui suured osade mahud vajavad automatiseeritud puurimisprotsesside abil toodetud identseid aukude mustreid või suurusi.
3. CNC-treipingi
CNC-treipingi kasutatakse töötlemisprotsesside jaoks, mis hõlmavad pöörlevate toorikute treimist või vormimist. See kasutab ühepunktilisi lõikeriistu, mille konstruktsioon varieerub olenevalt konkreetsest treimisrakendusest, näiteks jämetöötlus, viimistlemine, tasandamine, keermestamine, vormimine, altlõikamine, lahutus ja soonte lõikamine.
CNC-treipink automatiseerib treimisprotsessi arvuti abil. See suunab lõikeriistade asukohti ja liikumisi vastavalt programmeeritud tööriistaradadele. See võimaldab silindrilistest toorikutest täpselt ja korduvkasutatavalt toota keerukaid kujundeid ja geomeetriaid.
Saadaval on erinevat tüüpi CNC-treipinke, mis sobivad erinevateks rakendusteks. Levinud tüüpide hulka kuuluvad revolvertreipingid, mis sobivad masstootmiseks automaatse tööriistavahetusega, mootoriga treipingid üldotstarbeliseks treimiseks ja eriotstarbelised treipingid, mis on loodud konkreetsete geomeetriate või materjalide jaoks.
CNC-treimisprotsess suurendab käsitsi treipinkidega võrreldes tootlikkust, võimaldades mehitamata töötamist ja mitme detaili tootmist täpsete spetsifikatsioonide järgi. CNC-treipingid on eriti kasulikud autotööstuses, lennunduses ja täppistootmises, kus on vaja täpselt ja tõhusalt töödelda suurt hulka treitud komponente.
4. 5-teljeline CNC-masin
5-teljeline CNC-pink suurendab traditsiooniliste 3-teljeliste freespinkide võimalusi, lisades kaks täiendavat pöörlemistelge, mis võimaldab keerukate geomeetriate töötlemist ühe kinnitusega.
Lisaks kolmele lineaarsele teljele (X, Y, Z) lõikeriista positsioneerimiseks on 5-teljelisel CNC-masinal kas kaks täiendavat pöörlevat telge lõikevõllil või kallutatav/pööratav laud. See annab tooriku positsioneerimiseks kaks täiendavat vabadusastet.
Töödeldava detaili kinnitusvahendi (pöördlaua) kallutamise ja pööramise abil võimaldab 5-teljeline masin lõikeriistal pääseda ligi prismakujulise tooriku viiele pinnale ja töödelda neid 90-kraadise nurga all ilma toorikut operatsioonide vahel lähtestamata.
Kaks täiendavat pöörlevat telge (mida tavaliselt nimetatakse A- ja C-teljeks) parandavad oluliselt töötlemise efektiivsust, kuna puudub vajadus mitme kinnituse ja seadistuse järele. Keerulisi geomeetriaid, näiteks skulptuurseid vorme, saab 5-teljelisel CNC-masinal ühe kinnitusega täielikult töödelda.
See leiab laialdasi rakendusi lennunduses, stantside/vormide valmistamisel ja meditsiinitööstuses, kus keerulised osad on tavalised. 5-teljelist CNC-töötlust kasutatakse sageli ka skulptuuride valmistamiseks, kuna see võimaldab töödelda vabakujulisi pindu.
5. CNC-masina freesimine
CNC-freespink kasutab toorikute täpseks vormimiseks ja töötlemiseks pöörlevaid mitmepunktilisi lõikeriistu. Levinud freespinkide hulka kuuluvad otsfreesid, spiraalfreesid ja kaldfreesid, mida saab vastavalt konkreetsele freesimisrakendusele orienteerida kas horisontaalselt või vertikaalselt.
CNC-freespink automatiseerib freesimisprotsessi arvuti abil. See suunab lõikeriista asukohta ja liikumisteed vastavalt programmeeritud tööradadele. See võimaldab toormaterjalidest või valanditest toota keerukaid profiile ja geomeetriaid täpselt ja korduvalt.
CNC-freespingid, mida nimetatakse ka freespinkideks või freespingideks, on saadaval nii horisontaalse kui ka vertikaalse paigutusega. Põhilistel CNC-freespingitel on kolm lineaarset liikumistelge (X, Y, Z), samas kui keerukamatel mudelitel on ligipääsetavuse parandamiseks täiendavad pöörlemisteljed.
Levinumad CNC-freespingid hõlmavad väikeste osade käsitsi freespingid, üldiseks töötlemiseks mõeldud tavalised või vertikaalsed freespingid, mitmesugusteks toiminguteks sobivad universaalsed freespingid ja universaalsed freespingid, mis pakuvad maksimaalset paindlikkust nelja või viie telje kaudu.
CNC-freesimisprotsess suurendab käsitsi freespinkidega võrreldes tootlikkust. See võimaldab freesitud komponentide mehitamata ja masstootmist täpsete tolerantsidega. CNC-freespinke kasutatakse laialdaselt töötlevas tööstuses metallide, plasti, puidu, komposiitide ja muu materjali töötlemiseks.
6. Laserlõikusmasin CNC-le
CNC-laserlõikusmasin kasutab materjalide lõikamiseks suure võimsusega laserit nende sulatamise, põletamise või aurustamise teel. See võimaldab keerukate mustrite ja profiilide täpset lõikamist.
Laserlõikusmasinates kasutatavate tööstuslike laserite peamised tüübid on järgmised:
- CO2 laserid: ühed levinumad gaaslaserid, mis kasutavad süsinikdioksiidi gaasisegu. Sobib mittemetallide, näiteks puidu, plasti ja tekstiili lõikamiseks. Samuti võivad nad lõigata mõningaid pehmeid teraseid.
- Tahkislaserid: Tavaliselt ütrium-alumiiniumgranaadist (YAG) laserid, mis kasutavad aktiivse elemendina neodüümi. Võimsamad kui CO2-laserid ja suudavad lõigata paksemaid ja kõvemaid metalle.
- Kiudlaserid: Uuem tahkislaseri tüüp, millel on parem kiirekvaliteet. Väga tõhus täppismetalli lõikamiseks.
CNC-laserlõikusmasinad suunavad laserkiirt programmeeritud tööradade järgi, kasutades xy-portaale ja CNC-juhtimist. Levinud töömahud ulatuvad lauaarvutitest kuni suurformaadiliste masinateni.
Laser tagab puhta lõike suure täpsuse ja minimaalse kuumusest mõjutatud tsooniga. See võimaldab keerukat lõikamist väga erinevates materjalides. Laserlõikust kasutatakse laialdaselt tootmises, prototüüpide valmistamisel ning auto- ja lennundustööstuses.
7. Plasmalõikusmasin CNC-le
Plasmalõikus-CNC-masin kasutab elektrijuhtivate materjalide lõikamiseks plasmapõletit. See töötab nii, et läbi düüsi juhitakse suure kiirusega gaas, näiteks hapnik või õhk, ja põleti alla moodustatakse elektriline kaar, mis ioniseerib gaasi juhtivaks plasmavooluks.
Seejärel kannab plasmavoog soojuse ja elektri töödeldava materjali peale, lõigates seda sulamise ja aurustamise teel. Plasmalõikusmasinatega lõigatavate tavaliste materjalide hulka kuuluvad teras, roostevaba teras, alumiinium, messing ja vask.
CNC-plasmalõikusmasinal juhib plasmapõletit CNC-süsteem programmeeritud tööradade järgi. See võimaldab keerukate 2D- ja 3D-kujundite täpset arvuti abil lõikamist metallist.
Plasmalõikusmasinate CNC põhiomaduste hulka kuuluvad võime lõigata pakse plaatmaterjale, hea lõikekvaliteet minimaalsete kuumusmõjutsoonidega ja kiire lõikekiirus. Need sobivad hästi tootmis-, hooldus- ja remonditöödeks.
CNC-süsteem pakub automatiseeritud ja korduvaid lõikeid ning võimaldab mehitamata töötamist. Plasmalõikust kasutatakse laialdaselt sellistes tööstusharudes nagu autotööstus, tootmine, laevaehitus ja ehitus metalldetailide ja -komponentide lõikamiseks, kaldlõikamiseks ja õõnestamiseks.
8. Elektrilahendusega CNC-masin
Elektrilise erosiooniga CNC-masin, tuntud ka kui EDM (elektriline erosioonitöötlus) või sädemeerosiooniga CNC-masin, kasutab elektrijuhtivate materjalide lõikamiseks elektrisädemete termoelektrilist protsessi.
See toimib kahe elektroodi – tööriistaelektroodi ja töödeldava materjali – vahelise pinge erinevuse kaudu tekkivate elektrisädemete abil, et sulamise ja aurustamise teel väikeseid koguseid materjali kulutada. Prügi eemaldamiseks kasutatakse deioniseeritud vett.
EDM CNC-masinal on tööriistaelektrood ühendatud CNC-süsteemiga ning täpselt positsioneeritud ja juhitav vastavalt programmeeritud tööradadele. See võimaldab keerulisi 3D-kujusid töödelda kõvadest metallidest ja sulamitest, mida on traditsiooniliste meetoditega raske lõigata.
Mõned EDM CNC-masinate peamised eelised hõlmavad võimet töödelda väga kõvasid materjale, toota väga suure täpsuse ja pinnaviimistlusega osi ning lõigata keerulisi siseõõnsusi ja profiile.
Levinud rakenduste hulka kuuluvad vormid, stantsid, lennunduskomponendid ja kirurgilised implantaadid, kuna protsess on kontaktivaba ja tekitab toorikule minimaalseid mehaanilisi jõude. EDM CNC-masinad sobivad hästi keerukate osade väikesemahuliseks tootmiseks.
9. Siin on CNC-lihvimismasina põhipunktid:
- - CNC-lihvimismasin kasutab metalldetailide lõikamiseks ja vormimiseks mehaanilise hõõrdumise teel pöörlevat abrasiivratast.
- - Lihvketas, mis on tavaliselt valmistatud teemantidest või kuubilise boornitriidi (CBN) materjalist, eemaldab töödeldava detailiga kokkupuutel väikesed metallilaastud. Kitsaste tolerantside saavutamiseks on vaja täpset juhtimist.
- - CNC-lihvimismasinal positsioneerib ja liigutab CNC-süsteem lihvketta ja toorikut täpselt programmeeritud koodi järgi. See võimaldab keerukaid 3D-profiile automaatselt lihvida.
- - Levinud lihvimistoimingute hulka kuuluvad silindriline lihvimine (välis- või sisepinnad), pinna lihvimine (tasased pinnad), tsentrita lihvimine ja profiillihvimine.
- - CNC-lihvimispinkidega valmistatud detailid nõuavad väga suurt täpsust ja pinnaviimistlust. Need on sageli täppismehaanilised komponendid, näiteks nukkvõllid, kuullaagrid ja hammasrattad.
- - CNC-lihvimist kasutavad tööstusharud hõlmavad autotööstust, lennundust, meditsiini ja üldist tootmist, kus ranged tolerantsid on kriitilise tähtsusega.
- - Eelised tavapärase lihvimise ees hõlmavad korduvtäpsust, mitmeteljelist juhtimist ja võimalust lihvida keerukaid kontuure ja profiile järelevalveta.
Seega kokkuvõttes vormib CNC-lihvimismasin metalldetaile täpselt automatiseeritud abrasiivketta töötlemise abil, mida juhib arvuti arvjuhtimissüsteem.
10. Siin on automaatse tööriistavahetusega CNC-masina põhipunktid:
- - Sellel on tööriistakast/karussell, mis hoiab masina tööruumi kõrval mitmeid tööriistu, näiteks puure, freese, freese jne.
- - Automaatne tööriistavaheti võimaldab CNC-töötlusprotsessi ajal tööriistu kiiresti ja automaatselt vahetada ilma käsitsi sekkumiseta.
- - See parandab oluliselt tootlikkust, minimeerides lõikamisaega võrreldes käsitsi tööriistade vahetamisega. Keerulisi osi, mis vajavad mitut tööriista, saab töödelda protsessi peatamata.
- - Tööriistad võetakse salvest roboti abil üles/vahetatakse ja kinnitatakse spindlile CNC juhtimisel oleva automaatse tööriistavahetushoova abil.
- - See suurendab masina tööriistade kandevõimet rohkem kui ühe tööriista puhul, võimaldades keerukamate osade töötlemist ilma tööriistu käsitsi uuesti laadimata.
- - Katkised või kulunud tööriistad saab lennult välja vahetada ilma kogu tootmist peatamata. See parandab töökindlust ja tööaega.
- - Geomeetrilise täpsuse tagamiseks pärast iga muudatust võib olla võimalik ka automaatne tööriista kalibreerimine.
- - See viib CNC-töötlemise efektiivsema ja mehitamata tootmise suunas minimaalse inimese sekkumisega.
Seega kokkuvõttes parandab automaatne tööriistavahetus CNC-masinate paindlikkust ja tootlikkust.
Postituse aeg: 08. detsember 2023
