Kas yra CNC staklės?
CNC staklės yra staklės, kurias galima valdyti kompiuterine programa. Jos gali automatiškai atlikti įvairias sudėtingas apdorojimo užduotis pagal iš anksto nustatytas apdorojimo programas. CNC yra „Computer Numerical Control“ santrumpa, reiškianti kompiuterinį skaitmeninį valdymą.
CNC apdirbimas yra subtraktyvus gamybos procesas, kurio metu kompiuteriu valdomos staklės pašalina ruošinio medžiagą ir gamina detales. Paprastai CNC staklės automatiškai planuoja apdorojimo kelią pagal trimatį CAD modelį ir valdo įrankį, kad pjaustų išilgai kelio, kad būtų pasiekta detalės forma.
Šiame straipsnyje bus pristatyti skirtingi CNC staklių tipai ir jų veikimo principai.
1. CNC frezavimo staklės
CNC frezavimo staklės yra panašios į CNC frezavimo stakles, tačiau paprastai naudojamos minkštesnėms medžiagoms apdirbti ir paprastai yra mažiau tikslios nei CNC frezavimo staklės. CNC frezavimo staklės žinomos dėl savo gebėjimo naudoti kompiuterinį skaitmeninį valdymą verpstės ir staklių trajektorijoms frezuoti, kad būtų galima projektuoti ir formuoti tokias medžiagas kaip mediena, plienas, putplastis, kompozitai, aliuminis ir plastikas.
CNC frezavimo staklės paprastai susideda iš žingsninių variklių, žingsninių pavarų, mechaninio pagrindo, veleno, valdiklių ir maitinimo šaltinio. CNC frezavimo staklės padeda sumažinti atliekas, padidinti našumą ir tikslumą bei greičiau pagaminti gaminius.
2. Gręžimo CNC staklės
CNC gręžimo staklės naudojamos apdirbimo procesams, kuriems reikia gręžti cilindrines skyles ruošinyje. Jose naudojami besisukantys grąžtai, kurių konstrukcija leidžia metalo atliekoms, vadinamoms drožlėmis, skylės gręžimo metu nukristi nuo ruošinio.
Yra keletas įprastų grąžtų tipų, kuriuos galima naudoti su CNC gręžimo staklėmis, kurių kiekvienas tinka skirtingoms reikmėms. Tipai apima taškinius grąžtus skylėms pradėti, įdubimo grąžtus gilioms skylėms gręžti, sraigtinius grąžtus tikslioms skylėms ir griebtuvinius plėstuvus skylėms užbaigti iki norimo dydžio.
Kaip ir kitos CNC staklės, gręžimo CNC staklės naudoja kompiuterinį skaitmeninį valdymą gręžimo procesui automatizuoti. Jos nukreipia grąžtų vietas ir judėjimo modelius pagal užprogramuotus įrankio kelius. Tai leidžia tiksliai ir pakartojamai išgręžti kelias skyles ruošinyje. Gręžimo CNC staklės yra naudingos, kai dideliems detalių kiekiams reikia identiškų skylių modelių ar dydžių, pagamintų automatizuotu gręžimo procesais.
3. Tekinimo CNC staklės
Tekinimo CNC staklės naudojamos apdirbimo procesams, susijusiems su besisukančių ruošinių tekinimu arba formavimu. Jose naudojami vieno taško pjovimo įrankiai, kurių konstrukcija skiriasi priklausomai nuo konkretaus tekinimo darbo, pavyzdžiui, grubaus apdirbimo, apdailos, apdailos, sriegimo, formavimo, pjovimo, atskyrimo ir griovelių gręžimo.
Tekinimo CNC staklės automatizuoja tekinimo procesą naudodamos kompiuterinį skaitmeninį valdymą. Jos nukreipia pjovimo įrankių vietas ir judesius pagal užprogramuotus įrankių maršrutus. Tai leidžia tiksliai ir pakartojamai pagaminti sudėtingas formas ir geometrijas iš cilindrinių ruošinių.
Yra įvairių tipų CNC tekinimo staklių, tinkančių įvairioms reikmėms. Įprasti tipai yra revolverinės tekinimo staklės, tinkamos masinei gamybai su automatiniu įrankių keitimu, variklinės tekinimo staklės bendrosios paskirties tekinimui ir specialios paskirties tekinimo staklės, skirtos konkrečioms geometrijoms ar medžiagoms.
CNC tekinimo procesas padidina našumą, palyginti su rankinėmis tekinimo staklėmis, nes leidžia bepilotį valdymą ir daugelio detalių gamybą pagal tikslias specifikacijas. CNC tekinimo staklės yra ypač naudingos automobilių, aviacijos ir kosmoso bei tiksliosios gamybos pramonėje, kur reikia tiksliai ir efektyviai apdirbti daug tekintų komponentų.
4. 5 ašių CNC staklės
5 ašių CNC staklės išplečia tradicinių 3 ašių frezavimo staklių galimybes, pridėdamos dvi papildomas sukimosi ašis, kurios leidžia apdirbti sudėtingas geometrijas vienu spaustuku.
Be trijų tiesinių ašių (X, Y, Z), skirtų pjovimo įrankiui pozicionuoti, 5 ašių CNC staklėse yra arba dvi papildomos sukimosi ašys prie pjovimo veleno, arba pakreipiamas/sukasi stalas. Tai suteikia dviem papildomais laisvės laipsniais ruošinio pozicionavimui.
Pakreipiant ir pasukant ruošinio laikymo įtaisą (sukamą stalą), 5 ašių staklės leidžia pjovimo įrankiui pasiekti ir apdirbti penkis prizminio ruošinio paviršius 90 laipsnių kampu, nereikalaujant iš naujo nustatyti ruošinio tarp operacijų.
Dvi papildomos sukimosi ašys (paprastai vadinamos A ir C ašimis) žymiai pagerina apdirbimo efektyvumą, nes nereikia daugkartinio tvirtinimo ir nustatymų. Sudėtingos geometrijos, tokios kaip skulptūrinės formos, gali būti visiškai apdirbtos vienu tvirtinimu 5 ašių CNC staklėje.
Jis plačiai taikomas aviacijos ir kosmoso, štampų/liejimo bei medicinos pramonės šakose, kur dažnai gaminamos sudėtingos dalys. 5 ašių CNC apdirbimas taip pat dažnai naudojamas skulptūroms, nes juo galima apdirbti laisvos formos paviršius.
5. CNC frezavimo staklės
CNC frezavimo staklės naudoja besisukančius daugiataškius pjovimo įrankius, kad tiksliai suformuotų ir apdirbtų ruošinius. Įprasti frezavimo įrankiai yra galiniai frezos, sraigtiniai frezos ir nuožulninimo frezos, kurios gali būti orientuotos horizontaliai arba vertikaliai, atsižvelgiant į konkrečią frezavimo paskirtį.
CNC frezavimo staklės automatizuoja frezavimo procesą naudodamos kompiuterinį skaitmeninį valdymą. Jos nukreipia pjovimo įrankio vietą ir judėjimo trajektoriją pagal užprogramuotas įrankių trajektorijas. Tai leidžia tiksliai ir pakartojamai gaminti sudėtingus profilius ir geometrijas iš žaliavų ar liejinių.
CNC frezavimo staklės, dar vadinamos frezavimo staklėmis arba staklės, yra tiek horizontalios, tiek vertikalios orientacijos. Pagrindinės CNC frezavimo staklės turi tris linijines judėjimo ašis (X, Y, Z), o pažangesniuose modeliuose yra papildomos sukamosios ašys, kad būtų lengviau pasiekti.
Įprasti CNC frezavimo staklių tipai yra rankinės frezos mažoms detalėms, paprastos arba vertikalios frezos bendram apdirbimui, universalios frezos, tinkamos įvairioms operacijoms, ir universalios frezos, užtikrinančios maksimalų lankstumą per keturias arba penkias ašis.
CNC frezavimo procesas padidina našumą, palyginti su rankiniais frezavimo staklėmis. Tai leidžia savarankiškai ir masiškai gaminti frezuotus komponentus su griežtais tolerancijos lygiais. CNC frezavimo staklės plačiai naudojamos gamybos pramonėje detalėms iš metalų, plastikų, medžio, kompozitų ir kt. apdirbti.
6. Lazerinio pjovimo CNC staklės
Lazerinio pjovimo CNC staklės naudoja didelės galios lazerį medžiagoms pjauti jas lydant, deginant arba garinant. Tai leidžia tiksliai išpjauti sudėtingus raštus ir profilius.
Pagrindiniai pramoninių lazerių tipai, naudojami lazerinio pjovimo mašinose, yra šie:
- CO2 lazeriai: vieni iš labiausiai paplitusių dujų lazerių, naudojantys anglies dioksido dujų mišinį. Tinka pjauti nemetalus, tokius kaip mediena, plastikas, tekstilė. Taip pat gali pjauti kai kuriuos mažaanglius plienus.
- Kietojo kūno lazeriai: Paprastai itrio-aliuminio granato (YAG) lazeriai, kuriuose kaip aktyvusis elementas naudojamas neodimis. Galingesni nei CO2 lazeriai ir gali pjauti storesnius bei kietesnius metalus.
- Skaiduliniai lazeriai: naujesnis kietojo kūno lazerio tipas, pasižymintis geresne spindulio kokybe. Labai efektyvus tiksliam metalo pjovimui.
Lazerinio pjovimo CNC staklės, naudodamos XY tipo portalus ir CNC valdymą, nukreipia lazerio spindulį pagal užprogramuotas pjovimo trajektorijas. Įprasti darbų dydžiai svyruoja nuo stalinių iki didelio formato staklių.
Lazeris užtikrina švarų, didelio tikslumo ir minimalios karščio paveiktos zonos pjūvį. Jis leidžia atlikti sudėtingus įvairių medžiagų pjovimus. Lazerinis pjovimas plačiai naudojamas gamyboje, prototipų gamyboje ir automobilių / kosmoso pramonėje.
7. Plazminio pjovimo CNC staklės
Plazminio pjovimo CNC staklės naudoja plazminį degiklį elektrai laidžioms medžiagoms pjauti. Jos veikia leisdamos didelio greičio dujas, tokias kaip deguonis arba oras, per antgalį ir po degikliu suformuodamos elektros lanką, kuris jonizuoja dujas į laidų plazmos srautą.
Tada plazmos srautas perduoda šilumą ir elektrą ant ruošinio medžiagos, ją pjaudamas lydydamasis ir garindamas. Įprastos plazminio pjovimo staklėmis pjaunamos medžiagos yra plienas, nerūdijantis plienas, aliuminis, žalvaris ir varis.
CNC plazminio pjovimo staklėje plazminį degiklį valdo CNC sistema pagal užprogramuotas įrankių trajektorijas. Tai leidžia tiksliai kompiuteriu pjauti sudėtingas 2D ir 3D formas iš metalo.
Pagrindinės plazminio pjovimo CNC staklių savybės apima galimybę pjauti storas plokštes, gerą pjovimo kokybę su minimaliomis karščio paveiktomis zonomis ir didelį pjovimo greitį. Jos puikiai tinka gamybos, priežiūros ir remonto darbams.
CNC sistema užtikrina automatizuotus, kartojamus pjūvius ir leidžia valdyti be piloto. Plazminis pjovimas plačiai naudojamas tokiose pramonės šakose kaip automobilių pramonė, gamyba, laivų statyba ir statyba metalinėms detalėms ir komponentams pjauti, nuožulniai pjaustyti ir kalti.
8. Elektros išlydžio CNC staklės
Elektroerozinio CNC staklės, dar žinomos kaip EDM (elektrinioerozinio apdirbimo) arba kibirkštinio erozijos CNC staklės, naudoja termoelektrinį elektros kibirkščių procesą elektrai laidžioms medžiagoms pjauti.
Jis veikia naudodamas elektros kibirkštis, susidarančias dėl įtampos skirtumo tarp dviejų elektrodų – įrankio elektrodo ir ruošinio medžiagos – ir nuvalydamas nedidelį kiekį medžiagos, ją ištirpdydamas ir išgaruodamas. Dejonizuotas vanduo naudojamas šiukšlėms nuplauti.
EDM CNC staklėje įrankio elektrodas prijungiamas prie CNC sistemos ir tiksliai pozicionuojamas bei valdomas pagal užprogramuotas įrankių trajektorijas. Tai leidžia iš kietųjų metalų ir lydinių, kuriuos sunku pjauti tradiciniais metodais, apdirbti sudėtingas 3D formas.
Kai kurie pagrindiniai EDM CNC staklių privalumai yra galimybė apdirbti labai kietas medžiagas, gaminti labai didelio tikslumo ir paviršiaus apdailos detales bei pjauti sudėtingas vidines ertmes ir profilius.
Dėl bekontakčio proceso, kuriame ruošiniui veikiamos minimalios mechaninės jėgos, dažniausiai naudojamos formos, štampai, aviacijos ir kosmoso komponentai ir chirurginiai implantai. EDM CNC staklės puikiai tinka nedidelio kiekio sudėtingų detalių gamybai.
9. Štai pagrindiniai CNC šlifavimo staklių aspektai:
- - CNC šlifavimo staklės naudoja besisukantį abrazyvinį ratą metalinėms detalėms pjauti ir formuoti mechaniniu dilimo procesu.
- - Abrazyvinis šlifavimo diskas, paprastai pagamintas iš deimantų arba CBN (kubinio boro nitrido), pašalina mažas metalo drožles, kai liečiasi su ruošiniu. Norint pasiekti griežtus tolerancijos nuokrypius, reikia tiksliai valdyti.
- - CNC šlifavimo staklėse šlifavimo diskas ir ruošinys yra tiksliai pozicionuojami ir judinami CNC sistemos pagal užprogramuotą kodą. Tai leidžia automatiškai šlifuoti sudėtingus 3D profilius.
- - Įprastos šlifavimo operacijos apima cilindrinį šlifavimą (išorinių arba vidinių paviršių), paviršiaus šlifavimą (plokščių paviršių), becentrį šlifavimą ir profilių šlifavimą.
- - Šlifavimo CNC staklėmis pagamintos detalės reikalauja labai didelio tikslumo ir paviršiaus apdailos. Tai dažnai yra tikslūs mechaniniai komponentai, tokie kaip skirstomieji velenai, rutuliniai guoliai, krumpliaračiai.
- - CNC šlifavimą naudojančios pramonės šakos apima automobilių, aviacijos ir kosmoso, medicinos ir bendrąją gamybą, kur labai svarbūs griežti tolerancijos dydžiai.
- - Privalumai, palyginti su įprastu šlifavimu, yra pakartojamas tikslumas, kelių ašių valdymas ir galimybė šlifuoti sudėtingus kontūrus bei profilius be priežiūros.
Taigi, apibendrinant, CNC šlifavimo staklės tiksliai formuoja metalines detales automatizuoto abrazyvinio rato apdirbimo būdu, valdomu kompiuterinės skaitmeninės valdymo sistemos.
10. Štai pagrindiniai CNC staklių su automatiniu įrankių keitimu aspektai:
- - Jame yra įrankių dėtuvė / karuselė, kurioje šalia staklių darbo vietos laikomi keli įrankiai, tokie kaip grąžtai, frezavimo staklės, frezavimo staklės ir kt.
- - Automatinis įrankių keitiklis leidžia greitai ir automatiškai pakeisti įrankius pagal poreikį CNC apdirbimo proceso metu be rankinio įsikišimo.
- – Tai žymiai padidina našumą, nes sumažina ne pjovimo laiką, palyginti su rankiniu įrankių keitimu. Sudėtingas detales, kurioms reikia kelių įrankių, galima apdirbti nestabdant proceso.
- - Įrankiai iš dėtuvės paimami / keičiami robotų pagalba ir tvirtinami ant veleno, naudojant automatinę įrankių keitimo svirtį, valdomą CNC.
- - Tai padidina staklės įrankių nešimo galią, kad būtų galima apdirbti sudėtingesnes detales rankiniu būdu neperkraunant įrankių.
- - Sugedusius ar susidėvėjusius įrankius galima pakeisti skubiai, nesustabdant visos gamybos. Tai pagerina patikimumą ir veikimo laiką.
- - Taip pat gali būti įmanomas automatinis įrankių kalibravimas, siekiant užtikrinti geometrinį tikslumą po kiekvieno pakeitimo.
- - Tai perkelia CNC apdirbimą į efektyvesnę gamybą be personalo, su minimaliu žmogaus įsikišimu.
Taigi, apibendrinant, automatinis įrankių keitimas pagerina CNC staklių lankstumą ir našumą.
Įrašo laikas: 2023 m. gruodžio 8 d.
