CNC-processen

Termen CNC står för "datornumerisk styrning" och CNC-bearbetning definieras som en subtraktiv tillverkningsprocess som vanligtvis använder datorstyrning och maskinverktyg för att ta bort materiallager från ett lagerstycke (kallat ett ämne eller arbetsstycke) och producera en specialdesignad del.

Processen fungerar på en mängd olika material, inklusive metall, plast, trä, glas, skum och kompositer, och har tillämpningar inom en mängd olika industrier, såsom storskalig CNC-bearbetning och CNC-finish av flyg- och rymddelar.

Egenskaper för CNC-bearbetning

01. Hög automatiseringsgrad och mycket hög produktionseffektivitet. Förutom ämnesfastspänning kan alla andra bearbetningsprocedurer utföras med CNC-maskiner. I kombination med automatisk lastning och lossning är det en grundläggande komponent i en obemannad fabrik.

CNC-bearbetning minskar operatörens arbetskraft, förbättrar arbetsförhållandena, eliminerar märkning, multipel fastspänning och positionering, inspektion och andra processer och hjälpoperationer, och förbättrar effektivt produktionseffektiviteten.

02. Anpassningsförmåga till CNC-bearbetningsobjekt. Vid byte av bearbetningsobjekt krävs, förutom verktygsbyte och lösning av ämnesfastspänningsmetoden, endast omprogrammering utan andra komplicerade justeringar, vilket förkortar produktionsförberedelsecykeln.

03. Hög bearbetningsprecision och stabil kvalitet. Bearbetningens dimensionsnoggrannhet ligger mellan d0,005-0,01 mm, vilket inte påverkas av delarnas komplexitet, eftersom de flesta operationer utförs automatiskt av maskinen. Därför ökar storleken på batchdelar, och positionsdetekteringsenheter används även på precisionsstyrda verktygsmaskiner, vilket ytterligare förbättrar noggrannheten vid precisions-CNC-bearbetning.

04. CNC-bearbetning har två huvudegenskaper: för det första kan den avsevärt förbättra bearbetningsnoggrannheten, inklusive bearbetningskvalitetens noggrannhet och felnoggrannheten i bearbetningstiden; för det andra kan repeterbarheten av bearbetningskvaliteten stabilisera bearbetningskvaliteten och bibehålla kvaliteten på bearbetade delar.

CNC-bearbetningsteknik och tillämpningsområde:

Olika bearbetningsmetoder kan väljas beroende på materialet och kraven för det bearbetade arbetsstycket. Att förstå vanliga bearbetningsmetoder och deras tillämpningsområde kan göra det möjligt för oss att hitta den mest lämpliga metoden för detaljbearbetning.

Vändning

Metoden att bearbeta delar med hjälp av svarvar kallas gemensamt svarvning. Med hjälp av formande svarvverktyg kan även roterande krökta ytor bearbetas under tvärmatning. Svarvning kan även bearbeta gängytor, ändplan, excentriska axlar etc.

Svarvningsnoggrannheten är generellt IT11-IT6 och ytjämnheten är 12,5-0,8 μm. Vid finsvarvning kan den nå IT6-IT5 och ytjämnheten kan nå 0,4-0,1 μm. Produktiviteten vid svarvning är hög, skärprocessen är relativt jämn och verktygen är relativt enkla.

Användningsområde: borrning av centrumhål, borrning, brotschning, gängning, cylindrisk svarvning, arborrning, svarvning av ändytor, svarvning av spår, svarvning av formade ytor, svarvning av koniska ytor, räffling och gängsvarvning

Fräsning

Fräsning är en metod där man använder ett roterande flereggat verktyg (fräs) på en fräsmaskin för att bearbeta ett arbetsstycke. Den huvudsakliga skärrörelsen är verktygets rotation. Beroende på om huvudrörelsens hastighetsriktning under fräsning är densamma som eller motsatt arbetsstyckets matningsriktning, delas det in i medfräsning och uppfräsning.

(1) Nedfräsning

Den horisontella komponenten av fräskraften är densamma som arbetsstyckets matningsriktning. Det finns vanligtvis ett mellanrum mellan matarskruven på arbetsstyckesbordet och den fasta muttern. Därför kan skärkraften lätt få arbetsstycket och arbetsbordet att röra sig framåt tillsammans, vilket gör att matningshastigheten plötsligt ökar. Ökningen orsakar knivar.

(2) Motfräsning

Det kan undvika rörelsefenomenet som uppstår vid medfräsning. Vid motfräsning ökar skärtjockleken gradvis från noll, så skäreggen börjar klämmas och glida på den skärhärdade bearbetade ytan, vilket accelererar verktygsslitaget.

Användningsområde: Planfräsning, stegfräsning, spårfräsning, formfräsning av ytor, spiralspårfräsning, kuggfräsning, skärning

Hyvling

Hyvling avser generellt en bearbetningsmetod som använder en hyvel för att göra en fram- och återgående linjär rörelse i förhållande till arbetsstycket på en hyvel för att avlägsna överskottsmaterial.

Hyvlingsnoggrannheten kan generellt nå IT8-IT7, ytjämnheten är Ra6,3-1,6 μm, hyvlingsplanheten kan nå 0,02/1000 och ytjämnheten är 0,8-0,4 μm, vilket är överlägset för bearbetning av stora gjutgods.

Användningsområde: hyvla plana ytor, hyvla vertikala ytor, hyvla stegytor, hyvla rätvinkliga spår, hyvla faser, hyvla laxstjärtspår, hyvla D-formade spår, hyvla V-formade spår, hyvla böjda ytor, hyvla kilspår i hål, hyvla kuggstänger, hyvla kompositytor

Slipning

Slipning är en metod för att skära arbetsstyckets yta på en kvarn med hjälp av en höghård konstgjord slipskiva (slipskiva) som verktyg. Huvudrörelsen är slipskivans rotation.

Slipningsprecisionen kan nå IT6-IT4, och ytjämnheten Ra kan nå 1,25-0,01 μm, eller till och med 0,1-0,008 μm. En annan egenskap vid slipning är att den kan bearbeta härdade metallmaterial, vilket hör till ytbehandlingsområdet, så den används ofta som det sista bearbetningssteget. Enligt olika funktioner kan slipning också delas in i rundslipning, invändig hålslipning, planslipning, etc.

Användningsområde: rundslipning, invändig rundslipning, ytslipning, formslipning, gängslipning, kugghjulsslipning

Borrning

Processen att bearbeta olika invändiga hål på en borrmaskin kallas borrning och är den vanligaste metoden för hålbearbetning.

Borrningsprecisionen är låg, generellt IT12~IT11, och ytjämnheten är generellt Ra5.0~6.3µm. Efter borrning används ofta förstoring och brotschning för halvfinbearbetning och finbearbetning. Noggrannheten vid brotschning är generellt IT9-IT6, och ytjämnheten är Ra1.6-0.4µm.

Användningsområde: borrning, brotschning, brotschning, gängning, strontiumhål, skrapytor

Borrbearbetning

Borrbearbetning är en bearbetningsmetod som använder en borrmaskin för att förstora diametern på befintliga hål och förbättra kvaliteten. Borrbearbetning baseras huvudsakligen på borrverktygets rotationsrörelse.

Precisionen vid borrbearbetning är hög, generellt IT9-IT7, och ytjämnheten är Ra6,3-0,8 mm, men produktionseffektiviteten vid borrbearbetning är låg.

Användningsområde: högprecisionshålbearbetning, flerhålsfinish

Bearbetning av tandytan

Metoder för bearbetning av kugghjulsytor kan delas in i två kategorier: formningsmetod och genereringsmetod.

Maskinverktyget som används för att bearbeta tandytan med formningsmetoden är i allmänhet en vanlig fräsmaskin, och verktyget är en formfräs, vilket kräver två enkla formningsrörelser: rotationsrörelse och linjär rörelse hos verktyget. Vanligt förekommande verktygsmaskiner för bearbetning av tandytor med genereringsmetoden är kuggfräsmaskiner, kuggformningsmaskiner etc.

Användningsområde: kugghjul etc.

Komplex ytbehandling

Skärning av tredimensionella krökta ytor använder huvudsakligen kopieringsfräsning och CNC-fräsningsmetoder eller speciella bearbetningsmetoder.

Användningsområde: komponenter med komplexa krökta ytor

EDM

Elektrisk urladdningsbearbetning utnyttjar den höga temperaturen som genereras av den omedelbara gnisturladdningen mellan verktygselektroden och arbetsstyckets elektrod för att erodera arbetsstyckets ytmaterial för att uppnå bearbetning.

Tillämpningsområde:

① Bearbetning av hårda, spröda, sega, mjuka och högsmältande ledande material;

②Bearbetning av halvledarmaterial och icke-ledande material;

③Bearbetning av olika typer av hål, böjda hål och mikrohål;

④Bearbetning av olika tredimensionella krökta ythåligheter, såsom formkamrar i smidesformar, pressgjutningsformar och plastformar;

⑤ Används för skärning, skärning, ytförstärkning, gravyr, tryckning av namnskyltar och markeringar etc.

Elektrokemisk bearbetning

Elektrokemisk bearbetning är en metod som använder den elektrokemiska principen för anodisk upplösning av metall i elektrolyten för att forma arbetsstycket.

Arbetsstycket är anslutet till den positiva polen på likströmskällan, verktyget är anslutet till den negativa polen, och ett litet mellanrum (0,1 mm ~ 0,8 mm) bibehålls mellan de två polerna. Elektrolyten med ett visst tryck (0,5 MPa ~ 2,5 MPa) strömmar genom mellanrummet mellan de två polerna med hög hastighet (15 m/s ~ 60 m/s).

Användningsområde: bearbetning av hål, hålrum, komplexa profiler, djupa hål med liten diameter, räffling, gradning, gravyr etc.

laserbearbetning

Laserbearbetningen av arbetsstycket utförs av en laserbearbetningsmaskin. Laserbearbetningsmaskiner består vanligtvis av lasrar, strömförsörjning, optiska system och mekaniska system.

Användningsområde: Diamanttråddragningsverktyg, urlager, porösa skinn på divergerande luftkylda stansplåtar, småhålsbearbetning av motorinjektorer, flygmotorblad etc., samt skärning av olika metallmaterial och icke-metalliska material.

Ultraljudsbearbetning

Ultraljudsbearbetning är en metod som använder ultraljudsfrekvensvibrationer (16 kHz ~ 25 kHz) i verktygets ändyta för att träffa suspenderade slipmedel i arbetsvätskan, och slippartiklarna träffar och polerar arbetsstyckets yta för att bearbeta arbetsstycket.

Användningsområde: svårbearbetade material

Huvudsakliga tillämpningsindustrier

Generellt sett har delar som bearbetas med CNC hög precision, så CNC-bearbetade delar används huvudsakligen inom följande branscher:

Flyg- och rymdfart

Flygindustrin kräver komponenter med hög precision och repeterbarhet, inklusive turbinblad i motorer, verktyg som används för att tillverka andra komponenter och till och med förbränningskamrar som används i raketmotorer.

Fordons- och maskinbyggnad

Bilindustrin kräver tillverkning av högprecisionsformar för gjutning av komponenter (som motorfästen) eller bearbetning av komponenter med hög tolerans (som kolvar). Gantrymaskinen gjuter lermoduler som används i bilens designfas.

Militärindustrin

Militärindustrin använder högprecisionskomponenter med strikta toleranskrav, inklusive missilkomponenter, vapenpipor etc. Alla maskinbearbetade komponenter inom militärindustrin drar nytta av CNC-maskinernas precision och hastighet.

medicinsk

Medicinska implanterbara enheter är ofta utformade för att passa formen på mänskliga organ och måste tillverkas av avancerade legeringar. Eftersom inga manuella maskiner kan producera sådana former har CNC-maskiner blivit en nödvändighet.

energi

Energiindustrin spänner över alla teknikområden, från ångturbiner till banbrytande tekniker som kärnfusion. Ångturbiner kräver högprecisionsblad för att upprätthålla balansen i turbinen. Formen på FoU-plasmadämpningshåligheten vid kärnfusion är mycket komplex, tillverkad av avancerade material och kräver stöd av CNC-maskiner.

Mekanisk bearbetning har utvecklats fram till idag, och i takt med att marknadens krav har förbättrats har olika bearbetningstekniker tagits fram. När man väljer en bearbetningsprocess kan man ta hänsyn till många aspekter: inklusive arbetsstyckets ytform, måttnoggrannhet, positionsnoggrannhet, ytjämnhet etc.

Endast genom att välja den lämpligaste processen kan vi säkerställa arbetsstyckets kvalitet och bearbetningseffektivitet med minimal investering och maximera de genererade fördelarna.