Er CNC-bearbejdning billigere for komplekse former Ultimate guide 2022

I denne artikel, baseret på det grundlæggende i bearbejdning, vil vi introducere punkterne for omkostningseffektive bearbejdede dele, som begyndere, mekaniske designere har en tendens til at falde ind i.

CNC fræsning Udstansning

Lad mig fortælle dig om den del, hvor du kan gøre tingene billigere med skæring.Når du tænker på bearbejdning, har du måske et billede af alle de ru, uorganiske dele til industrielle produkter, men faktisk kan du faktisk skabe en række forskellige former, såsom at vride buede overflader.

CNC bearbejdningsdele

Denne gang vil vi introducere forskellige "vidunderlige former", mens vi introducerer processen med at realisere komplekse former ved at skære med den nuværende computerstyring.

Hvad er NC-behandling?

Selvom det er blevet nævnt mange gange, er skæring en proces, hvor en roterende klinge presses mod et materiale langs en fast bane for at skrabe det af og fjerne unødvendige dele.

　Så hvad betyder "langs en fast bane"?

Jeg har ladet udtrykket være vagt indtil videre, men det er en meget vigtig del af klipningen, så jeg vil forklare det lidt mere detaljeret.

Lad os foreløbig lægge generelle værktøjsmaskiner til side, som er "manuelt betjente" såsom universalfræsere, og tale om såkaldte "automatisk betjente" NC-værktøjsmaskiner som NC-fræsere og bearbejdningscentre.

I sådanne maskiner flyttes knivene, der skærer materialet, af kommandosproget til maskinen.Når du indtaster kommandoen "Flyt pindfræseren til denne position" i maskinen, bevæger maskinen sig automatisk i henhold til kommandoen.Pindfræserens position er udtrykt ved hver numerisk værdi af X, Y og Z. Bearbejdning fortsætter ved at flytte disse værdier.ifølge programmet.

Hvad er NC fræser?

Forskellig type NC fræser

"NC" i NC fræser står for "Numerical Control"."X" er den "vandrette retning", "Y" er "frem og tilbage retningen", og "Z" er den "lodrette retning".Ved kontinuerligt at indtaste "næste position at flytte", er det muligt at flytte endefræseren ved at tegne glatte kurver og komplekse baner

Omvendt fungerer maskinen kun i henhold til input-instruktionerne.Den endelige form afhænger af det indgående NC-program.Før udviklingen af ​​computere lader det til, at NC-programmer blev stemplet på specielle papirbånd og ført gennem en maskine for at læse dem.Dette ser ud til at være grunden til, at veteranhåndværkere omtaler NC-programmer som "bånd".

NC-programmer på specielle papirbånd

I øjeblikket håndterer vi NC-programmer som computerdata.NC-programmet gemmes som data i maskinens hukommelse, og mens det læser det linje for linje som instruktioner, fungerer det i henhold til instruktionernes indhold.

Konfiguration af NC-program

Et NC-program har grundlæggende en fælles konfiguration for enhver værktøjsmaskine."Den del, der styrer maskinens bevægelse", såsom "G-kode" eller "M-kode", der roterer spindlen eller ændrer bevægelseshastigheden, og "endefræserspidspositionen" som X-, Y-, Z-koordinatværdierne består af en kombination af den del, der giver kommandoværdien.

Moderne skæring ved hjælp af computere: CAD/CAM

Simple NC-programmer som "bare bor et hul" eller "flyt bare klingen i en lige linje" kan nemt laves, men komplekse NC-programmer som "skæring af en buet overflade" kræver ingeniørens hjerne.Det går ud over niveauet for at tænke og skrive i hånden.

Det såkaldte CAD/CAM-system kommer i spil i sådanne situationer.”CAD/CAM" er "Computer Aided Design" og "Computer Aided Manufacturing", så grundlæggende er det en generel betegnelse for "design og fremstilling ved hjælp af computere".

I øjeblikket refererer CAD i snæver forstand til software, der skaber tegninger og 3D-modeller på en computer, og CAM refererer til software, der skaberNC programmerved hjælp af CAD-data.Selv oprettelse af komplekse NC-programmer kræver computerhjælp.Noget software har både CAD- og CAM-funktioner, og der er også software med selvstændige funktioner.

Bestem den passende proces til bearbejdningen

CAD er blevet dækket i detaljer på forskellige sider, så her vil jeg forklare lidt mere detaljeret om CAM, som designere ikke ofte er opmærksomme på.I NC-programoprettelsesprocessen ved hjælp af CAM er det nødvendigt at bestemme den passende proces, typen af ​​pindfræser og bearbejdningsbetingelserne baseret på materialet og formen på emnet og indtaste dem som information.

Der er utallige muligheder, der kan tages afhængigt af materialets materiale og form, rækkefølgen af ​​opsætning osv. Hvilken slags indstillinger, der skal laves, afhænger i høj grad af ingeniørens erfaring og sans.

For eksempel er der mange måder at fikse materialer på.Den kan fastspændes med en præcisionsmekanisk skruestik, fastgøres direkte med en jig, fastgøres med en skrue osv. Der er forskellige muligheder afhængig af form og proces.Den skal indstilles efter alle opsætninger og typer af pindfræsere og konverteres til NC-programmer.

Anvendelse af endefræsere i skæring af buede overflader

Der findes forskellige typer pindfræsere, såsom kuglepindfræsere, der er velegnede til at skære buede overflader med afrundede ender, flade pindfræsere, der er velegnede til at skære lige plane flader, og bor til at bore huller.

forskellige typer endefræsere

Hver type er opdelt i forskellige former, såsom diameteren, antallet af blade og den effektive længde af bladet.Indstil hvilken slags bearbejdningsmetode og hvilken slagsbearbejdningbetingelser til brug for hver endefræser.

Selv pindfræsere er ikke begrænset til én type for én opsætning.Det er snarere ikke ualmindeligt at bruge snesevis af typer.Så bliver parametrene, der skal indstilles, enorme.

Hvad er bearbejdningsbetingelserne for at lave billigere komplekse dele?

Bearbejdningsbetingelser omfatter antallet af rotationer af spindlen, bevægelseshastigheden og mængden af ​​materiale, der skal fjernes.Der er en optimal kombination afhængig af endefræserens form, materiale og materiale.Spørgsmålet er, hvordan man opnår den optimale kombination, forhindrer slid på pindfræseren og forkorter bearbejdningstiden.

En fremragende NC-bearbejdningsingeniør opretter et NC-program på kortest mulig tid under de skæreforhold, der forårsager skravling.Mens jeg tager højde for de anbefalede betingelser for klingeproducenten og min tidligere erfaring, sætter jeg billedet af behandlingstilstanden i mit hoved.

Jeg forestiller mig lydene og vibrationerne af udskæring i mit hoved, og forestiller mig ting som: "Denne tilstand er for hurtig" eller "Jeg spekulerer på, om jeg kan skære lidt dybere."Det er netop en del af fagligheden.Denne kombination af processer og NC-programmer kan reducere bearbejdningstiden med det halve eller endda en fjerdedel.

Lad os nu tage et kig på nogle eksempler på, hvordan CAD/CAM kan bruges til at skabe NC-programmer, der ellers ville være umulige, og til at skabe former, der er mere komplicerede, end du måske forestiller dig.

Repræsentant for 5-akset bearbejdning: pumpehjul

Et typisk eksempel på en del, der kun kan opnås ved såkaldt simultan 5-akset bearbejdning, er "løbehjulet", der bruges i bilturboladere.

Uden CAD/CAM ville NC-programmet til skæring af de indviklede dele af dette pumpehjul ikke være muligt.Det er fordi det er formet som en klump af underskæringen.

Samtidig 5-akset bearbejdning kan kun opnås ved de komplekse bevægelser af bordfladen (A-akse, B-akse), hvorpå materialet er placeret, og pindfræserne (X, Y, Z) forbundet med hinanden.

Moderne skulptur: 3D-modellering

Så længe du har en 3D-model, kan du semi-automatisk generere NC-data til at skære formen med CAM.Derfor er det muligt at realisere alle tredimensionelle former, herunder skulpturer som statuer og figurer.Selvfølgelig er det nødvendigt at overveje hjørne R og underskæring, som jeg har introduceret indtil videre.

Formen kan gengives trofast til 3D-modellen.Nogle af vores kunder tænker på at skære kendte figurer ud ved at bearbejde og sælge dem som ultra-luksusobjekter.

Gør skærearbejdet mere velkendt!

Bearbejdede dele kommer i en række forskellige former afhængigt af anvendelsen, men uanset hvor kompliceret formen kan være, kan den bearbejdes, så længe hjørnet R og underskæringen er taget hånd om.

Du tror måske, at støbning er den bedste måde at masseproducere en mere kompleks form på, men der er mange fordele ved bearbejdning.Porøsitet, som har tendens til at være et problem ved støbning, kan undgås, og da der ikke er behov for at fremstille forme, kan startomkostningerne reduceres, og leveringen kan forkortes.

Resumé

Jeg ville blive glad, hvis du kunne huske brugen af ​​skæring selv for masseproducerede forarbejdede dele.De samlede omkostninger er overraskende lave, og der er også fordelen ved at kunne reagere fleksibelt på designændringer.

Vi håber, at denne artikel vil hjælpe dig til at føle dig mere fortrolig med bearbejdning og til at udvide din designhorisont.