La lavorazione CNC è più economica per forme complesse Guida definitiva 2022

In questo articolo, basato sulle basi della lavorazione, introdurremo i punti di parti lavorate economicamente vantaggiose in cui i progettisti meccanici principianti tendono a cadere.

Fresatura CNC Punzonatura

Lascia che ti parli della parte in cui puoi fare le cose in modo più economico con il taglio.Quando si pensa alla lavorazione meccanica, si può avere un'immagine di tutte le parti grezze e inorganiche per i prodotti industriali, ma in realtà è possibile creare una varietà di forme, come le superfici curve contorte.

Parti di lavorazione CNC

Questa volta, introdurremo varie "forme meravigliose" mentre introduciamo il processo di realizzazione di forme complesse tagliando con l'attuale controllo del computer.

Cos'è l'elaborazione NC?

Sebbene sia stato menzionato molte volte, il taglio è un processo in cui una lama rotante viene premuta contro un materiale lungo una traiettoria prestabilita per raschiarlo via e rimuovere le parti non necessarie.

　Quindi cosa significa "lungo una traiettoria prestabilita"?

Finora ho lasciato l'espressione vaga, ma è una parte molto importante del taglio, quindi la spiegherò un po' più in dettaglio.

Lasciamo da parte per il momento le macchine utensili generiche “ad azionamento manuale” come le frese universali, e parliamo di macchine utensili a CN cosiddette “ad azionamento automatico” come frese a CN e centri di lavoro.

In tali macchine, le lame che tagliano il materiale vengono spostate dal linguaggio di comando alla macchina.Quando si immette il comando "Sposta la fresa in questa posizione" nella macchina, la macchina si sposta automaticamente in base al comando.La posizione della fresa è espressa da ogni valore numerico di X, Y e Z. La lavorazione procede spostando questi valori​​secondo il programma.

Cos'è la fresa NC?

Diversi tipi di fresa a controllo numerico

La “NC” in fresa NC sta per “Controllo Numerico”."X" è la "direzione orizzontale", "Y" è la "direzione avanti e indietro" e "Z" è la "direzione verticale".Inserendo continuamente la "prossima posizione da spostare", è possibile spostare la fresa a candela disegnando curve morbide e traiettorie complesse

Al contrario, la macchina funziona solo secondo le istruzioni di input.La forma finale dipende dal programma NC di input.Prima dello sviluppo dei computer, sembra che i programmi NC fossero stampati su speciali nastri di carta e passati attraverso una macchina per leggerli.Questo sembra essere il motivo per cui gli artigiani veterani si riferiscono ai programmi NC come "nastri".

Programmi NC su speciali nastri di carta

Attualmente gestiamo i programmi NC come dati informatici.Il programma NC viene memorizzato come dati nella memoria della macchina e, leggendolo riga per riga come istruzioni, opera in base al contenuto delle istruzioni.

La configurazione del programma NC

Un programma NC ha sostanzialmente una configurazione comune per qualsiasi macchina utensile."La parte che controlla il movimento della macchina" come "codice G" o "codice M" che fa ruotare il mandrino o cambia la velocità di movimento e la "posizione della punta della fresa frontale" come la coordinata X, Y, Z la valuta consiste in una combinazione della parte che dà il valore di comando.

Taglio moderno tramite computer: CAD/CAM

È possibile creare facilmente programmi NC semplici come "basta praticare un foro" o "spostare la lama in linea retta", ma programmi NC complessi come "tagliare una superficie curva" richiedono il cervello dell'ingegnere.Va oltre il livello di pensiero e digitazione a mano.

In tali situazioni entra in gioco il cosiddetto sistema CAD/CAM."CAD/CAM” sta per “Computer Aided Design” e “Computer Aided Manufacturing”, quindi sostanzialmente è un termine generico per “progettare e produrre utilizzando i computer”.

Attualmente, in senso stretto, CAD si riferisce a software che crea disegni e modelli 3D su un computer e CAM si riferisce a software che creaProgrammi NCutilizzando i dati CAD.Anche la creazione di programmi NC complessi richiede l'assistenza del computer.Alcuni software hanno funzioni sia CAD che CAM, e ci sono anche software con funzioni indipendenti.

Determinare il processo appropriato per la lavorazione

Il CAD è stato trattato in dettaglio su vari siti, quindi qui spiegherò un po' più in dettaglio il CAM, di cui i progettisti spesso non sono a conoscenza.Nel processo di creazione del programma NC tramite CAM, è necessario determinare il processo appropriato, il tipo di fresa frontale e le condizioni di lavorazione in base al materiale e alla forma del pezzo e inserirli come informazioni.

Ci sono innumerevoli opzioni che possono essere scelte a seconda del materiale e della forma del materiale, dell'ordine di configurazione, ecc. Il tipo di impostazioni da effettuare dipende in gran parte dall'esperienza e dal senso dell'ingegnere.

Ad esempio, ci sono molti modi per riparare i materiali.Può essere bloccato con una morsa meccanica di precisione, fissato direttamente con una maschera, fissato con una vite, ecc. Ci sono varie opzioni a seconda della forma e del processo.Deve essere impostato in base a tutte le impostazioni e tipi di frese e convertito in programmi NC.

Applicazione di frese nel taglio di superfici curve

Esistono vari tipi di frese a candela, come frese a testa sferica adatte al taglio di superfici curve con estremità arrotondate, frese a punta piatta adatte al taglio di superfici piane diritte e punte per praticare fori.

vari tipi di frese

Ogni tipo è suddiviso in varie forme come il diametro, il numero di lame e la lunghezza effettiva della lama.Imposta il tipo di metodo di lavorazione e di che tipolavorazionecondizioni da utilizzare per ogni fresa a candela.

Anche le frese a candela non sono limitate a un tipo per una configurazione.Piuttosto, non è raro utilizzare dozzine di tipi.Poi i parametri da impostare diventano enormi.

Quali sono le condizioni di lavorazione per realizzare parti complesse più economiche?

Le condizioni di lavorazione includono il numero di rotazioni del mandrino, la velocità di movimento e la quantità di materiale da rimuovere.Esiste una combinazione ottimale a seconda della forma della fresa, del materiale e del materiale del materiale.La domanda è come ricavare la combinazione ottimale, prevenire l'usura della fresa a candela e ridurre i tempi di lavorazione.

Un eccellente ingegnere di elaborazione NC crea un programma NC nel più breve tempo possibile nelle condizioni di taglio che causano vibrazioni.Tenendo conto delle condizioni consigliate dal produttore della lama e della mia esperienza passata, ho impostato nella mia testa l'immagine dello stato di elaborazione.

Immaginando i suoni e le vibrazioni della scultura nella mia testa, immagino cose come "Questa condizione è troppo veloce" o "Mi chiedo se posso tagliare un po' più a fondo".Fa esattamente parte della professionalità.Questa combinazione di processi e programmi NC può ridurre i tempi di lavorazione della metà o addirittura di un quarto.

Ora, diamo un'occhiata ad alcuni esempi di come CAD/CAM può essere utilizzato per creare programmi NC altrimenti impossibili e per creare forme più complicate di quanto si possa immaginare.

Rappresentativo della lavorazione a 5 assi: girante

Un tipico esempio di una parte che può essere ottenuta solo mediante la cosiddetta lavorazione simultanea a 5 assi è la "girante" utilizzata nei turbocompressori automobilistici.

Senza CAD/CAM, il programma NC per il taglio delle parti complesse di questa girante non sarebbe possibile.È perché ha la forma di un grumo del sottosquadro.

La lavorazione simultanea a 5 assi può essere ottenuta solo dai movimenti complessi della superficie del tavolo (asse A, asse B) su cui viene posizionato il materiale e le frese frontali (X, Y, Z) collegate tra loro.

Scultura contemporanea: modellazione 3D

Finché si dispone di un modello 3D, è possibile generare semiautomaticamente i dati NC per il taglio della forma con CAM.Pertanto, è possibile realizzare tutte le forme tridimensionali, comprese le sculture come statue e figure.Naturalmente, è necessario considerare l'angolo R e il sottosquadro che ho introdotto finora.

La forma può essere riprodotta fedelmente al modello 3D.Alcuni nostri clienti stanno pensando di ritagliare personaggi famosi lavorandoli e vendendoli come oggetti extra lusso.

Rendi il lavoro di taglio più familiare!

Le parti lavorate sono disponibili in una varietà di forme a seconda dell'applicazione, ma non importa quanto complicata possa essere la forma, può essere lavorata purché l'angolo R e il sottosquadro siano curati.

Potresti pensare che la fusione sia il modo migliore per produrre in serie una forma più complessa, ma ci sono molti vantaggi nella lavorazione.La porosità, che tende ad essere un problema nella colata, può essere evitata e poiché non è necessario fabbricare stampi, i costi iniziali possono essere ridotti e la consegna può essere accorciata.

Riepilogo

Sarei felice se potessi tenere presente l'uso del taglio anche per i pezzi lavorati prodotti in serie.Il costo totale è sorprendentemente basso e c'è anche il vantaggio di poter rispondere in modo flessibile alle modifiche di progettazione.

Speriamo che questo articolo ti aiuti a familiarizzare con la lavorazione e ad ampliare i tuoi orizzonti di progettazione.