Is CNC verspanen goedkoper voor complexe vormen Ultieme gids 2022

In dit artikel zullen we, gebaseerd op de basisprincipes van verspanen, de punten introduceren van kosteneffectieve bewerkte onderdelen waar beginnende mechanische ontwerpers vaak in vervallen.

CNC frezen Ponsen

Laat me je vertellen over het gedeelte waar je dingen goedkoper kunt doen met knippen.Als je aan machinale bewerking denkt, heb je misschien een beeld van alle ruwe, anorganische onderdelen voor industriële producten, maar in feite kun je een verscheidenheid aan vormen creëren, zoals draaiende gebogen oppervlakken.

CNC-bewerkingsonderdelen

Deze keer introduceren we verschillende "prachtige vormen" en introduceren we het proces van het realiseren van complexe vormen door te snijden met de huidige computerbesturing.

Wat is NC-verwerking?

Hoewel het al vaak is genoemd, is snijden een proces waarbij een roterend mes langs een vast traject tegen een materiaal wordt gedrukt om het eraf te schrapen en onnodige onderdelen te verwijderen.

　Dus wat betekent "langs een vast traject"?

Ik heb de uitdrukking tot nu toe vaag gelaten, maar het is een heel belangrijk onderdeel van knippen, dus ik zal het wat gedetailleerder uitleggen.

Laten we universele gereedschapsmachines die “handmatig bediend” worden, zoals universele frezen, voorlopig buiten beschouwing laten en praten over zogenaamde “automatisch bediende” NC-bewerkingsmachines zoals NC-frezen en bewerkingscentra.

Bij dergelijke machines worden de messen die het materiaal snijden door de commandotaal naar de machine verplaatst.Wanneer u het commando "Verplaats de vingerfrees naar deze positie" in de machine invoert, beweegt de machine automatisch volgens het commando.De positie van de vingerfrees wordt uitgedrukt door elke numerieke waarde van X, Y en Z. De bewerking gaat verder door deze waarden te verplaatsen​​volgens het programma.

Wat is een NC-frees?

Ander type NC-frees

De "NC" in NC-frees staat voor "Numerical Control"."X" is de "horizontale richting", "Y" is de "heen en weer richting" en "Z" is de "verticale richting".Door continu de "volgende te verplaatsen positie" in te voeren, is het mogelijk om de vingerfrees te verplaatsen door vloeiende bochten en complexe trajecten te tekenen

Omgekeerd werkt de machine alleen volgens de invoerinstructies.De uiteindelijke vorm is afhankelijk van het ingevoerde NC-programma.Vóór de ontwikkeling van computers lijkt het erop dat NC-programma's op speciale papieren tapes werden gestempeld en door een machine werden geleid om ze te lezen.Dit lijkt de reden te zijn waarom ervaren vakmensen NC-programma's 'banden' noemen.

NC-programma's op speciale papieren banden

Momenteel behandelen we NC-programma's als computergegevens.Het NC-programma wordt als gegevens opgeslagen in het geheugen van de machine en terwijl het regel voor regel wordt gelezen als instructies, werkt het volgens de inhoud van de instructies.

De configuratie van het NC-programma

Een NC-programma heeft in principe een gemeenschappelijke configuratie voor elke werktuigmachine."Het onderdeel dat de beweging van de machine bestuurt", zoals "G-code" of "M-code" dat de spil draait of de bewegingssnelheid verandert, en de "puntfreespositie" zoals de X-, Y-, Z-coördinaat waardeert bestaat uit een combinatie van het deel dat de opdrachtwaarde geeft.

Modern snijden met behulp van computers: CAD/CAM

Eenvoudige NC-programma's zoals "boor gewoon een gat" of "beweeg het blad gewoon in een rechte lijn" kunnen eenvoudig worden gemaakt, maar complexe NC-programma's zoals "snijden van een gebogen oppervlak" vereisen het brein van de ingenieur.Het gaat verder dan het niveau van denken en typen met de hand.

In dergelijke situaties komt het zogenaamde CAD/CAM-systeem om de hoek kijken.”CAD/CAM" is "Computer Aided Design" en "Computer Aided Manufacturing", dus eigenlijk is het een algemene term voor "ontwerpen en produceren met behulp van computers".

Momenteel verwijst CAD in enge zin naar software die tekeningen en 3D-modellen op een computer maakt, en CAM verwijst naar software dieNC-programma'sCAD-gegevens gebruiken.Zelfs het maken van complexe NC-programma's vereist computerondersteuning.Sommige software heeft zowel CAD- als CAM-functies en er is ook software met onafhankelijke functies.

Bepaal het juiste proces voor de bewerking

CAD is op verschillende sites in detail behandeld, dus hier zal ik iets meer in detail uitleggen over CAM, waarvan ontwerpers zich niet vaak bewust zijn.Bij het maken van een NC-programma met behulp van CAM is het noodzakelijk om het juiste proces, het type vingerfrees en de bewerkingsomstandigheden te bepalen op basis van het materiaal en de vorm van het werkstuk, en deze als informatie in te voeren.

Er zijn talloze opties die kunnen worden genomen, afhankelijk van het materiaal en de vorm van het materiaal, de volgorde van opstelling, enz. Welke instellingen moeten worden gemaakt, hangt grotendeels af van de ervaring en het gevoel van de ingenieur.

Er zijn bijvoorbeeld veel manieren om materialen te repareren.Het kan worden vastgeklemd met een mechanische precisiebankschroef, direct worden vastgezet met een mal, worden vastgezet met een schroef, enz. Er zijn verschillende opties, afhankelijk van de vorm en het proces.Het moet worden ingesteld volgens alle instellingen en soorten vingerfrezen en worden omgezet in NC-programma's.

Toepassing van vingerfrezen bij het snijden van gebogen oppervlakken

Er zijn verschillende soorten vingerfrezen, zoals kogelvingerfrezen die geschikt zijn voor het snijden van gebogen vlakken met afgeronde uiteinden, platvingerfrezen die geschikt zijn voor het snijden van rechte vlakke vlakken en boren voor het boren van gaten.

verschillende soorten vingerfrezen

Elk type is onderverdeeld in verschillende vormen, zoals de diameter, het aantal bladen en de effectieve lengte van het blad.Stel in wat voor soort bewerkingsmethode en wat voor soortmachinale bewerkingvoorwaarden te gebruiken voor elke vingerfrees.

Zelfs vingerfrezen zijn niet beperkt tot één type voor één opstelling.Het is eerder niet ongebruikelijk om tientallen typen te gebruiken.Dan worden de in te stellen parameters enorm.

Wat zijn de bewerkingsvoorwaarden voor het maken van goedkopere complexe onderdelen?

Bewerkingscondities omvatten het aantal omwentelingen van de spil, de bewegingssnelheid en de hoeveelheid te verwijderen materiaal.Er is een optimale combinatie afhankelijk van de freesvorm, het materiaal en het materiaal van het materiaal.De vraag is hoe de optimale combinatie kan worden afgeleid, slijtage van de vingerfrees kan worden voorkomen en de bewerkingstijd kan worden verkort.

Een uitstekende NC-verwerkingsingenieur maakt in de kortst mogelijke tijd een NC-programma onder de snijomstandigheden die klapperen veroorzaken.Rekening houdend met de aanbevolen omstandigheden van de mesfabrikant en mijn ervaringen uit het verleden, zette ik het beeld van de verwerkingsstatus in mijn hoofd.

Terwijl ik me de geluiden en trillingen van het snijden in mijn hoofd voorstel, stel ik me dingen voor als: "Deze toestand is te snel" of "Ik vraag me af of ik een beetje dieper kan snijden."Het hoort precies bij professionaliteit.Deze combinatie van processen en NC-programma's kan de bewerkingstijd halveren of zelfs een kwart verkorten.

Laten we nu eens kijken naar enkele voorbeelden van hoe CAD/CAM kan worden gebruikt om NC-programma's te maken die anders onmogelijk zouden zijn en om vormen te maken die ingewikkelder zijn dan u zich kunt voorstellen.

Vertegenwoordiger van 5-assige bewerking: waaier

Een typisch voorbeeld van een onderdeel dat alleen kan worden bereikt door zogenaamde simultane 5-assige bewerkingen, is de "waaier" die wordt gebruikt in turbo's voor auto's.

Zonder CAD/CAM zou het NC-programma voor het snijden van de ingewikkelde onderdelen van deze waaier niet mogelijk zijn.Het is omdat het de vorm heeft van een knobbeltje van de ondersnijding.

Gelijktijdige 5-assige bewerking kan alleen worden bereikt door de complexe bewegingen van het tafeloppervlak (A-as, B-as) waarop het materiaal wordt geplaatst en de vingerfrezen (X, Y, Z) die aan elkaar zijn gekoppeld.

Hedendaagse beeldhouwkunst: 3D-modellering

Zolang u een 3D-model heeft, kunt u met CAM semi-automatisch NC-gegevens genereren om de vorm te snijden.Hierdoor is het mogelijk om alle driedimensionale vormen te realiseren, ook sculpturen zoals beelden en figuren.Het is natuurlijk noodzakelijk om rekening te houden met de hoek R en ondersnijding die ik tot nu toe heb geïntroduceerd.

De vorm kan natuurgetrouw worden gereproduceerd naar het 3D-model.Sommige van onze klanten denken erover om beroemde personages uit te snijden door ze te machinaal bewerken en ze te verkopen als ultra-luxe objecten.

Maak knipwerk vertrouwder!

Bewerkte onderdelen zijn er in verschillende vormen, afhankelijk van de toepassing, maar hoe ingewikkeld de vorm ook is, ze kunnen worden bewerkt zolang de hoek R en de ondersnijding worden verzorgd.

Je zou kunnen denken dat gieten de beste manier is om een ​​complexere vorm massaal te produceren, maar machinale bewerking heeft veel voordelen.Porositeit, wat vaak een probleem is bij het gieten, kan worden vermeden, en aangezien er geen mallen hoeven te worden vervaardigd, kunnen de initiële kosten worden verlaagd en kan de levering worden verkort.

Samenvatting

Ik zou blij zijn als u het gebruik van snijden in gedachten zou kunnen houden, zelfs voor in massa geproduceerde bewerkte onderdelen.De totale kostprijs is verrassend laag, en daarnaast is er het voordeel dat flexibel kan worden ingespeeld op ontwerpwijzigingen.

We hopen dat dit artikel u zal helpen vertrouwd te raken met verspanen en uw ontwerphorizon te verbreden.