Czy obróbka CNC jest tańsza w przypadku skomplikowanych kształtów Ostateczny przewodnik 2022

W tym artykule, opierając się na podstawach obróbki skrawaniem, przedstawimy punkty opłacalnych części obrabianych, w które wpadają początkujący projektanci mechanicy.

Frezowanie CNC Wykrawanie

Pozwól, że opowiem ci o części, w której możesz robić rzeczy taniej przy cięciu.Kiedy myślisz o obróbce skrawaniem, możesz mieć obraz wszystkich szorstkich, nieorganicznych części produktów przemysłowych, ale w rzeczywistości możesz tworzyć różnorodne kształty, takie jak skręcanie zakrzywionych powierzchni.

Części do obróbki CNC

Tym razem przedstawimy różne „cudowne kształty” przybliżając jednocześnie proces realizacji skomplikowanych kształtów poprzez cięcie przy obecnym sterowaniu komputerowym.

Co to jest obróbka NC?

Choć wspominano o tym wiele razy, cięcie to proces, w którym obracające się ostrze jest dociskane do materiału wzdłuż ustalonej trajektorii w celu zeskrobania go i usunięcia zbędnych części.

　Co więc oznacza „po ustalonej trajektorii”?

Do tej pory pozostawiłem to wyrażenie niejasnym, ale jest to bardzo ważna część cięcia, więc wyjaśnię to trochę bardziej szczegółowo.

Odłóżmy na razie na bok obrabiarki ogólnego przeznaczenia, które są „obsługiwane ręcznie”, takie jak frezy ogólnego przeznaczenia, i porozmawiajmy o tak zwanych „obsługiwanych automatycznie” obrabiarkach NC, takich jak frezy NC i centra obróbcze.

W takich maszynach ostrza tnące materiał są przenoszone przez język poleceń do maszyny.Po wprowadzeniu polecenia „Przesuń frez trzpieniowy do tej pozycji” do maszyny, maszyna automatycznie porusza się zgodnie z poleceniem.Położenie frezu palcowego jest wyrażone przez każdą wartość liczbową X, Y i Z. Obróbka przebiega poprzez przesuwanie tych wartości​​zgodnie z programem.

Co to jest frez NC?

Inny typ frezu NC

„NC” we frezie NC oznacza „sterowanie numeryczne”.„X” to „kierunek poziomy”, „Y” to „kierunek tam i z powrotem”, a „Z” to „kierunek pionowy”.Ciągłe wprowadzanie „następnej pozycji do przesunięcia” umożliwia przesuwanie frezu palcowego poprzez rysowanie gładkich krzywych i złożonych trajektorii

I odwrotnie, maszyna działa tylko zgodnie z instrukcjami wprowadzania.Ostateczny kształt zależy od wprowadzonego programu NC.Wydaje się, że przed rozwojem komputerów programy NC były stemplowane na specjalnych papierowych taśmach i przepuszczane przez maszynę w celu ich odczytania.Wydaje się, że to jest powód, dla którego doświadczeni rzemieślnicy nazywają programy NC „taśmami”.

Programy NC na specjalnych taśmach papierowych

Obecnie programy NC traktujemy jako dane komputerowe.Program NC jest przechowywany jako dane w pamięci maszyny i czytając go linia po linii jako instrukcje, działa zgodnie z treścią instrukcji.

Konfiguracja programu NC

Program NC zasadniczo ma wspólną konfigurację dla dowolnej obrabiarki.„Część kontrolująca ruch maszyny”, taka jak „kod G” lub „kod M”, która obraca wrzeciono lub zmienia prędkość ruchu, oraz „położenie końcówki frezu końcowego” jako współrzędne X, Y, Z składa się z kombinacji części, która daje wartość polecenia.

Nowoczesne cięcie z wykorzystaniem komputerów: CAD/CAM

Proste programy NC, takie jak „po prostu wywierć otwór” lub „po prostu przesuń ostrze w linii prostej”, można łatwo tworzyć, ale złożone programy NC, takie jak „cięcie zakrzywionej powierzchni”, wymagają mózgu inżyniera.Wykracza poza poziom myślenia i ręcznego pisania.

W takich sytuacjach do gry wchodzi tzw. system CAD/CAM.”CAD/CAM” to „Projektowanie wspomagane komputerowo” i „Produkcja wspomagana komputerowo”, więc zasadniczo jest to ogólny termin określający „projektowanie i wytwarzanie przy użyciu komputerów”.

Obecnie w wąskim znaczeniu CAD odnosi się do oprogramowania, które tworzy rysunki i modele 3D na komputerze, a CAM odnosi się do oprogramowania, które tworzyprogramy NCprzy użyciu danych CAD.Nawet tworzenie skomplikowanych programów NC wymaga pomocy komputera.Niektóre programy mają zarówno funkcje CAD, jak i CAM, są też programy z niezależnymi funkcjami.

Określ odpowiedni proces obróbki

CAD został szczegółowo omówiony na różnych stronach, więc tutaj wyjaśnię nieco bardziej szczegółowo o CAM, którego projektanci często nie są świadomi.W procesie tworzenia programu NC z wykorzystaniem CAM konieczne jest określenie odpowiedniego procesu, typu frezu walcowo-czołowego oraz warunków obróbki w oparciu o materiał i kształt przedmiotu obrabianego oraz wprowadzenie ich jako informacji.

Istnieje niezliczona ilość opcji, które można zastosować w zależności od materiału i kształtu materiału, kolejności ustawiania itp. To, jakiego rodzaju ustawień należy dokonać, zależy w dużej mierze od doświadczenia i wyczucia inżyniera.

Na przykład istnieje wiele sposobów naprawiania materiałów.Można go mocować za pomocą precyzyjnego imadła mechanicznego, mocować bezpośrednio za pomocą przyrządu, mocować śrubą itp. Istnieją różne opcje w zależności od kształtu i procesu.Musi być ustawiony zgodnie ze wszystkimi ustawieniami i typami frezów palcowych i przekonwertowany na programy NC.

Zastosowanie frezów walcowo-czołowych do cięcia zakrzywionych powierzchni

Istnieją różne typy frezów trzpieniowych, takie jak frezy trzpieniowe odpowiednie do cięcia powierzchni zakrzywionych z zaokrąglonymi końcami, frezy trzpieniowe płaskie odpowiednie do cięcia prostych płaskich powierzchni oraz wiertła do wiercenia otworów.

różne typy frezów końcowych

Każdy typ jest podzielony na różne kształty, takie jak średnica, liczba ostrzy i efektywna długość ostrza.Ustaw jaki rodzaj metody obróbki i jaki rodzajobróbka skrawaniemwarunki do zastosowania dla każdego frezu walcowo-czołowego.

Nawet frezy walcowo-czołowe nie są ograniczone do jednego typu dla jednej konfiguracji.Raczej nie jest niczym niezwykłym używanie dziesiątek typów.Wtedy parametry do ustawienia stają się ogromne.

Jakie są warunki obróbki przy wykonywaniu tańszych skomplikowanych części?

Warunki obróbki obejmują liczbę obrotów wrzeciona, prędkość ruchu oraz ilość usuwanego materiału.Istnieje optymalna kombinacja w zależności od kształtu frezu końcowego, materiału i materiału materiału.Pytanie brzmi, jak uzyskać optymalną kombinację, zapobiec zużyciu frezu palcowego i skrócić czas obróbki.

Doskonały inżynier obróbki NC tworzy program NC w możliwie najkrótszym czasie w warunkach skrawania, które powodują drgania.Biorąc pod uwagę zalecane przez producenta ostrza warunki oraz moje dotychczasowe doświadczenia, ustawiam sobie w głowie obraz stanu obróbki.

Wyobrażając sobie dźwięki i wibracje podczas rzeźbienia w głowie, wyobrażam sobie takie rzeczy jak: „Ten stan jest zbyt szybki” lub „Zastanawiam się, czy mogę ciąć trochę głębiej”.To jest właśnie część profesjonalizmu.Ta kombinacja procesów i programów NC może skrócić czas obróbki o połowę, a nawet o jedną czwartą.

Przyjrzyjmy się teraz kilku przykładom wykorzystania CAD/CAM do tworzenia programów NC, które w innym przypadku byłyby niemożliwe, oraz do tworzenia kształtów bardziej skomplikowanych, niż można sobie wyobrazić.

Przedstawiciel obróbki 5-osiowej: wirnik

Typowym przykładem części, którą można uzyskać jedynie poprzez tak zwaną symultaniczną obróbkę 5-osiową, jest „wirnik” stosowany w turbosprężarkach samochodowych.

Bez CAD/CAM program NC do wycinania skomplikowanych części tego wirnika nie byłby możliwy.To dlatego, że ma kształt bryły podcięcia.

Jednoczesna obróbka 5-osiowa może być osiągnięta jedynie poprzez złożone ruchy powierzchni stołu (oś A, oś B), na której umieszczony jest materiał oraz połączonych ze sobą frezów trzpieniowych (X, Y, Z).

Rzeźba współczesna: modelowanie 3D

Tak długo, jak masz model 3D, możesz półautomatycznie generować dane NC do wycinania kształtu za pomocą CAM.Dzięki temu możliwa jest realizacja wszelkich trójwymiarowych kształtów, w tym rzeźb takich jak posągi i figury.Oczywiście należy wziąć pod uwagę narożnik R i podcięcie, które do tej pory wprowadziłem.

Kształt można wiernie odwzorować na modelu 3D.Niektórzy z naszych klientów myślą o wycinaniu słynnych postaci poprzez obróbkę skrawaniem i sprzedawaniu ich jako przedmiotów ultraluksusowych.

Spraw, aby cięcie stało się bardziej znajome!

Obrobione części mają różne kształty w zależności od zastosowania, ale bez względu na to, jak skomplikowany może być kształt, można go obrabiać, o ile zadba się o narożnik R i podcięcie.

Można by pomyśleć, że odlewanie jest najlepszym sposobem na masową produkcję bardziej złożonych kształtów, ale obróbka skrawaniem ma wiele zalet.Porowatości, która jest częstym problemem podczas odlewania, można uniknąć, a ponieważ nie ma potrzeby wytwarzania form, można obniżyć koszty początkowe i skrócić czas dostawy.

Streszczenie

Byłbym szczęśliwy, gdybyś pamiętał o cięciu nawet w przypadku masowo produkowanych części przetworzonych.Całkowity koszt jest zaskakująco niski, a zaletą jest możliwość elastycznego reagowania na zmiany projektowe.

Mamy nadzieję, że ten artykuł pomoże Ci lepiej zaznajomić się z obróbką skrawaniem i poszerzyć horyzonty projektowe.