Je CNC obrábanie lacnejšie pre zložité tvary Ultimate guide 2022

V tomto článku, ktorý vychádza zo základov obrábania, si predstavíme body cenovo výhodných obrábaných dielov, do ktorých sa začínajúci strojní konštruktéri zvyknú dostávať.

CNC frézovanie Dierovanie

Poviem vám o časti, kde môžete robiť veci lacnejšie s rezaním.Keď premýšľate o obrábaní, môžete mať predstavu o všetkých hrubých, anorganických častiach priemyselných výrobkov, ale v skutočnosti môžete vytvárať rôzne tvary, ako napríklad skrútené zakrivené povrchy.

CNC obrábanie dielov

Tentokrát si predstavíme rôzne „úžasné tvary“ a zároveň si predstavíme proces realizácie zložitých tvarov rezaním so súčasným počítačovým riadením.

Čo je NC spracovanie?

Aj keď to už bolo mnohokrát spomenuté, rezanie je proces, pri ktorom sa rotujúca čepeľ tlačí na materiál pozdĺž nastavenej trajektórie, aby sa zoškrabala a odstránila nepotrebné časti.

　Čo teda znamená „po stanovenej trajektórii“?

Výraz som zatiaľ nechal vágny, ale je to veľmi dôležitá súčasť strihania, tak to vysvetlím trochu podrobnejšie.

Nechajme nateraz bokom univerzálne obrábacie stroje, ktoré sú „ručne ovládané“, ako sú univerzálne frézy, a povedzme si o takzvaných „automaticky ovládaných“ NC obrábacích strojoch ako sú NC frézy a obrábacie centrá.

V takýchto strojoch sa čepele, ktoré režú materiál, presúvajú príkazovým jazykom do stroja.Keď do stroja zadáte príkaz „Presuňte stopkovú frézu do tejto polohy“, stroj sa automaticky pohne podľa príkazu.Poloha stopkovej frézy je vyjadrená každou číselnou hodnotou X, Y a Z. Obrábanie prebieha posúvaním týchto hodnôtnapodľa programu.

Čo je NC fréza?

Rôzne typy NC fréz

„NC“ v NC fréze znamená „Numerical Control“.„X“ je „horizontálny smer“, „Y“ je „smer tam a späť“ a „Z“ je „vertikálny smer“.Nepretržitým zadávaním „ďalšej polohy na pohyb“ je možné posunúť stopkovú frézu kreslením hladkých kriviek a zložitých trajektórií

Naopak, stroj funguje len podľa vstupných pokynov.Konečný tvar závisí od vstupného NC programu.Pred vývojom počítačov sa zdá, že NC programy boli vyrazené na špeciálne papierové pásky a prešli cez stroj na ich čítanie.Zdá sa, že to je dôvod, prečo skúsení remeselníci označujú programy NC ako „pásky“.

NC programy na špeciálnych papierových páskach

V súčasnosti spracovávame NC programy ako počítačové dáta.NC program je uložený ako dáta v pamäti stroja a pri jeho čítaní riadok po riadku ako inštrukcie funguje podľa obsahu inštrukcií.

Konfigurácia NC programu

NC program má v podstate spoločnú konfiguráciu pre každý obrábací stroj.„Časť, ktorá riadi pohyb stroja“, ako napríklad „kód G“ alebo „kód M“, ktorý otáča vreteno alebo mení rýchlosť pohybu, a „poloha hrotu čelnej frézy“ ako hodnoty súradníc X, Y, Z pozostáva z kombinácie časti, ktorá udáva hodnotu príkazu.

Moderné rezanie pomocou počítačov: CAD/CAM

Jednoduché NC programy, ako napríklad „len vyvŕtať dieru“ alebo „len posunúť čepeľ v priamej línii“, sa dajú ľahko vytvoriť, ale zložité programy NC, ako napríklad „rezanie zakriveného povrchu“, vyžadujú mozog inžiniera.Presahuje úroveň myslenia a písania rukou.

V takýchto situáciách prichádza na rad takzvaný CAD/CAM systém.“CAD/CAM“ je „Computer Aided Design“ a „Computer Aided Manufacturing“, takže v podstate ide o všeobecný termín pre „navrhovanie a výrobu pomocou počítačov“.

V súčasnosti sa CAD v užšom slova zmysle vzťahuje na softvér, ktorý vytvára výkresy a 3D modely v počítači, a CAM označuje softvér, ktorý vytváraNC programypomocou CAD dát.Dokonca aj vytváranie zložitých NC programov si vyžaduje počítačovú asistenciu.Niektorý softvér má funkcie CAD aj CAM a existuje aj softvér s nezávislými funkciami.

Určite vhodný proces obrábania

CAD bol podrobne popísaný na rôznych stránkach, takže tu vysvetlím trochu podrobnejšie o CAM, čo si dizajnéri často neuvedomujú.V procese tvorby NC programu pomocou CAM je potrebné určiť vhodný proces, typ stopkovej frézy a podmienky obrábania na základe materiálu a tvaru obrobku a zadať ich ako informáciu.

Existuje nespočetné množstvo možností, ktoré je možné použiť v závislosti od materiálu a tvaru materiálu, poradia nastavenia atď. Aké nastavenia vykonať závisí vo veľkej miere od skúseností a zmyslu inžiniera.

Napríklad existuje veľa spôsobov, ako opraviť materiály.Dá sa upnúť presným mechanickým zverákom, priamo upevniť pomocou prípravku, upevniť skrutkou atď. V závislosti od tvaru a procesu sú rôzne možnosti.Musí byť nastavený podľa všetkých nastavení a typov stopkových fréz a prevedený do NC programov.

Aplikácia čelných fréz pri rezaní zakrivených plôch

Existujú rôzne typy stopkových fréz, ako sú guľové stopkové frézy, ktoré sú vhodné na rezanie zakrivených plôch so zaoblenými koncami, ploché stopkové frézy, ktoré sú vhodné na rezanie rovných rovných plôch a vrtáky na vŕtanie otvorov.

rôzne typy stopkových fréz

Každý typ je rozdelený do rôznych tvarov, ako je priemer, počet čepelí a efektívna dĺžka čepele.Nastavte si, aký spôsob obrábania a akýobrábaniepodmienky, ktoré sa majú použiť pre každú stopkovú frézu.

Dokonca ani stopkové frézy nie sú obmedzené na jeden typ pre jedno nastavenie.Skôr nie je nezvyčajné používať desiatky druhov.Potom sa parametre na nastavenie stanú obrovskými.

Aké sú podmienky obrábania na výrobu lacnejších zložitých dielov?

Podmienky obrábania zahŕňajú počet otáčok vretena, rýchlosť pohybu a množstvo odoberaného materiálu.Optimálna kombinácia závisí od tvaru frézy, materiálu a materiálu materiálu.Otázkou je, ako odvodiť optimálnu kombináciu, zabrániť opotrebovaniu stopkovej frézy a skrátiť čas obrábania.

Vynikajúci inžinier NC spracovania vytvorí NC program v čo najkratšom čase pri rezných podmienkach, ktoré spôsobujú chvenie.Pri zohľadnení odporúčaných podmienok výrobcu čepele a mojich doterajších skúseností som si v hlave nastavil obraz stavu spracovania.

Keď si predstavím zvuky a vibrácie rezbárstva v mojej hlave, predstavím si veci ako: „Tento stav je príliš rýchly“ alebo „Som zvedavý, či môžem rezať trochu hlbšie.“Je to presne súčasť profesionality.Táto kombinácia procesov a NC programov dokáže skrátiť čas obrábania na polovicu alebo dokonca štvrtinu.

Teraz sa pozrime na niekoľko príkladov toho, ako sa dá CAD/CAM použiť na vytváranie NC programov, ktoré by inak boli nemožné, a na vytváranie tvarov, ktoré sú zložitejšie, než si dokážete predstaviť.

Predstaviteľ 5-osového obrábania: obežné koleso

Typickým príkladom dielu, ktorý je možné dosiahnuť len takzvaným simultánnym 5-osovým obrábaním, je „obežné koleso“ používané v automobilových turbodúchadlách.

Bez CAD/CAM by NC program na rezanie zložitých častí tohto obežného kolesa nebol možný.Je to preto, že je tvarovaný ako hrudka podrezania.

Simultánne 5-osové obrábanie je možné dosiahnuť iba zložitými pohybmi povrchu stola (os A, os B), na ktorom je umiestnený materiál, a vzájomne prepojených stopkových fréz (X, Y, Z).

Súčasná plastika: 3D modelovanie

Pokiaľ máte 3D model, môžete poloautomaticky generovať NC dáta na rezanie tvaru pomocou CAM.Preto je možné realizovať všetky trojrozmerné tvary, vrátane sôch ako sú sochy a postavy.Samozrejme je potrebné zvážiť roh R a podrezanie, ktoré som doteraz zaviedol.

Tvar je možné verne reprodukovať podľa 3D modelu.Niektorí naši zákazníci uvažujú o vystrihnutí známych postavičiek opracovaním a predajom ako ultraluxusných predmetov.

Spoznajte prácu pri rezaní!

Obrábané diely sa dodávajú v rôznych tvaroch v závislosti od aplikácie, ale bez ohľadu na to, aký komplikovaný môže byť tvar, je možné ho obrábať, pokiaľ je postarané o roh R a podrezanie.

Možno si myslíte, že odlievanie je najlepší spôsob, ako hromadne vyrábať zložitejší tvar, ale obrábanie má mnoho výhod.Pórovitosti, ktorá býva problémom pri odlievaní, sa dá vyhnúť, a keďže nie je potrebné vyrábať formy, možno znížiť počiatočné náklady a skrátiť dodávku.

Zhrnutie

Bol by som rád, keby ste mohli mať na pamäti použitie rezania aj pri sériovo vyrábaných spracovaných dieloch.Celkové náklady sú prekvapivo nízke a výhodou je aj možnosť flexibilne reagovať na zmeny dizajnu.

Dúfame, že tento článok vám pomôže lepšie sa zoznámiť s obrábaním a rozšíri si obzory dizajnu.