Är CNC-bearbetning billigare för komplexa former Ultimate guide 2022

I den här artikeln, baserat på grunderna för bearbetning, kommer vi att introducera punkterna för kostnadseffektiva bearbetade delar som nybörjare, mekaniska designers tenderar att falla in i.

CNC-fräsning Stansning

Låt mig berätta om delen där du kan göra saker billigare med skärning.När du tänker på bearbetning kanske du har en bild av alla grova, oorganiska delar för industriprodukter, men i själva verket kan du faktiskt skapa en mängd olika former, som att vrida krökta ytor.

CNC-bearbetningsdelar

Den här gången kommer vi att introducera olika "underbara former" samtidigt som vi introducerar processen att realisera komplexa former genom att skära med den nuvarande datorkontrollen.

Vad är NC-bearbetning?

Även om det har nämnts många gånger, är skärning en process där ett roterande blad pressas mot ett material längs en fastställd bana för att skrapa bort det och ta bort onödiga delar.

　Så vad betyder "längs en fastställd bana"?

Jag har lämnat uttrycket vagt än så länge, men det är en väldigt viktig del av skärning, så jag ska förklara det lite mer detaljerat.

Låt oss lägga undan generella verktygsmaskiner som är "manuellt manövrerade" såsom allmänfräsar för tillfället, och prata om så kallade "automatiskt drivna" NC-verktygsmaskiner som NC-fräsar och bearbetningscentra.

I sådana maskiner flyttas bladen som skär materialet av kommandospråket till maskinen.När du matar in kommandot "Flytta pinnfräsen till detta läge" i maskinen, rör sig maskinen automatiskt enligt kommandot.Pinnfräsens position uttrycks av varje numeriskt värde på X, Y och Z. Bearbetningen fortsätter genom att flytta dessa värden.enligt programmet.

Vad är NC-fräs?

Annan typ av NC-fräs

"NC" i NC-fräsen står för "Numerical Control"."X" är den "horisontella riktningen", "Y" är "fram och tillbaka riktningen" och "Z" är den "vertikala riktningen".Genom att kontinuerligt mata in "nästa position att flytta", är det möjligt att flytta pinnfräsen genom att rita jämna kurvor och komplexa banor

Omvänt fungerar maskinen endast enligt inmatningsinstruktionerna.Den slutliga formen beror på det inmatade NC-programmet.Före utvecklingen av datorer verkar det som att NC-program stämplades på speciella pappersband och passerades genom en maskin för att läsa dem.Detta verkar vara anledningen till att veteranhantverkare hänvisar till NC-program som "band".

NC-program på speciella pappersband

För närvarande hanterar vi NC-program som datordata.NC-programmet lagras som data i maskinens minne, och medan det läses rad för rad som instruktioner, fungerar det enligt innehållet i instruktionerna.

Konfigurationen av NC-programmet

Ett NC-program har i princip en gemensam konfiguration för alla verktygsmaskiner."Den del som styr maskinens rörelse" såsom "G-kod" eller "M-kod" som roterar spindeln eller ändrar rörelsehastigheten, och "spindfräsens spetsposition" som X, Y, Z-koordinater värderar den består av en kombination av den del som ger kommandovärdet.

Modern skärning med datorer: CAD/CAM

Enkla NC-program som "bara borra ett hål" eller "flytta bara bladet i en rak linje" kan enkelt skapas, men komplexa NC-program som "att skära en krökt yta" kräver ingenjörens hjärna.Det går utöver nivån för att tänka och skriva för hand.

Det så kallade CAD/CAM-systemet kommer in i sådana situationer.”CAD/CAM" är "Computer Aided Design" och "Computer Aided Manufacturing", så i grund och botten är det en allmän term för "design och tillverkning med hjälp av datorer".

För närvarande, i en snäv mening, hänvisar CAD till programvara som skapar ritningar och 3D-modeller på en dator, och CAM hänvisar till programvara som skaparNC-programanvänder CAD-data.Även att skapa komplexa NC-program kräver datorhjälp.Vissa program har både CAD- och CAM-funktioner, och det finns även programvara med oberoende funktioner.

Bestäm den lämpliga processen för bearbetningen

CAD har behandlats i detalj på olika sajter, så här kommer jag att förklara lite mer detaljerat om CAM, som designers inte ofta är medvetna om.I processen för att skapa NC-program med CAM är det nödvändigt att bestämma den lämpliga processen, typen av pinnfräs och bearbetningsförhållandena baserat på materialet och formen på arbetsstycket, och mata in dem som information.

Det finns otaliga alternativ som kan väljas beroende på materialet och formen på materialet, ordningen på installationen etc. Vilken typ av inställningar som ska göras beror till stor del på ingenjörens erfarenhet och känsla.

Det finns till exempel många sätt att fixa material.Den kan spännas fast med ett precisionsmekaniskt skruvstäd, direkt fixeras med jigg, fixeras med skruv etc. Det finns olika alternativ beroende på form och process.Den måste ställas in enligt alla inställningar och typer av pinnfräsar och konverteras till NC-program.

Applicering av pinnfräsar i skärande krökta ytor

Det finns olika typer av pinnfräsar, såsom kuländfräsar som lämpar sig för att skära krökta ytor med rundade ändar, plana pinnfräsar som lämpar sig för att skära raka plana ytor och borrar för att borra hål.

olika typer av pinnfräsar

Varje typ är uppdelad i olika former såsom diametern, antalet blad och bladets effektiva längd.Ställ in vilken typ av bearbetningsmetod och vilken typ avbearbetningvillkor att använda för varje pinnfräs.

Även pinnfräsar är inte begränsade till en typ för en uppsättning.Snarare är det inte ovanligt att använda dussintals typer.Då blir parametrarna att ställa enorma.

Vilka är bearbetningsvillkoren för att göra billigare komplexa delar?

Bearbetningsförhållanden inkluderar antalet rotationer av spindeln, rörelsehastigheten och mängden material som ska avlägsnas.Det finns en optimal kombination beroende på pinnfräsens form, material och material.Frågan är hur man får fram den optimala kombinationen, förhindrar slitage på pinnfräsen och förkortar bearbetningstiden.

En utmärkt NC-bearbetningsingenjör skapar ett NC-program på kortast möjliga tid under de skärförhållanden som orsakar skrammel.Medan jag tar hänsyn till de rekommenderade förhållandena för bladtillverkaren och min tidigare erfarenhet, ställer jag in bilden av bearbetningstillståndet i mitt huvud.

När jag föreställer mig ljuden och vibrationerna av att hugga i mitt huvud, föreställer jag mig saker som "Det här tillståndet är för snabbt" eller "Jag undrar om jag kan skära lite djupare."Det är precis en del av professionalismen.Denna kombination av processer och NC-program kan halvera bearbetningstiden eller till och med en fjärdedel.

Låt oss nu ta en titt på några exempel på hur CAD/CAM kan användas för att skapa NC-program som annars skulle vara omöjliga och för att skapa former som är mer komplicerade än du kan föreställa dig.

Representant för 5-axlig bearbetning: pumphjul

Ett typiskt exempel på en del som endast kan uppnås genom så kallad simultan 5-axlig bearbetning är "pumphjulet" som används i bilturboladdare.

Utan CAD/CAM skulle NC-programmet för skärning av de invecklade delarna av detta pumphjul inte vara möjligt.Det är för att den är formad som en klump av underskärningen.

Samtidig 5-axlig bearbetning kan endast uppnås genom de komplexa rörelserna av bordsytan (A-axel, B-axel) på vilken materialet placeras och pinnfräsarna (X, Y, Z) sammanlänkade.

Samtida skulptur: 3D-modellering

Så länge du har en 3D-modell kan du halvautomatiskt generera NC-data för att klippa formen med CAM.Därför är det möjligt att realisera alla tredimensionella former, inklusive skulpturer som statyer och figurer.Naturligtvis är det nödvändigt att överväga hörnet R och underskärningen som jag har introducerat hittills.

Formen kan återges troget till 3D-modellen.Några av våra kunder funderar på att skära ut kända karaktärer genom att bearbeta och sälja dem som ultralyxiga föremål.

Gör skärarbetet mer bekant!

Maskinbearbetade delar finns i en mängd olika former beroende på applikation, men hur komplicerad formen än kan vara kan den bearbetas så länge som hörnet R och underskärningen tas om hand.

Du kanske tror att gjutning är det bästa sättet att massproducera en mer komplex form, men det finns många fördelar med bearbetning.Porositet, som tenderar att vara ett problem vid gjutning, kan undvikas, och eftersom det inte finns något behov av att tillverka formar kan initialkostnaderna minskas och leveransen kan förkortas.

Sammanfattning

Jag skulle bli glad om du kunde tänka på användningen av skärning även för masstillverkade bearbetade delar.Den totala kostnaden är förvånansvärt låg, och det finns också fördelen med att kunna reagera flexibelt på designförändringar.

Vi hoppas att den här artikeln hjälper dig att känna dig mer bekant med bearbetning och att vidga dina designhorisonter.