Gia công CNC có rẻ hơn cho các hình dạng phức tạp Hướng dẫn cơ bản 2022

Trong bài viết này, dựa trên những điều cơ bản về gia công, chúng tôi sẽ giới thiệu các điểm của các bộ phận gia công hiệu quả về chi phí mà các nhà thiết kế cơ khí mới bắt đầu có xu hướng rơi vào.

phay CNC

Để tôi kể cho bạn nghe về phần mà bạn có thể làm mọi thứ rẻ hơn khi cắt.Khi nghĩ đến gia công, bạn có thể hình dung ra tất cả các bộ phận thô ráp, vô cơ cho các sản phẩm công nghiệp, nhưng trên thực tế, bạn thực sự có thể tạo ra nhiều hình dạng khác nhau, chẳng hạn như các bề mặt cong xoắn.

Bộ phận gia công CNC

Lần này, chúng tôi sẽ giới thiệu nhiều “hình dạng tuyệt vời” khác nhau đồng thời giới thiệu quy trình tạo ra các hình dạng phức tạp bằng cách cắt bằng điều khiển máy tính hiện tại.

Chế biến NC là gì?

Mặc dù đã được đề cập nhiều lần, nhưng cắt là một quá trình trong đó một lưỡi dao quay được ép vào vật liệu dọc theo một quỹ đạo đã định để cạo và loại bỏ các phần không cần thiết.

　Vậy "dọc theo một quỹ đạo đã định" nghĩa là gì?

Tôi đã để biểu thức mơ hồ cho đến giờ, nhưng nó là một phần rất quan trọng của việc cắt, vì vậy tôi sẽ giải thích nó chi tiết hơn một chút.

Hiện tại, chúng ta hãy tạm gác các máy công cụ đa năng được “vận hành thủ công” chẳng hạn như dao phay đa năng sang một bên và nói về cái gọi là máy công cụ NC “vận hành tự động” như dao phay NC và trung tâm gia công.

Trong các máy như vậy, các lưỡi cắt vật liệu được di chuyển bằng ngôn ngữ lệnh tới máy.Khi bạn nhập lệnh “Di chuyển dao phay ngón đến vị trí này” vào máy, máy sẽ tự động di chuyển theo lệnh.Vị trí của dao phay ngón được thể hiện bằng từng giá trị số của X, Y và Z. Quá trình gia công tiến hành bằng cách di chuyển các giá trị này.theo chương trình.

Dao phay NC là gì?

Các loại dao phay NC khác nhau

“NC” trong dao phay NC là viết tắt của “Numerical Control”.“X” là “hướng ngang”, “Y” là “hướng qua lại” và “Z” là “hướng dọc”.Bằng cách liên tục nhập “vị trí tiếp theo để di chuyển”, có thể di chuyển máy nghiền cuối bằng cách vẽ các đường cong mượt mà và quỹ đạo phức tạp

Ngược lại, máy chỉ hoạt động theo hướng dẫn nhập liệu.Hình dạng cuối cùng phụ thuộc vào chương trình NC đầu vào.Trước khi máy tính phát triển, có vẻ như các chương trình NC được đóng dấu trên băng giấy đặc biệt và được đưa qua máy để đọc chúng.Đây dường như là lý do tại sao các thợ thủ công kỳ cựu gọi các chương trình NC là “băng”.

Chương trình NC trên băng giấy đặc biệt

Hiện tại, chúng tôi xử lý các chương trình NC dưới dạng dữ liệu máy tính.Chương trình NC được lưu dưới dạng dữ liệu trong bộ nhớ của máy và trong khi đọc từng dòng theo hướng dẫn, chương trình này hoạt động theo nội dung của hướng dẫn.

Cấu hình của chương trình NC

Một chương trình NC về cơ bản có một cấu hình chung cho bất kỳ máy công cụ nào.”Bộ phận điều khiển chuyển động của máy” chẳng hạn như “mã G” hoặc “mã M” xoay trục chính hoặc thay đổi tốc độ di chuyển và “vị trí đầu máy nghiền cuối” là các giá trị tọa độ X, Y, Z. bao gồm một sự kết hợp của phần đưa ra giá trị lệnh.

Cắt hiện đại sử dụng máy tính: CAD/CAM

Có thể dễ dàng tạo các chương trình NC đơn giản như “chỉ khoan một lỗ” hoặc “chỉ di chuyển lưỡi cắt theo một đường thẳng”, nhưng các chương trình NC phức tạp như “cắt một bề mặt cong” đòi hỏi bộ não của người kỹ sư.Nó vượt xa mức độ suy nghĩ và đánh máy bằng tay.

Cái gọi là hệ thống CAD/CAM ra đời trong những tình huống như vậy.”CAD/CAM” là “Thiết kế được hỗ trợ bởi máy tính” và “Sản xuất được hỗ trợ bởi máy tính”, vì vậy về cơ bản nó là một thuật ngữ chung cho “thiết kế và sản xuất bằng máy tính”.

Hiện nay, theo nghĩa hẹp, CAD là phần mềm tạo bản vẽ và mô hình 3D trên máy tính, còn CAM là phần mềm tạochương trình NCsử dụng dữ liệu CAD.Ngay cả việc tạo các chương trình NC phức tạp cũng cần có sự hỗ trợ của máy tính.Một số phần mềm có cả chức năng CAD và CAM, cũng có phần mềm có chức năng độc lập.

Xác định quy trình phù hợp cho gia công

CAD đã được đề cập chi tiết trên nhiều trang web khác nhau, vì vậy ở đây tôi sẽ giải thích chi tiết hơn một chút về CAM, điều mà các nhà thiết kế thường không biết đến.Trong quy trình tạo chương trình NC bằng CAM, cần xác định quy trình phù hợp, loại dao phay ngón và điều kiện gia công dựa trên vật liệu và hình dạng của phôi gia công, rồi nhập chúng dưới dạng thông tin.

Có vô số tùy chọn có thể được thực hiện tùy thuộc vào vật liệu và hình dạng của vật liệu, thứ tự thiết lập, v.v. Việc thực hiện loại cài đặt nào phụ thuộc phần lớn vào kinh nghiệm và ý thức của người kỹ sư.

Ví dụ, có nhiều cách để sửa chữa vật liệu.Nó có thể được kẹp bằng một bàn kẹp cơ khí chính xác, cố định trực tiếp bằng đồ gá, cố định bằng vít, v.v. Có nhiều lựa chọn khác nhau tùy thuộc vào hình dạng và quy trình.Nó phải được thiết lập theo tất cả các cài đặt và loại dao phay ngón và được chuyển đổi sang chương trình NC.

Ứng dụng của dao phay ngón trong việc cắt các bề mặt cong

Có nhiều loại dao phay ngón khác nhau, chẳng hạn như dao phay ngón thích hợp để cắt các bề mặt cong có đầu tròn, dao phay ngón phẳng thích hợp để cắt các bề mặt phẳng thẳng và mũi khoan để khoan lỗ.

các loại máy nghiền cuối

Mỗi loại lại được chia thành nhiều hình dạng khác nhau như đường kính, số lượng cánh, chiều dài hiệu dụng của lưỡi.Đặt loại phương pháp gia công và loại nàogia côngđiều kiện để sử dụng cho mỗi nhà máy cuối.

Ngay cả các máy phay ngón cũng không bị giới hạn ở một loại cho một thiết lập.Nói đúng hơn là dùng chục loại cũng không có gì lạ.Sau đó, các tham số để thiết lập trở nên rất lớn.

Các điều kiện gia công để tạo ra các bộ phận phức tạp rẻ hơn là gì?

Các điều kiện gia công bao gồm số vòng quay của trục chính, tốc độ di chuyển và lượng vật liệu cần loại bỏ.Có một sự kết hợp tối ưu tùy thuộc vào hình dạng của máy nghiền cuối, vật liệu và vật liệu của vật liệu.Câu hỏi đặt ra là làm thế nào để có được sự kết hợp tối ưu, ngăn chặn sự mài mòn của dao phay ngón và rút ngắn thời gian gia công.

Một kỹ sư xử lý NC xuất sắc tạo ra một chương trình NC trong thời gian ngắn nhất có thể trong các điều kiện cắt gây ra tiếng kêu.Trong khi tính đến các điều kiện được khuyến nghị của nhà sản xuất lưỡi dao và kinh nghiệm trước đây của tôi, tôi thiết lập hình ảnh về trạng thái xử lý trong đầu.

Tưởng tượng những âm thanh và rung động khi chạm khắc trong đầu, tôi tưởng tượng những điều như, “Điều kiện này nhanh quá,” hoặc “Tôi tự hỏi liệu tôi có thể cắt sâu hơn một chút không.”Đó chính xác là một phần của tính chuyên nghiệp.Sự kết hợp giữa quy trình và chương trình NC này có thể cắt giảm thời gian gia công xuống một nửa hoặc thậm chí một phần tư.

Bây giờ, chúng ta hãy xem xét một số ví dụ về cách CAD/CAM có thể được sử dụng để tạo các chương trình NC mà nếu không thì sẽ không thể thực hiện được và để tạo các hình dạng phức tạp hơn bạn có thể tưởng tượng.

Đại diện của gia công 5 trục: bánh công tác

Một ví dụ điển hình về một bộ phận chỉ có thể đạt được bằng cái gọi là gia công 5 trục đồng thời là “cánh quạt” được sử dụng trong bộ tăng áp ô tô.

Nếu không có CAD/CAM, chương trình NC để cắt các bộ phận phức tạp của bánh công tác này sẽ không thể thực hiện được.Đó là bởi vì nó có hình dạng giống như một cục của undercut.

Gia công 5 trục đồng thời chỉ có thể đạt được nhờ các chuyển động phức tạp của bề mặt bàn (trục A, trục B) trên đó vật liệu được đặt và các dao phay cuối (X, Y, Z) được liên kết với nhau.

Điêu khắc đương đại: Mô hình 3D

Miễn là bạn có mô hình 3D, bạn có thể tạo dữ liệu NC bán tự động để cắt hình dạng bằng CAM.Do đó, có thể nhận ra tất cả các hình dạng ba chiều, bao gồm các tác phẩm điêu khắc như tượng và hình.Tất nhiên, nó là cần thiết để xem xét góc R và undercut mà tôi đã giới thiệu cho đến nay.

Hình dạng có thể được tái tạo trung thực với mô hình 3D.Một số khách hàng của chúng tôi đang nghĩ đến việc cắt bỏ các nhân vật nổi tiếng bằng cách gia công và bán chúng như những đồ vật cực kỳ sang trọng.

Làm cho công việc cắt trở nên quen thuộc hơn!

Các bộ phận được gia công có nhiều hình dạng khác nhau tùy thuộc vào ứng dụng, nhưng cho dù hình dạng có phức tạp đến đâu, nó vẫn có thể được gia công miễn là quan tâm đến góc R và đường cắt.

Bạn có thể nghĩ rằng đúc là cách tốt nhất để sản xuất hàng loạt một hình dạng phức tạp hơn, nhưng có nhiều lợi thế khi gia công.Có thể tránh được độ xốp, thường là một vấn đề trong quá trình đúc, và vì không cần sản xuất khuôn nên chi phí ban đầu có thể giảm và thời gian giao hàng có thể được rút ngắn.

Bản tóm tắt

Tôi sẽ rất vui nếu bạn có thể ghi nhớ việc sử dụng công cụ cắt ngay cả đối với các bộ phận được gia công sản xuất hàng loạt.Tổng chi phí thấp một cách đáng ngạc nhiên, và còn có lợi thế là có thể đáp ứng linh hoạt với các thay đổi thiết kế.

Chúng tôi hy vọng rằng bài viết này sẽ giúp bạn cảm thấy quen thuộc hơn với gia công và mở rộng tầm nhìn thiết kế của mình.