תהליך כרסום - הגדרה
כרסום, תהליך ייצור חיסור, הוא השימוש בכלי עיבוד חיתוך לביצוע הסרת חומר מחומר עבודה ליצירת תבניות גיאומטריות מורכבות. חומר העבודה המקובע בדרך כלל על שולחן עבודה נייד מוזן לתוך כלי המכונה הרב-נקודתיים המסתובבים. בעוד שתהליך הכרסום יכול להתבצע על ידי טכנאי מיומן ביותר במכונת כרסום ידנית, התהליך יכול להתבצע כעת במכונת כרסום מבוקרת מחשב הנקראת מכונת כרסום בקרה מספרית (CNC). השימוש במכונות כרסום CNC הביא לדיוק גבוה יותר ולהגדלת שיעורי הייצור.
תהליך כרסום CNC - סקירה כללית
Computer Numerical Control Milling, או כרסום CNC, הוא שימוש בתהליך אוטומטי של הסרת חומרים באמצעים מכניים כדי לייצר את המוצר הרצוי עם מידות מדויקות ומדויקות ביותר ותבניות מורכבות. פעולת הסיבוב של כלי החיתוך והתנועה היחסית של חומר היצירה אחראים להמרת חומר העבודה לגיאומטריה הרצויה.
השלבים הכוללים של עיבוד החומרים דומים לשאר תהליכי העיבוד הרגילים. חומר עבודה מתקדם בדרך כלל בשלבים הבאים:
- הכנת עיצוב CAD
- המרת עיצוב CAD לתוכנית CNC
- התקנה של מכונת כרסום CNC
- ביצוע תהליך כרסום
השלב הראשון בעיבוד מכונה באמצעות כרסום CNC הוא יצירת עיצוב המחשב באמצעות תוכנת CAD. עיצוב זה מציין את הממדים והגיאומטריה הנדרשים של המוצר הסופי. השלב הבא הוא ההמרה של קובץ CAD זה לתוכנית הניתנת לביצוע על ידי תוכנת CNC כלומר CAM. לאחר שהקובץ מוכן, CAM שולט בתנועת כלי החיתוך והזנה של חומר העבודה כדי לייצר את המוצר הסופי. לפני ש-CAM מבצע את הקובץ, ההגדרה של מכונת כרסום CNC מתבצעת הכוללת הידוק של חומר העבודה בשולחן העבודה באמצעות מלחציים או מכשיר אחר. כלי החיתוך, בהתאם לדרישת העבודה, מקובע בציר המכונה. לאחר השלמת כל ההכנות, הטכנאי נותן את הפקודה למכונת כרסום CNC באמצעות ממשק מכונה לביצוע תהליך הכרסום.
בהתאם לסוג מכונת הכרסום CNC שבה נעשה שימוש והדפוסים הגיאומטריים הסופיים הנדרשים, מכונת כרסום CNC מבצעת את תהליך הסרת החומר על ידי הפעולות הבאות:
- הזנה איטית של חומר העבודה תוך שמירה על כלי החיתוך המסתובב נייח
- שמירה על חומר העבודה נייח בזמן הזזת הכלי לרוחבו
- על ידי תנועה יחסית בין הכלי לחומר העבודה
ניתן לבצע כרסום CNC ליצירת חומר עבודה מחומר מלאי; עם זאת, הוא מבוצע בדרך כלל כתהליך עיבוד משני לביצוע פעולות גימור או ליצירת תכונות גיאומטריות כמו חריצים או חורים בחומר עבודה. עבור דפוסים גיאומטריים מורכבים, כרסום CNC עשוי להתבצע מספר פעמים באמצעות כיוונים שונים והגדרה של חלק העבודה והכלי. מאוחר יותר, החלק מועבר למתקנים אחרים כדי לבצע תהליכי גימור אחרים.
מכונת כרסום CNC - תפעול
מכונת כרסום CNC מספקת גבולות דיוק וסובלנות גדולים יותר; לכן, הוא משמש לעיבוד חלקים עם סובלנות הנעה בין +/- 0.001 אינץ' ל-0.005 אינץ'. ניתן להשיג גם סובלנות של 0.0005 אינץ' עם כמה מכונות CNC. מכאן שהעיבוד המדויק והמדויק ביותר המבוצע במכונות כרסום CNC הופך אותו לשימושי בתעשייה למגוון פעולות. חלק מהפעולות הללו המבוצעות באופן נרחב הן:
כרסום פנים
כרסום פנים הוא תהליך עיבוד המבוצע בדרך כלל במכונת כרסום CNC אנכית או אופקית כדי לייצר משטחים שטוחים או קווי מתאר על חומר עבודה. התהליך כולל סיבוב של כלי החיתוך כשהציר שלו מאונך לחומר העבודה. לכלי החיתוך יש שיניים בצד ההיקפי כמו גם בחזית. כלי חיתוך היקפי משמש להסרת חומר מחומר העבודה על ידי חיתוך בעוד ששייני החיתוך הקדמיות משמשות לשיפור גימור פני השטח של חומר העבודה.
כרסום קצה המבוצע עם חותכי כרסום קצה וכרסום צד המבוצע עם חותכי כרסום צד הוא שני סוגי כרסום פנים.
כרסום רגיל
כרסום רגיל, בניגוד לכרסום פנים, מתבצע כאשר כלי החיתוך מסתובב במקביל לחומר העבודה. שיני החיתוך, הממוקמות בפריפריה, משמשות לחיתוך החומר. בהתאם לדרישות של חומר העבודה, שיניו של כלי החיתוך משתנות כדי לקבל חיתוך רצוי. לחיתוכים עמוקים משתמשים בחותכים הצרים יותר ואילו לחיתוך חומרים גדולים יותר נעשה שימוש בכלי חיתוך רחב יותר. באופן דומה, שינוי במהירויות של החותך והזנת חומר העבודה יכול לגרום לחיתוך עדין יותר או גס.
כרסום זוויתי
כרסום זוויתי, או המכונה גם כרסום זווית, הוא תהליך הכרסום לייצור תכונות גיאומטריות זוויתיות כמו שיניים או זנבות. כפי שהשם מרמז, כרסום זוויתי כרוך בסיבוב של כלי החיתוך בזווית ביחס לחומר העבודה.
כרסום טפסים
כרסום צורה היא פעולת כרסום CNC לייצור צורות לא סדירות כמו חצי כדור או קווי מתאר עגולים. כלי החיתוך המעוצבים משמשים לצורות הספציפיות הללו, ובאמצעות כלים ספציפיים לעבודה אלה ניתן לעבד כמה צורות נפוצות כמו עקומות או חרוזים, כמו גם דפוסים מורכבים.
מכונת כרסום CNC - תכונות
מכונות כרסום CNC מציעות תכונות נוספות שהופכות אותן ליותר פרודוקטיביות ממכונות כרסום קונבנציונליות. תכונות אלה נדונות להלן:
- בניגוד למכונות כרסום ידניות, צורות וגיאומטריות מתקדמות ומורכבות ניתנות לעיבוד גם באמצעות מכונות כרסום CNC. ניתן להשיג שליטה גבוהה על מידות וסובלנות גם עם כרסום CNC.
- ביצוע מודלים מתמטיים על ידי מכונת CNC מאפשרת לו לעבד חלקים שאחרת קשה לעבד אותם באמצעות כלי מכונות קונבנציונליים או רגילים.
- עם רמות גבוהות של אוטומציה המעורבות בתהליך העיבוד, מעורבותם של הטכנאים והמפעילים מצטמצמת. זה גם מפחית את רמות הטעויות האישיות למינימום.
- השימוש במכונת כרסום CNC לייצור חלקים מפחית ביעילות את זמני הייצור. כל התהליך של הקמת מכונת CNC לפעולה הוא פשוט. מכאן ששינוי המיקום של חומר העבודה או כלי החיתוך הוא מנגנון חסכוני בזמן ואינו מבזבז זמן.
מכונת כרסום CNC - רכיבים
בהתאם לפונקציונליות, המבנה של מכונת כרסום CNC שונה זה מזה, אך כמעט לכל מכונות כרסום CNC יש את אותם רכיבים משותפים אשר מוצגים להלן:
