Panimula sa CNC Machining

Ang CNC machining ay malawakang inilalapat para sa subtractive na proseso ng pagmamanupaktura. Sa CNC machining, ang mga hilaw na materyales ay tinanggal mula sa mga solidong stock ng mga materyales sa pamamagitan ng iba't ibang mga tool sa paggupit, upang makalikha ng mga huling bahagi na may mga disenyong geometries sa mga CAD file. Kasama sa mga materyales na ito ng CNC ang parehong mga metal at plastik. Ang CNC machining ay maaaring gumawa ng mga huling bahagi na may mataas na tolerance at mahusay na mga katangian, lalo na angkop para sa isang beses na paggamit at mababa hanggang katamtamang dami ng produksyon na may mataas na repeatability. Habang inihahambing sa 3D printing, ang CNC machining ay mayroon pa ring ilang natural na paghihigpit dahil sa subtractive na pamamaraan nito.

Paraan ng CNC Machining

Mayroong dalawang pangunahing paraan ng pamamaraan ng CNC machining, CNC milling at CNC turning, ang bawat pamamaraan ay may mga pakinabang para sa iba't ibang mga geometries ng pagmamanupaktura na may mga natatanging katangian. Ang iba pang mga pamamaraan ng machining ay tulad ng 5-axis machining, ang 3-axis machining ay maaaring tukuyin bilang mga kumbinasyon ng mga pangunahing pamamaraan na ito.

Proseso ng paggiling ng CNC

Paggiling ng CNCbilang pinakasikat na arkitektura ng makina ng CNC, ay karaniwang kasingkahulugan ng termino ng CNC machining. Sa proseso ng paggiling ng CNC, ang mga hilaw na bloke ng metal ay inilalagay sa kama ng mga makina ng CNC, at ang mga rotational cutting tool ay nag-aalis ng mga hindi kinakailangang materyales para sa panghuling geometries. Pangunahing proseso ng paggiling ng CNC tulad ng sumusunod:

  1. Ang operator ng mga makina ng CNC ay maglilipat ng mga teknikal na guhit ng mga modelong CAD sa isang serye ng mga utos, na maaaring bigyang-kahulugan ng mga makinang CNC(G-code).
  2. Ang mga bloke ng materyal o work-piece ay ilalagay sa platform at gupitin sa nais na laki. Ang tumpak na pagpoposisyon at pagkakahanay ay ang susi ng tumpak na paggawa ng mga bahagi ng CNC, kaya kailangan namin ng mga espesyal na tool sa metro-logy tulad ng touch na nagpapatunay upang makamit ang layuning ito.
  3. Ang mga espesyal na tool sa pagputol na may mataas na bilis ng libu-libong RPM ay mag-aalis ng mga materyales sa nais na mga geometries. Karaniwang kailangan namin ng ilang pass para malikha ang idinisenyong bahagi, una, mabilis na tanggalin ang mga bloke na materyales na bumubuo ng mga bloke upang humigit-kumulang na mga geometry sa mas mababang katumpakan, pagkatapos ay isa o higit pang mga finishing pass upang makagawa ng mga huling bahagi.
  4. Kapag ang mga modelong may mga kumplikadong feature, na mahirap abutin sa isang solong setup lamang sa pamamagitan ng mga tool sa paggupit, gaya ng mga puwang sa likurang bahagi, kailangan nating i-flip ang mga bahagi at ulitin ang hakbang sa itaas hanggang sa malikha ang mga huling bahagi bilang kinakailangan.

Pagkatapos ng proseso ng paggiling, ang pag-deburring ay kinakailangan para sa mga pagtatapos ng mga bahagi. Ang pag-deburring ay isang manu-manong proseso ng pag-alis ng maliliit na depekto sa matulis na mga gilid. Kung ang mas mataas na pagpapaubaya ay tinukoy sa teknikal na pagguhit, kailangan din nating t suriin ang mga kritikal na sukat. Sa wakas, ang mga bahagi ay handa na para sa paggamit o pagkatapos ng pagproseso.

Karamihan sa mga CNC milling system ay may normal na 3 linear degrees, X, Y at Z axis. Ang advanced na sistema ng 5 degrees ay nagdaragdag ng higit na pag-ikot sa kama o tool head bilang A at B axis. Ang 5-Axis CNC machining ay nakakagawa ng mga kumplikadong geometric na bahagi nang walang maraming setup ng makina.

Proseso ng pag-ikot ng CNC

Pag-ikot ng CNCay isang proseso, na nag-aaplay ng mga nakatigil na tool sa pagputol upang alisin ang mga materyales ng mga bloke sa umiikot na chuck. Sa wakas ay gumawa ng mga bahagi na may mahusay na proporsyon sa gitnang axis. Karaniwan, ang mga nakabukas na bahagi ay maaaring gawin nang mas mabilis kaysa sa mga giling na bahagi sa mas mababang halaga. Ang mga pangunahing hakbang ng pag-ikot ng CNC tulad ng sumusunod:

  1. Ang G-code ay bubuo sa anyo ng dinisenyo na modelong CAD, pagkatapos ay pipili ng angkop na sukat ng silindro na mga materyales sa stock at i-load sa CNC machine.
  2. Ang mga stock ng materyal ay umiikot nang napakabilis, at ang mga nakatigil na tool sa paggupit ay susubaybayan ang lineament nito, unti-unting aalisin ang mga materyales hanggang sa huling disenyo ng geometry. Ang mga tampok ng butas sa center axis ay maaaring gawin ng mga center drill at panloob na mga tool sa pagputol.
  3. Kapag ang mga kumplikadong bahagi ay kailangang i-flip o ilipat, ulitin ang proseso ng pagputol upang lumikha ng panghuling kinakailangang geometries. Kung hindi, ang mga naprosesong bahagi ay maaaring gupitin sa anyo ng stock para sa paggamit o post-processing.

CNC turning system na tinatawag ding lathes, na ginagamit para sa produksyon ng mga cylindrical na bahagi. Bilang karagdagan, ang mga Non-cylindrical na bahagi ay maaari ding gawin ng CNC modernong multi-axis CNC turning centers, na maaaring nilagyan ng CNC milling tool. Pinagsasama ng mga system na ito ang CNC na nagiging mataas na produktibidad na may kakayahan sa paggiling ng CNC upang lumikha ng malaking hanay ng mga geometries na may mas maluwag na rotational symmetry, tulad ng mga camshaft at compressor impeller.

Dahil ang CNC milling at turning system ay malabo, kaya kami ay tumutuon sa CNC milling dahil ito ay isang mas karaniwang proseso ng pagmamanupaktura.

Mga parameter ng CNC machine

Tinutukoy ng mga operator ng CNC machine ang mga parameter ng machining sa proseso ng pagbuo ng G-code. Alin ang normal ang laki at katumpakan ng build.

Ang mga CNC machine ay may malaking laki ng build, ang CNC milling system ay maaaring gumawa ng mga sukat hanggang sa 2000 × 800 × 100 mm, ang CNC turning system ay maaaring gumawa ng diameter hanggang sa 500 mm.

Ang CNC machining ay maaaring magbigay ng machined parts na may mataas na katumpakan at mahigpit na tolerance. Ang aming karaniwang pagpapaubaya ay katumpakan ng ± 0.125 mm, ang mahigpit na pagpapaubaya ay maaaring makamit sa katumpakan ng ± 0.025 mm.

Mga parameter ng CNC machine

Tinutukoy ng mga operator ng CNC machine ang mga parameter ng machining sa proseso ng pagbuo ng G-code. Alin ang normal ang laki at katumpakan ng build.

Ang mga CNC machine ay may malaking laki ng build, ang CNC milling system ay maaaring gumawa ng mga sukat hanggang sa 2000 × 800 × 100 mm, ang CNC turning system ay maaaring gumawa ng diameter hanggang sa 500 mm.

Ang CNC machining ay maaaring magbigay ng machined parts na may mataas na katumpakan at mahigpit na tolerance. Ang aming karaniwang pagpapaubaya ay katumpakan ng ± 0.125 mm, ang mahigpit na pagpapaubaya ay maaaring makamit sa katumpakan ng ± 0.025 mm.

Mga tool sa pagputol ng CNC

Gumagamit ang CNC machine ng iba't ibang cutting tool upang lumikha ng iba't ibang geometries, ipakikilala namin ang pinakakaraniwang machining tool sa CNC:

Mga tool sa paggilingkabilang ang normal na 3 uri: flat head, bull head at ball head. Ang iba't ibang mga end mill tool na ito ay inilapat para sa mga slot, grooves, cavity at iba pang vertical wall na pagmamanupaktura na may iba't ibang detalye ng feature. Ang ball head tool ay malawak ding ginagamit sa 5-axis CNC machining upang lumikha ng mga ibabaw na may curvature at freedom geometries.

Mga drillsay karaniwang ginagamit upang makagawa ng mga butas, para sa hindi karaniwang mga diameter, ang pabulusok na flat head end mill toll ay maaaring ilapat sa helical path.

Mga pamutol ng slotay may mas maliit na diameter ng shaft kaysa sa cutting edge nito, pinahihintulutan nito ang mga slot cutter na lumikha ng mga T-slot at iba pang undercuts sa proseso ng pag-alis ng mga materyales na bumubuo sa mga patayong gilid ng dingding.

Mga tapikay inilapat para sa paggawa ng mga butas ng thread, ito ay nangangailangan ng tumpak na kontrol ng rotational at linear na bilis. Ang manu-manong pag-tap ay malawak pa ring inilalapat sa ilang mga sentro ng makina.

Mga pamutol ng paggiling ng mukhaay mataas na epektibong tool para sa pag-alis ng mga materyales sa malalaking patag na ibabaw. Maaari silang makina ng mas malalaking lugar na may mas kaunting mga pass at mas kaunting oras, dahil sa mas malaking diameter kaysa sa mga normal na tool. Ang face milling ay kadalasang nasa maagang cycle ng machining para ihanda ang mga sukat ng block.

Geometric Complexity at Mga Paghihigpit sa Disenyo

Bagama't ang CNC machining ay nagbibigay ng higit na kalayaan sa disenyo, hindi tulad ng 3D printing, mayroon pa rinilang mga paghihigpit, ang mga bahagi na may mataas na kumplikado ay magpapataas ng mga hakbang sa pagmamanupaktura at panghuling gastos.

Ang pangunahing paghihigpit sa CNC ay kumonekta sageometry ng mga tool sa paggupit. Tulad ng mga panloob na gilid ng mga puwang ay bilugan, dahil ang mga tool sa paggupit ay may cylindrical profile.

Access sa toolay isa pang pangunahing paghihigpit sa CNC machining, ang mga materyales sa block ay maaari lamang alisin sa lugar ng pag-abot ng mga tool. Tulad ng sa 3-axis CNC machine system, ang lahat ng mga tampok ay dapat na idinisenyo upang direktang ma-access ang nasa itaas na direksyon. Ang 5-Axis CNC machine system ay maaaring lumikha ng mas masalimuot na mga bahagi, dahil ang mga anggulo sa pagitan ng mga bahagi at tool ay maaaring iakma, upang makapasok sa mahirap maabot na lugar.

Ang mga manipis na pader o magagandang katangian ay mahirap gawin ng mga CNC machine. Ang mga manipis na pader ay madaling masira dahil sa vibration at cutting force sa proseso ng machining. Inirerekomenda namin ang pinakamababang kapal ng pader ay 0.8 mm para sa metal at 1.5 mm para sa plastic.

Mga Katangian ng CNC Machining

Ang CNC machining ay nakakagawa ng mga bahagi na may mahusay na mga katangian ng materyal sa isang malawak na lugar ng mga materyales, kabilang ang lahat ng mga materyales sa engineering. Sa kaibahan sa 3D printing, ang CNC machined parts ay may ganap na isotropic na pisikal na katangian bilang mga bulk na materyales. Ang CNC machining ay malawakang ginagamit sa mga metal sa prototyping at high-volume production. Ang mga plastik ay mas mahirap gawin dahil sa mababang higpit at temperatura ng pagkatunaw nito.

Mga materyales sa CNC machining

Mga materyales sa CNC machiningmalaki ang pagkakaiba-iba ng gastos, sa mga materyales na metal, ang Aluminum 6061 ang pinaka-ekonomiko na opsyon, na para sa mga plastik, ang ABS ang may pinakamababang presyo. Bilang karagdagan, ang mga materyal na pisikal na katangian ay nakakaapekto rin sa pangkalahatang gastos ng CNC, tulad ng matigas na metal na hindi kinakalawang na asero ay mas mahirap sa makina kaysa sa Aluminium.

kagamitanMga katangian
Aluminyo 6061Magandang ratio ng lakas-sa-timbang
Magandang machinability
Mababang katigasan
Hindi kinakalawang na asero 304Napakahusay na mga katangian ng mekanikal
Goog corrosion resistance
Medyo nahihirapan sa pagma-machine
Tanso C360Mataas na kalagkitan
Napakahusay na machinability
Magandang paglaban sa kaagnasan
ABSMagandang paglaban sa epekto
Magandang mekanikal na katangian
Madaling kapitan sa mga solvents
NaylonMagandang mekanikal na katangian
Mataas na tigas
Mahinang moisture resistance
POMMataas na paninigas
Napakahusay na thermal, electrical properties
Relatibong malutong

Post processing at surface finish

Ang mga bahagi ng CNC machined ay laging nag-iiwan ng mga nakikitang marka ng tool, ang post-processing ay isang epektibong paraan upang pahusayin ang mga surface finish, pahusayin ang pagkasira, kaagnasan o paglaban sa kemikal at i-optimize ang hitsura. Ang aming mga pangunahing pamamaraan sa pagpoproseso ng post kabilang ang anodizing, bead blasting at powder coating.

Benepisyo ng CNC machining

  1. Ang CNC machining ay nagbibigay ng mataas na katumpakan at repeatability, na perpekto para sa mga high-end na application.
  2. Ang mga materyales ng CNC ay may ganap na isotropic na pisikal na katangian, na angkop para sa mga aplikasyon ng engineering.
  3. Ang CNC machining ay ang pinakaepektibong paraan ng pagmamanupaktura para sa produksyon ng mga bahagi na mababa hanggang katamtamang dami.

Limitasyon ng CNC machining

  1. Dahil sa subtractive na pamamaraan, ang CNC machining ay mahal o imposible para sa ilang partikular na pagmamanupaktura ng geometries.
  2. Ang CNC machining ay may mataas na start-up cost kaysa sa 3D printing, lalo na para sa murang prototyping sa mga plastic na materyales.
  3. Ang mga CNC machine ay nangangailangan ng ekspertong kaalaman upang gumana, ito ay may mas mahabang lead time (10 araw) kaysa sa 3D printing (2-5 araw).