Precizia prelucrării CNC a îmbunătățit în mod semnificativ procesul de fabricație prin asigurarea preciziei ridicate necesare. S-a studiat faptul că prelucrarea de precizie reduce costurile cu forța de muncă de la 20% la 30% în comparație cu metodele obișnuite ale mașinilor.

Regiunea Asia-Pacific deține în prezent cea mai mare cotă de piață (peste 35,9% începând cu 2022). În mod similar, se preconizează că piața globală a mașinilor CNC va crește cu o rată anuală compusă de creștere (CAGR) de 7,3% între 2021 și 2028.

Această tehnică de prelucrare a stabilit standardul pentru viteză, precizie, flexibilitate în proiectare și toleranțe strânse. După cum recunosc 50% dintre operatorii de prelucrare, aceasta ajută la crearea de forme precise cu finisaje netede.

Multe industrii de producție din întreaga lume depind de prelucrarea de înaltă precizie, ceea ce necesită un parteneriat între proiectanții profesioniști și inginerii experți. Proiectanții sunt responsabili de crearea planurilor și de transformarea lor în instrucțiuni de fabricație.

Acest articol va acoperi înțelegerea prelucrării de precizie, considerentele pentru selectarea materialului adecvat, procesul de prelucrare CNC și aplicarea acestuia.

Înțelegerea prelucrării CNC de precizie

Prelucrarea CNC reprezintă apogeul unui proces de fabricație extrem de precis datorită vitezei, preciziei și capacității sale de a menține toleranțe CNC strânse. Acest proces ajută la crearea unor forme exacte din metal, lemn, sticlă și alte materiale. Nucleul fiecărui producător dedicat este un mediu de producție competitiv bazat pe practici inginerești precise. Haideți să înțelegem acest proces și să învățăm cum să obținem prizonieri în prelucrarea CNC.

Procesul de prelucrare CNC

Prelucrarea CNC este o tehnică modernă de fabricație care utilizează un cod informatic pentru a controla mișcările mașinilor. Aceasta este utilizată pe scară largă pentru a crea componente metalice și atunci când componentele trebuie să fie identice. Metoda de prelucrare CNC implică utilizarea de comenzi programate. Aceste comenzi controlează mișcările uneltelor de tăiere, asigurând producerea precisă și repetabilă a unor forme complexe.

Componentele critice ale unei mașini CNC 

Prelucrarea CNC poate fi complexă, cu diferite componente care lucrează împreună pentru a crea toleranțele strânse necesare pentru producție. Ele constau din multe părți esențiale, dintre care unele includ:

1. Ax
2. Axuri
3. Schimbător de scule
4. Unitate de control

Ax

Această componentă susține și rotește unealta de tăiere sau piesa de prelucrat, jucând un rol esențial în procesul de prelucrare CNC. Viteza și puterea sa determină eficiența îndepărtării materialului.

Axuri

Prelucrarea CNC implică diverse axe care permit sculei de tăiere să se deplaseze în direcții diferite. Acest proces cu mai multe axe permite realizarea de modele complicate și de componente prelucrate cu precizie.

Schimbător de scule

Schimbătoarele de scule comută automat între mai multe scule de tăiere pentru a crește productivitatea și a reduce intervențiile manuale. Această componentă cheie este necesară pentru producerea de piese de precizie cu geometrii variate.

Unitate de control

Unitatea de comandă interpretează limbajele de programare CNC (G-code și M-code) și dirijează mișcările mașinii. Programarea codului G controlează poziția și viteza sculei. Codul M gestionează funcțiile auxiliare, cum ar fi controlul lichidului de răcire și schimbarea sculei.

Limbaje de programare CNC

1. Codul G

Acesta este principalul limbaj de programare utilizat în prelucrarea CNC, care dictează viteza și mișcările sculei.

2.  Codul M

Codul M completează codul G prin gestionarea funcțiilor specifice mașinii, cum ar fi pornirea fusului sau schimbarea sculelor. Acest lucru este esențial pentru funcționarea eficientă și producția de piese precise.

Cum să obțineți precizie în prelucrarea CNC?

Ca parte a producției moderne, prelucrarea CNC depinde de metodele precise de prelucrare pentru a crea piese precise și detaliate. Să explorăm aspectele esențiale ale prelucrării de precizie în frezarea CNC pentru precizie.

Acuratețea și calibrarea mașinilor-unelte

Precizie în prelucrarea CNC depinde de precizia și calibrarea uneltelor. Întreținerea regulată și calibrările precise sunt esențiale pentru operarea corectă a mașinii. Acest lucru poate reduce erorile și poate asigura producția de piese de înaltă calitate.

Selectarea și întreținerea uneltelor de tăiere

Selectarea și întreținerea corectă a instrumentelor de tăiere pentru material și aplicație asigură îndepărtarea eficientă a materialului și calitatea finisării suprafeței. Întreținerea regulată a instrumentelor, precum ascuțirea și înlocuirea celor uzate, previne defectele și contribuie la îmbunătățirea preciziei.

Tehnici de prindere a pieselor pentru o prelucrare sigură

Procedurile de fixare sigură a piesei evită orice deplasare nedorită în timpul tăierii, care poate genera erori. Sunt utilizate mai multe metode pentru a fixa piesa de prelucrat în poziție. Acestea includ menghine, cleme și alte dispozitive de fixare specifice. Astfel de metode ajută la tăierea și decuparea la forme specifice, exacte și la păstrarea formei produselor.

Selectarea și aplicarea lichidului de răcire

Selectarea adecvată a lichidului de răcire reduce căldura și frecarea, care pot afecta precizia. Prin aplicarea selecției corecte a lichidului de răcire, aplicațiile sale mențin durata de viață a sculei și finisajul suprafeței și previn supraîncălzirea. Aceasta asigură acuratețea dimensională a procesului de prelucrare CNC a aluminiului și a altor operații de precizie.

Selectarea materialelor pentru prelucrarea CNC de precizie

Procesele de prelucrare CNC de precizie prelucrează o gamă largă de materiale, clasificate în general în diferite categorii, inclusiv metal, materiale plastice și lemn.

De ce aluminiul este o alegere obișnuită pentru prelucrarea CNC de precizie

Aluminiul este un material utilizat pe scară largă în procesele de prelucrare CNC. Este relativ ușor în greutate, puternic, ușor prelucrabil, rezistent la coroziune și foarte general. Aceste caracteristici fac ca aluminiul să fie valoros pentru numeroase aplicații auto, aerospațiale, de construcții și industriale.

Ușoară, dar puternică

Aluminiul oferă o combinație unică de a fi ușor, dar puternic. Aceste proprietăți îl fac ideal pentru crearea de aplicații în care factorii de greutate și rezistență sunt importanți, fără a compromite integritatea structurală.

Prelucrabilitate excelentă

Alunimun este favorabil în prelucrarea CNC datorită uneia dintre caracteristicile sale prelucrabile. Acesta permite mașinii să taie rapid piesa, să creeze forme complexe și să o termine cu precizie prin reducerea timpului de prelucrare și a uzurii sculelor.

Rezistență bună la coroziune

Acest material produce un strat de oxid natural care oferă o rezistență excelentă la coroziune. Acest lucru este deosebit de benefic în mediile expuse la umiditate și substanțe chimice. Această caracteristică prelungește durata de viață a pieselor prin reducerea nevoilor de întreținere a acestora.

Versatilitate în diverse aliaje

Aluminiul este disponibil în diferite tipuri, fiecare cu proprietăți specifice pentru diverse utilizări. Acest lucru permite inginerilor să aleagă cel mai bun tip pentru proiectul lor, asigurând performanțe bune și rentabilitate.

Înțelegerea aliajelor de aluminiu pentru o frezare CNC precisă

Atunci când alegeți materialul perfect pentru prelucrarea CNC de precizie, este important să înțelegeți aliajele de aluminiu populare. Fiecare aliaj are proprietăți unice care contribuie la diferite cerințe funcționale și de performanță.

Accent pe aluminiul 6061 T6: Proprietăți, aplicații

Aliajul 6061 T6 are proprietăți mecanice excelente și este utilizat pe scară largă în prelucrarea CNC de precizie. Are rezistență ridicată, rezistență excelentă la coroziune și prelucrabilitate bună. Acest aliaj este utilizat pentru componente structurale și componente de mașini de precizie.

Aluminiu 6061 T6 vs 7075

Aliajul de aluminiu 7075 este mai puternic decât aliajele 6061, ceea ce îl face ideal pentru aplicații cu solicitări ridicate. Este mai puțin prelucrabil și mai scump decât 6061. Cu toate acestea, 6061 oferă un echilibru mai bun între rezistență, prelucrabilitate și cost.

Scurtă mențiune a aluminiului 6063      

Aluminiul 6063 este un aliaj comun utilizat adesea în aplicații arhitecturale datorită proprietăților sale excelente de finisare. Este mai puțin intens decât 6061 și nu este potrivit pentru aplicații cu stres ridicat.

Considerații suplimentare pentru selectarea materialului

Selecția materialelor implică considerații suplimentare, cum ar fi funcționalitatea pieselor, constrângerile legate de greutate și costul, pentru ca proiectul dvs. să fie la înălțime. Aceste considerente asigură că materialul selectat îndeplinește cerințele tehnice și economice.

Funcționalitatea pieselor și cerințele de rezistență

Funcționalitatea și cerințele structurale ale piesei depind de materialele adecvate, care variază în funcție de proprietățile lor unice. Aplicațiile diferite necesită niveluri diferite de rezistență și durabilitate, ceea ce influențează alegerea între aliaje precum 6061 și 7075.

Constrângeri de greutate

Constrângerile legate de greutate sunt factorul principal în crearea aplicațiilor aerospațiale și auto. Proprietățile ușoare ale aluminiului reduc greutatea totală a componentei fără a compromite rezistența sau performanța.

Factori de cost

Factorii de cost sunt importanți în momentul selectării materialului adecvat pentru anumite obiecte. Materialele cu aliaje versatile au caracteristici similare, dar unele sunt mai scumpe, cum ar fi 7075. Echilibrarea costului materialului cu beneficiile specifice face proiectul fezabil și asigură respectarea bugetului.

Procesul de prelucrare pentru piese metalice de precizie

Inginerii preferă procesul de prelucrare CNC pentru a crea piese metalice de precizie, care este foarte potrivit pentru diverse industrii precum industria aerospațială, auto și electronică. Acest proces include avansarea mașinilor controlate de calculator pentru a obține toleranțe strânse și geometrii complicate.

Tipuri de procese de prelucrare CNC utilizate pentru piese de precizie

Prelucrarea CNC oferă mai multe procese pentru a crea componente prelucrate cu precizie; fiecare metodă îndeplinește criteriile diferitelor aplicații și niveluri de conformitate.

Frezare în 3 axe: Principiu de bază și capacități

Freza cu 3 axe este cel mai simplu tip de frezare în cadrul prelucrării CNC. Acesta deplasează piesa de prelucrat de-a lungul celor trei axe pentru a crea diferite caracteristici și forme. Acest proces produce componente cu o suprafață plană, fante și găuri găurite.

Frezare cu 4 și 5 axe: Avantaje pentru geometrii complexe

Capacitățile de frezare cu 4 și 5 axe sunt mai mari decât cele cu 3 axe datorită mișcărilor de rotație de-a lungul axelor suplimentare. Aceste procese facilitează producția de geometrii complexe și de modele complicate, care ar necesita mai mult de trei axe.

Strunjire CNC: Potrivit pentru piese rotative

În timpul procedurii de strunjire CNC, piesa se rotește în timp ce unealta de tăiere se deplasează de-a lungul uneia sau a două axe pentru a crea forme cilindrice sau conice. Această metodă ajută la producerea de piese rotative, cum ar fi arbori, bucșe și alte componente rotunde.

Factorii care afectează precizia în timpul prelucrării

Atingerea preciziei în prelucrarea CNC a pieselor metalice trece prin mai mulți factori care influențează calitatea și precizia finală a pieselor.

Optimizarea traseului sculei

O optimizare bine planificată a traseului sculei asigură că scula de tăiere urmează cel mai eficient traseu pentru a accelera ciclul și a îmbunătăți precizia. Aceasta minimizează mișcările inutile și produce o forță de tăiere constantă, ceea ce duce la o precizie mai mare.

Ratele de avans și vitezele de tăiere

Viteza de avans și viteza de tăiere influențează calitatea pieselor potrivite. Vitezele de avans reprezintă modul în care scula de tăiere avansează în material. Viteza de tăiere reprezintă viteza de mișcare a sculei pe suprafața materialului. Tehnica corectă de echilibrare a acestora ajută la îndepărtarea eficientă a materialului și la prevenirea uzurii sculei.

Minimizarea deviației și vibrațiilor sculei

Minimizarea deviațiilor și vibrațiilor sculei este esențială pentru crearea piesei finale cu acuratețe și precizie ridicate. Neglijarea acestor aspecte în timpul prelucrării CNC poate cauza forță excesivă, suprafețe neuniforme și erori dimensionale. Prin urmare, utilizarea de suporturi rigide pentru taxe, optimizarea condițiilor de tăiere și selectarea sculei potrivite pot reduce șansele de erori neașteptate.

Aplicații ale componentelor prelucrate cu precizie

Componentele prelucrate cu precizie sunt esențiale în platformele numerice care necesită precizie, fiabilitate și aplicații de înaltă calitate. Prelucrarea CNC a aluminiului este de obicei cea mai populară pentru realizarea de piese complexe, personalizate, care îndeplinesc specificații stricte și cerințe de performanță.

Industrii care se bazează pe prelucrarea CNC de precizie

• Industria aerospațială și de apărare
• Automobile și transporturi
• Dispozitive medicale și electronice
• Prototiparea și dezvoltarea de produse

Industria aerospațială și de apărare

Industriile aerospațiale și de apărare utilizează prelucrarea de precizie pentru a crea componente de aeronave, piese de motor și ansambluri complexe și pentru a asigura siguranța și performanța acestora în condiții extreme.

Automobile și transporturi

Producătorii adoptă metode de potrivire CNC de precizie pentru a crea componente extrem de durabile și funcționale pentru sectoarele automobilelor și transporturilor. Aplicațiile acestora includ piese de motor, produse de transmisie și alte elemente critice.

Dispozitive medicale și electronice

Industriile medicale și electronice utilizează prelucrarea precisă pentru a realiza implanturi medicale, instrumente chirurgicale, carcase electronice și radiatoare.

Prototiparea și dezvoltarea de produse

Prototiparea și dezvoltarea produselor utilizează prelucrarea CNC pentru a crea prototipuri personalizate și piese de producție în cantități mici, ceea ce permite prototiparea și reevaluarea rapidă a noilor produse.

Exemple de componente prelucrate cu precizie

• Piese pentru avioane, componente pentru motoare
• Implanturi medicale, instrumente chirurgicale
• Carcase electronice și radiatoare
• Prototipuri personalizate și piese de producție de volum redus

Piese pentru avioane, componente pentru motoare

În condiții dificile de funcționare, componentele de înaltă precizie pentru motoare și aeronave asigură o siguranță sporită și o mai bună aplicabilitate a produselor în industria aerospațială.

Implanturi medicale, instrumente chirurgicale

Instrumente precum implanturile și instrumentele medicale realizate printr-un proces cunoscut sub numele de prelucrare CNC de precizie oferă cele mai bune măsuri de siguranță și performanță.

Carcase electronice și radiatoare

Procesul de prelucrare CNC asigură carcasa electronică și radiatoarele cu prelucrarea precisă necesară, care protejează componentele sensibile și gestionează eficient disiparea căldurii.

Prototipuri personalizate și piese de producție de volum redus

Prelucrarea CNC precisă produce în plus prototipuri personalizate și piese de producție de volum redus, deoarece acestea sunt modele detaliate și precise pentru evaluare.

Concluzie:

Precizia ridicată este o cerință esențială a industriei pentru fabricarea de componente precise și fiabile. Aici este locul în care prelucrarea CNC de înaltă precizie joacă un rol important. Această tehnologie are mai multe avantaje, inclusiv ușurința prelucrării și precizia ridicată. Aplicațiile sale includ componente și motoare de aeronave, utilizări medicale, cum ar fi implanturile, și utilizări electronice, cum ar fi piesele de carcasă. Progresele viitoare în domeniul prelucrării CNC de precizie pot include automatizarea îmbunătățită și integrarea inteligenței artificiale în optimizare și materiale avansate. Fără îndoială, progresele în domeniul prelucrării CNC vor crea în continuare strategii de producție și mai sofisticate și mai precise.