Toczenie CNC 101: przewodnik dla początkujących i ekspertów

Precyzyjna produkcja części jest rewolucjonizowana w kilku sektorach dzięki toczeniu CNC, istotnemu elementowi współczesnej produkcji. Korzystając z tokarki CNC, dołączasz oprogramowanie do tworzenia złożonych projektów komponentów. W tym przewodniku znajdziesz wyczerpujące informacje na temat tych procesów.

Co jest Toczenie CNC?

Toczenie CNC to proces produkcyjny, w którym narzędzia tnące służą do cieniowania materiału w celu uzyskania niepowtarzalnych kształtów. Używasz programów komputerowych do kierowania procesem, co zapewnia, że masz odpowiednie komponenty. Programy te są bardziej precyzyjne niż człowiek, dlatego możesz tworzyć skomplikowane kształty bardzo szybko i łatwo.

Korzystając z toczenia CNC, masz pewność szybkości, dokładności i spójnych produktów. Niezależnie od tego, czy komponenty są produkowane dla przemysłu motoryzacyjnego, lotniczego, medycznego czy elektronicznego, toczenie CNC zapewnia doskonałe rezultaty.

Tokarka CNC

Tokarka CNC

Historia toczenia CNC

Wszystko sięga XVIII wieku, a może jeszcze dalej, kiedy to w 1751 roku wynaleziono pewne urządzenie. Celem tego urządzenia było doskonalenie precyzji za pomocą technik maszynowych, a nie ręcznych. Ta najwcześniejsza wersja tokarki CNC była pionierem industrializacji.

Ostatecznie w latach czterdziestych XX wieku techniki CNC dotarły do szczegółów. Za moment zwrotny w ewolucji typu maszyny uważa się debiut maszyny sterowanej numerycznie (NC). Pierwotny Maszyny CNC położył podwaliny i stał się kamieniem milowym w kierunku prawdziwych innowacji CNC.

Wejdźmy w lata 50-te, dekadę usług toczenia CNC, która ma być jednym z punktów zwrotnych. John T. Parson, pionier komputerów, współpracuje z MIT (Massachusetts Institute of Technology) w ramach projektu badawczego Sił Powietrznych. Celem jest stworzenie bardziej wydajnej technologii wytwarzania śmigieł helikopterów i skrzydeł samolotów.

Kreatywność Parsona umożliwiła zbudowanie w 1949 roku pierwszej eksperymentalnej frezarki CNC. Maszyna ta wykorzystywała komputer IBM do wyznaczania współrzędnych i kart perforowanych do sterowania napędzaną osią. Był to kluczowy krok w kierunku tokarek CNC, które widzimy dzisiaj.

W 1952 roku Dick Kegg i jego zespół z MIT kontynuowali i udoskonalali pracę Parsonsa, budując pierwszą prawdziwą frezarkę CNC, która rozpoczęła się w Cincinnati Milacron Hydrotel. To nie było tylko osiągnięcie; był to fundamentalny moment transformacji (gra słów zamierzona!) dla całej branży produkcyjnej.

Gra to nie tylko historia; będą to także wspomnienia, które się pojawią. Toczenie CNC dzisiaj utrzymuje ciągły proces innowacji. W 1958 roku, kiedy technologia CNC uzyskała patent, drzwi do świata komercyjnego stały otworem. Od tego czasu robotyka i systemy komputerowe znacznie ulepszyły te maszyny, integrując je w większym stopniu z linią produkcyjną, zmniejszając w ten sposób pracę ręczną.

Zalety procesu strojenia CNC

Wyostrz swoją dokładność: W końcu widok w skali jest najlepszą opcją do szybkiej pracy w kuchni. Precyzję toczenia CNC osiąga się poprzez zastosowanie programowania komputerowego, co zapewnia dokładną spójność części. Tak, nie ma już miejsca na ludzki błąd.

Zwiększ swoją prędkość: Pożegnanie z korbą ręczną! Korzystając z tej metody, będziesz mógł szybciej wytwarzać produkty. Działa przez cały program i wytwarza komponenty szybciej niż ręce.

Minimalizuj straty materiału: Staraj się być rozrzutnikiem materialnym. Ponieważ są dokładniejsze w usuwaniu materiału, będziesz mniej odpadów, ponieważ usunie tylko wymaganą ilość. Im mniej wytwarzanych odpadów, tym więcej pieniędzy zaoszczędzisz.

Powtarzalne zadania? Automatyzuj! Pożegnaj monotonię! Jednym z najbardziej podstawowych aspektów toczenia CNC jako subtraktywnego procesu produkcyjnego jest jego zdolność do łatwego wykonywania powtarzalnych zadań. Zaprogramuj go tylko raz, a wszystko później będzie produkować poszczególne części o dokładnie tym samym kształcie z doskonałą dokładnością.

Odblokuj złożoności: Możesz rozwijać swoje umiejętności, rozwiązując złożone projekty. Toczenie CNC może bez wysiłku wykonywać złożone geometrie. Możliwość poruszania się w wielu kierunkach zapewnia precyzję i dokładność – aspekty, które trudno osiągnąć metodami ręcznymi.

Zmniejsz koszty pracy: „zatrudnij” i „zwolnij” w szybszym tempie, jeśli zajdzie taka potrzeba! Toczenie CNC nie tylko eliminuje większość procesu pracy z produkcji, ale także przyspiesza operację. Bardzo dużymi oszczędnościami może być następujący odpowiednik:

Popraw spójność: Chwyć niezrównaną rozdzielczość! Toczenie CNC eliminuje potrzebę wytwarzania produktów przez ludzi, minimalizując ludzkie odchylenia. Każda część zostanie odtworzona w skali szarości, dzięki czemu będzie idealną kopią zdefiniowanego projektu.

Wszechstronność: Wszechstronność toczenia CNC daje możliwość łączenia różnych rodzajów materiałów, kształtów i wymiarów w celu tworzenia różnorodnych procesów produkcyjnych. Niezależnie od tego, czy potrzebujesz prototypu, czy komponentów produkowanych masowo, toczenie CNC dostosowuje się do różnych wymagań, oferując niezrównaną wszechstronność w porównaniu z większością metod obróbki. Daje dostęp do szeregu alternatyw, spośród których możesz wybierać dla swoich projektów.

Opłacalność: Pomimo faktu, że początkowe koszty instalacji mogą być wyższe, w dłuższej perspektywie to toczenie CNC staje się opłacalną opcją. Dzięki toczeniu CNC marnuje się mniej materiału i wymaga mniej pracy ręcznej, co w dłuższej perspektywie skutkuje niższymi kosztami i rentownością.

Efektywność: Będziesz używać programów komputerowych przy toczeniu CNC, które w przeciwieństwie do ludzi są bardziej wydajne w produkcji pod względem czasu i jakości. Szybkość jest kluczem do wydajności i zapewnienia szybkich dostaw. Może się tak zdarzyć, ponieważ dotrzymujemy terminów i wymagań klientów.

Ograniczenia toczenia w obróbce CNC.

Początkowe ustawienia: Początkowo toczenie CNC wymaga specjalnych umiejętności programowania i przeznaczenia czasu na konfigurację. Chociaż jego długoterminowe zalety są niekwestionowane, proces wdrożenia może być dość skomplikowany i czasochłonny.

Konserwacja: Będziesz musiał utrzymywać stan sprzętu tokarskiego CNC, aby zapewnić jego wydajność. Rutynowa konserwacja, w tym wymiana narzędzi i kalibracja maszyny, jest obowiązkowa, aby zapewnić stałą wydajność i zmaksymalizować oczekiwaną żywotność sprzętu.

Ograniczenia materiałowe: Twardość lub kruchość niektórych materiałów może powodować trudności w toczeniu CNC. Możesz być zmuszony do przejścia na inne procesy obróbki lub wprowadzenia specjalnego oprzyrządowania, aby sprostać takim wyzwaniom.

Złożoność programowania: Operacje toczenia CNC należy odpowiednio zaprogramować, jeśli ma się wiedzę z podstaw obróbki skrawaniem i umiejętność obsługi oprogramowania komputerowego. Głównymi wyzwaniami będzie napisanie lub użycie specjalnego programu CNC dla komponentów kontekstowych, który mogą opanować zaawansowani użytkownicy.

Jak działa toczenie CNC

Krok 1: Zmiany w programowaniu CNC

Na początek musisz przekształcić plik projektu CAD w program CNC. Doświadczenie w programowaniu nie jest jeszcze wymagane. Zanim zaczniesz, przygotuj rysunki 2D swojego projektu. Aby przekonwertować te rysunki do formatu elektronicznego, użyj SolidWorks lub AutoCAD.

Otwórz aplikację CAM i prześlij plik CAD. Cel ten można osiągnąć, stosując porównywalne narzędzia programowe do wyprowadzania rysunków w formacie CAM. Wreszcie program pozwala inżynierowi produkcji ocenić wykonalność komponentu.

Krok 2: Przygotowanie maszyny

Będąc częścią zespołu ustawiającego tokarkę CNC, pełnisz funkcję wykwalifikowanego pracownika realizującego szczegółowe zadania. Wykonaj dokładnie następujące kroki:

  • Pierwszym krokiem jest wyłączenie maszyny i zapewnienie bezpieczeństwa w miejscu pracy obróbki CNC.
  • Mocno zabezpiecz część uchwytu, aby zapobiec wypadkom podczas obracania, ponieważ jest to istotne dla uzyskania precyzyjnych wymiarów.
  • Załaduj głowicę narzędziową zestawem narzędzi wymaganym do rodzaju wykończenia, aby zwiększyć produktywność procesu.
  • Utrzymuj precyzję narzędzi i przedmiotów obrabianych, odpowiednio je kalibrując, aby odpowiadały specyfikacjom.
  • Ostatnim krokiem jest załadowanie programu CNC do narzędzia, po czym można rozpocząć operację.

Pamiętaj, aby wziąć pod uwagę dwie istotne zmienne: prędkość toczenia i prędkość posuwu. Zwykle główne zasady zapewniające doskonały wynik są ustalane przez profesjonalnego mechanika. Błędne pomiary mogą być przyczyną problemów z krawędzią przedmiotu obrabianego lub jego uszkodzenia.

Aby uzyskać wstępny kształt, wybierz niższą prędkość toczenia i wyższy posuw. Z drugiej strony, duża prędkość toczenia w połączeniu z niskim posuwem jest idealna do uzyskania wysokiej precyzji i wąskiej tolerancji.

· Krok 3: Produkcja.

Ta część toczona CNC, będąca ostatnią fazą całej produkcji, ma miejsce wtedy, gdy faktycznie ożywiasz część. Jesteś w posiadaniu puli odmian operacyjnych, starannie dobranych, aby zapewnić Ci trwały rezultat. Złożoność Twojej części określi liczbę potrzebnych cykli.

Obliczanie czasu cyklu jest niezbędne do oszacowania kosztów, w tym czasu załadunku, czasu cięcia i czasu przestoju. Zastosowanie materiału, czy to tworzywa sztucznego, czy metalu, znacząco przyczynia się do efektywności i wykończenia końcowej części na koniec projektu.

Schemat blokowy obróbki CNC

Schemat blokowy obróbki CNC

Typowe operacje toczenia CNC

1. Operacje zewnętrzne

Ostre toczenie

Często można spotkać się z toczeniem trudnym, czyli złożoną obróbką materiałów hartowanych przy wąskich tolerancjach. W procesie tym eliminuje się obróbkę cieplną, co skutkuje krótszym czasem produkcji i niższymi kosztami.

Skręt prosty

Osiągnij spójność dzięki toczeniu prostemu w celu nadania identycznych średnic złożonym częściom i chodzeniu wzdłuż całej ich długości. Jest to podstawowa funkcja cięcia bocznego, która jest bardzo ważna i bardzo użyteczna przy wytwarzaniu długich wałów, małych sworzni i innych elementów kulistych.

Toczenie stożkowe

Twórz płynnie precyzyjne powierzchnie stożkowe, korzystając z techniki toczenia stożkowego, w której średnicę zewnętrzną i wewnętrzną przedmiotu obrabianego można zmieniać na całej jego długości. Zadania związane z formowaniem części stożkowych i montażem wymagają tej operacji.

Okładzina

Obróbkę czołową można zastosować do tworzenia płaskich powierzchni na obu końcach cylindrycznych przedmiotów, co zapewnia prostopadłość, gładkość i dokładność. Jest to kolejny etap procesu obróbki, po którym następuje cięcie, przycinanie, polerowanie lub spawanie przedmiotu obrabianego.

Rowkowanie

Za pomocą rowkowania wykonujemy kanały lub rowki w kształcie litery V lub C wzdłuż osi danej części, w celu utrzymania uszczelek, wpustów i innych we właściwym miejscu. Operacja ta znacznie optymalizuje żywotność komponentów, zwiększając ich wydajność i zakres zastosowań.

Rozstanie

Wreszcie, poprzez przecinanie można usunąć część przedmiotu obrabianego z zapasów surowców, dzięki czemu może ona przyjąć wcześniej określony kształt i rozmiar. Dzięki temu zakończy się proces produkcyjny, w wyniku którego uzyskany zostanie komponent o odpowiedniej jakości.

2. Operacje wewnętrzne

Nudny

Toczenie ciągłe daje duże szanse na wytaczanie i rozwiercanie lub końcową dokładność, a także gładkość. Ta operacja ma kluczowe znaczenie, aby zatrzaski pasowały naprawdę ciasno, z zerowymi szczelinami i aby były kompatybilne z współpracującymi elementami.

Wiercenie

Proces wiercenia polega na tworzeniu otworów w przedmiocie obrabianym za pomocą specjalnych narzędzi skrawających. Następnie następuje włożenie łącznika lub przytrzymanie elementu do dalszych operacji obróbczych. Jest to podstawowa operacja w toczeniu CNC, zapewniająca wszechstronność i wydajność wiercenia.

Gwintowanie

Procesy gwintowania obejmują tworzenie gwintów wewnętrznych w elemencie, które są niezbędne do łączenia części lub zabezpieczania elementów złącznych. Proces ten realizowany jest w celu zapewnienia zgodności z uniwersalnym standardem gwintowania oraz poprawy ogólnej użyteczności produktu.

Radełkowanie

Proces ten umożliwia wycięcie powierzchni cylindrycznego elementu, który utworzyłeś, w celu uzyskania doskonałej symetrii. Aby uzyskać większe wygładzenie powierzchni, doskonale sprawdza się toczenie CNC.

Rozwiercanie

Jeśli chcesz zwiększyć rozmiar utworzonych otworów, przeprowadzasz proces nazywany rozwiercaniem. Gwarantuje jednorodność otworu i dokładność średnicy, co jest bardzo ważne przy wkręcaniu kołków, wałów lub innych elementów wymagających dokładnej średnicy otworu.

Rodzaje maszyn CNC do operacji toczenia

Tokarki poziome CNC

Do poziomego CNC znajdziesz urządzenia z wrzecionem montowanym poprzecznie, idealne do toczenia części pryzmatycznych lub chropowatych. Za pomocą tych tokarek można wykonać wiele zadań związanych z obróbką, w tym obróbką czołową, rowkowaniem i gwintowaniem. Umożliwia to skuteczne odprowadzanie wiórów i jest najbardziej odpowiednie w przypadku masowej produkcji części symetrycznych, takich jak wały i śruby.

Tokarka pozioma CNC

Tokarka pozioma CNC

Dzięki solidnej konstrukcji i stabilności maszyny te nie tylko zapewniają dokładne i powtarzalne wyniki, ale także cieszą się popularnością w wielu gałęziach przemysłu.

Tokarki pionowe

Tokarki pionowe (czasami nazywane tokarkami pionowymi lub VTL) mają pionową orientację wrzeciona i mogą z łatwością obrabiać duże i ciężkie elementy. Maszyny te są doskonałe w produkcji komponentów o skomplikowanej geometrii, takich jak tarcze turbin i koła zębate. Tokarki pionowe umożliwiają łatwą obróbkę dużych części ze względu na ich wyjątkową stabilność i dostępność. Są tak wszechstronne, że mogą pomieścić i poradzić sobie z ciężkimi i innymi zadaniami, które wymagają dokładności i niezawodności w branży.

Tokarka pionowa

Tokarka pionowa

Poziome centra tokarskie

Te centra tokarskie składają się z poziomej orientacji wrzeciona i głowicy rewolwerowej wyposażonej w wiele narzędzi, umożliwiających wielostronne operacje obróbcze. Zapewniają elastyczność i wydajność przy jednoczesnym wytwarzaniu elementów o skomplikowanych kształtach. Jeśli chodzi o poziome centra tokarskie, są one wykorzystywane do wielu celów. Od produkcji na małą skalę po bardzo precyzyjną obróbkę, zapewniając wszechstronność wymaganą w nowoczesnym przemyśle wytwórczym.

Poziome centrum tokarskie

Poziome centrum tokarskie

Pionowe centra tokarskie

Pionowe centrum tokarskie łączy i mieści operacje toczenia, frezowania i wiercenia w jednej maszynie. Kiedy wykonujesz pionowe centrum tokarskie, umieszczasz wrzeciono w kierunku osi Y i ustawiasz je na stole tokarskim. Centra te doskonale sprawdzają się podczas przenoszenia dużych i ciężkich komponentów o bardzo skomplikowanych wnękach, takich jak silniki lotnicze i części samochodowe.

Pionowe centrum tokarskie

Pionowe centrum tokarskie

Sztywna konstrukcja i duża prędkość obrotowa umożliwiają szybkie usuwanie materiału i wysoką precyzję obróbki. Pionowe centra tokarskie charakteryzują się korzystną dostępnością i sztywnością, co czyni je właściwym wyborem do trudnych zastosowań, które wymagają precyzji i wysokiej jakości wykończenia powierzchni.

Systemy narzędziowe do procesów toczenia na maszynach CNC

Narzędzia tokarskie

Podczas procesu toczenia narzędzi przekonasz się, jak przydatne są w usuwaniu materiału i kształtowaniu zewnętrznej powierzchni przedmiotu obrabianego. Są dostępne w różnych kształtach, rozmiarach i konfiguracjach, aby wykonywać różne zadania toczenia, takie jak obróbka zgrubna, sprowadzanie i polerowanie. Narzędzia te ze względu na swoją uniwersalność i precyzję są niezbędne do prawidłowego doboru wymiarów i wykończenia powierzchni podczas prowadzenia procesu toczenia CNC.

Nudne narzędzia

Celem narzędzi wytaczarskich jest wykonanie niezwykle dokładnych średnic wewnętrznych w elemencie lub powiększenie istniejących otworów. Gwarantują precyzję i jednolitość wymiarów otworów, które później można uznać za gotowe do dopasowania części lub dodatkowych operacji obróbczych.

Pręty rozstające

Narzędzia typu lub odcinające, które są określane jako narzędzia do przecinania, są niezbędne do oddzielenia potrzebnego elementu od ogromnego półwyrobu. Te ostatnie odpowiadają za nadanie części tolerancji i obu końców, dzięki czemu są one starannie przycięte do dokładnie pożądanego rozmiaru i kształtu.

Narzędzia do gwintowania

Niektóre narzędzia do gwintowania umożliwiają wycinanie gwintów zewnętrznych lub wewnętrznych na przedmiocie obrabianym. Są one niezbędne do połączeń męskich i żeńskich lub do dokręcania elementów złącznych. Umożliwiają bezproblemową współpracę ze specyfikacjami branżowymi i zapewniają funkcjonalność części dla użytkownika końcowego.

Narzędzia do radełkowania

Narzędzia do radełkowania pomagają stworzyć teksturę zapewniającą przyczepność na powierzchniach, szczególnie tych o symetrii cylindrycznej, a także czynią je bardziej atrakcyjnymi wizualnie. Spotykamy się z nimi często, chwytając za uchwyty lub obracając pokrętła, między innymi podczas codziennych czynności wymagających zwiększonego tarcia lub lepszego wyglądu.

Oprzyrządowanie wieży

Oprzyrządowanie rewolwerowe tokarki CNC tworzy system mocowania narzędzia. Dzięki temu wymiana narzędzi podczas frezowania jest prosta i szybka. Dwie podtrzymki znajdują miejsce dla kilku chwytów narzędziowych jednocześnie, co z kolei zwiększa wydajność, skraca przestoje i przyspiesza pracę.

Wiertła

Wiertła doskonale nadają się do wiercenia otworów w przedmiocie obrabianym, pod śruby lub do innych operacji obróbczych. Charakteryzują się najwyższym stopniem precyzji i elastyczności w wykonywaniu otworów oraz zapewniają jednolitość i dokładność wymiarów otworów.

Rozwiertaki

W procesie tym wykorzystywane są rozwiertaki, które umożliwiają wykonanie otworów o zadanych wymiarach i wykończeniu powierzchni. Przyrządy te zapewniają precyzję i stałą średnicę otworu, co jest bardzo ważne, aby umożliwić dopasowanie wałów, sworzni lub innych elementów poprzez odpowiednią średnicę.

Narzędzia do rowkowania

Narzędzia szlifierskie służą do wycinania wąskich kanałów lub rowków na całej długości przedmiotu obrabianego, z uwzględnieniem uszczelek, wpustów itp. Dzięki nim elementy gotowego zespołu spełniają swoje różnorodne funkcje i łatwo dopasowują się do specyfikacji montażu.

Młyny do twarzy

Frezy czołowe służą do wykonywania operacji koła czołowego, kształtowania płaskich końcówek na końcach cylindrycznych detali. Piły są ustawione pod kątem pionowym i wygładzają obrabiany przedmiot, który teraz staje się gotowy do dalszej obróbki lub montażu.

Czynniki wpływające na proces toczenia CNC

Szybkość podawania

Dostosuj prędkość posuwu, która monitoruje prędkość narzędzia tnącego na obrabianym przedmiocie. W ten sposób można określić optymalną prędkość cięcia. Podstawową zasadą jest optymalne zrównoważenie szybkości usuwania materiału, które pozwala na usuwanie materiału, które nie prowadzi do pogorszenia jakości wykończenia powierzchni ani skrócenia trwałości narzędzia.

Prędkość cięcia

Reguluj prędkość skrawania i wybieraj, jak szybko narzędzie tnące będzie się obracać względem materiałów tworzących przedmiot obrabiany. Zarządzanie prędkością jest ważne, ponieważ pomoże w wyborze odpowiedniego narzędzia do płynnego i wydajnego odejmowania i wykańczania materiału.

Głębokość cięcia

Kontroluj prędkość posuwu (głębokość skrawania) — jest to grubość materiału usuwanego w jednym przejściu. Dostosowanie tego parametru pozwala na ograniczenie szybkości usuwania materiału, jednocześnie zapobiegając wytwarzaniu ciepła.

Geometria układu narzędziowego

Pomyśl o rozmieszczeniu narzędzi, w tym o ich kształcie, rozmiarze i kątach. Prawidłowa geometria narzędzia gwarantuje płynne odprowadzanie wiórów, znacznie większy nacisk na jednostkę siły i bardziej precyzyjną jakość wykończenia powierzchni.

Rodzaj materiału

Weź pod uwagę właściwości ciętego materiału. Różne materiały będą oczywiście wymagać różnych parametrów cięcia. Dostosowanie parametrów, takich jak prędkość cięcia i posuw, zapewnia idealną wydajność cięcia i wykończenie powierzchni dla każdego rodzaju materiału.

Płyn chłodzący

Aby wydłużyć żywotność narzędzia i poprawić wykończenie powierzchni, należy stosować chłodziwo do odprowadzania ciepła. Właściwy dobór i użycie chłodziwa pozwala zapobiegać zużyciu narzędzi, tworzeniu się wiórów i odkształcaniu przedmiotu obrabianego.

Poziomy tolerancji

Aby zachować zalecane zakresy tolerancji testów, należy produkować części charakteryzujące się precyzją i funkcjonalnością. Zarządzając parametrami układów skrawających i narzędziowych, części są w stanie spełnić standardy wymagań wymiarowych. Przy zachowaniu wydajności produkcji.

Kontrola chipów

Należy zapobiegać gromadzeniu się wiórów poprzez zmianę sposobu ich tworzenia i usuwania, co zapobiega zniszczeniu narzędzia i uszkodzeniu produktu. Właściwe techniki kontroli wiórów, takie jak na przykład strategie łamania i unikania wiórów, maksymalizują wydajność skrawania i trwałość narzędzia.

Prędkość wrzeciona

Kontroluj obroty wrzeciona, które określają prędkość obrotową przedmiotu obrabianego lub narzędzia tnącego. Zmienianie prędkości wrzeciona w zależności od rodzaju materiału, sposobu cięcia i systemu narzędzi zapewnia optymalną wydajność cięcia i wykończenie powierzchni.

Materiał narzędzia

Wybierz materiały narzędziowe pasujące do wymaganego materiału przedmiotu obrabianego, operacji skrawania i wykończenia powierzchni. Trwałość narzędzia, wydajność skrawania i wykończenie powierzchni określa się na podstawie właściwości materiału narzędzia i wymagań dotyczących obróbki.

Sztywność maszyny

Należy zapewnić sztywność maszyn, aby zmniejszyć skutki ugięcia narzędzia, wibracji i drgań podczas obróbki. Precyzja oprzyrządowania zmniejsza siłę skrawania i zapewnia większą dokładność, gładsze wykończenie powierzchni i dłuższą żywotność narzędzia.

Najlepszy materiał do procesu toczenia CNC

  • Miedź
  • Stal
  • Aluminium
  • Mosiądz
  • Tworzywa sztuczne
  • Tytan
  • Stal nierdzewna
  • Inconel
  • Żeliwo
  • Brązowy
  • Stopy niklu
  • Włókno węglowe

Typowe problemy i rozwiązania w procesie toczenia CNC

Słabe wykończenie powierzchni

Zmniejszasz złą jakość produktu, kontrolując prędkość, prędkość posuwu i cięcie materiału. Oprócz wyboru odpowiedniego narzędzia i geometrii, monitorowanie przepływu chłodziwa i ostrości narzędzia po drodze może przyczynić się do doskonałej jakości powierzchni.

Zużycie narzędzia

Walcz ze zużyciem narzędzi, wybierając wysokiej jakości narzędzia skrawające z odpowiednimi powłokami i materiałami. Właściwe strategie kontroli wiórów, optymalizacja parametrów skrawania i regularne monitorowanie stanu narzędzia mogą wydłużyć żywotność narzędzia i zmniejszyć koszty obróbki.

Problemy z kontrolą wiórów

Rozwiązuj problemy z kontrolą wiórów, zmieniając parametry skrawania, takie jak prędkość posuwu i głębokość skrawania, tak aby uzyskać optymalne formowanie wiórów. Stosuj odpowiednie strategie łamania wiórów i chłodziwa, aby uniknąć zakleszczania się twardych wiórów oraz uszkodzeń narzędzi podczas toczenia CNC.

Niedokładności wymiarowe

Rozwiązuj niedokładności wymiarowe poprzez regularną kalibrację obrabiarek oraz precyzyjne ustawienie i ustawienie narzędzi. Monitoruj wymiary części w trakcie procesu obróbki i dostosowuj parametry cięcia zgodnie z wymaganiami, aby zapewnić dokładność wymiarową.

Rozmowa i wibracje

Zminimalizuj drgania i wibracje podczas toczenia CNC, wybierając optymalne parametry skrawania, którymi mogą być prędkość skrawania i posuw, aby zmniejszyć ugięcie narzędzia. Zwiększ sztywność i tłumienie maszyny, użyj oprawek narzędziowych redukujących drgania i kształtuj strategie ścieżki narzędzia, aby zmniejszyć drgania i poprawić wykończenie powierzchni.

Hartowanie materiału

Projektuj techniki toczenia CNC, odpowiednio dobierając narzędzia skrawające i strategie do problemów związanych z hartowaniem twardych materiałów. Stosowanie odpowiedniej prędkości skrawania i posuwu, a także chłodziwa i smarowania pomaga zminimalizować gromadzenie się ciepła i wydłużyć żywotność narzędzia.

Zniekształcenie przedmiotu obrabianego

Wdrożyć skuteczne zasady mocowania przedmiotu obrabianego, aby zapewnić brak zniekształceń przedmiotu obrabianego podczas toczenia CNC z uzasadnionym podparciem przedmiotu obrabianego. Należy podjąć wysiłki mające na celu zmniejszenie siły skrawania i wytwarzania ciepła przy jednoczesnym zastosowaniu zoptymalizowanych strategii obróbki w celu uniknięcia wystąpienia deformacji.

Wady obrabiarek

Identyfikuj i koryguj problemy z obrabiarkami, w tym bicie wrzeciona lub niewspółosiowość osi, poprzez rutynową konserwację i kalibrację. Monitoruj pracę obrabiarek i podejmuj działania w przypadku jakichkolwiek trudności, aby proces toczenia CNC przebiegał płynnie i dokładnie.

Toczenie tuningowe CNC a frezowanie CNC

Toczenie CNC wykorzystuje narzędzie tnące do tworzenia projektów i polerowania powierzchni przedmiotu obrabianego. Nadaje się do wykonywania części okrągłych lub cylindrycznych o symetrycznych elementach, takich jak wały, sworznie i tuleje. Dzięki toczeniu CNC proces ten idealnie nadaje się do obróbki dużych ilości elementów giętych i precyzyjnych tolerancji średnicy.

Kiedy patrzyszFrezowanie CNC, przedmiot obrabiany pozostaje nieruchomy, podczas gdy narzędzie obraca się, aby nadać wymagany kształt. Co więcej, można go przetwarzać w celu obróbki skomplikowanych części o skomplikowanej geometrii, takich jak kieszenie, szczeliny i powierzchnie. Jeśli chodzi o produkcję prototypów i elementów o małej objętości, frezowanie CNC jest elastyczne ze względu na wiele opcji dotyczących kształtu, rozmiaru i jakości powierzchni.

Procedura dla takich produktów, które mają wizualny wzór, jest bardziej preferowana niż metoda toczenia CNC. Jedną z zalet frezowania CNC jest możliwość tworzenia najbardziej skomplikowanych kształtów. Zrozumienie różnicy między tymi procesami jest niezbędne, aby wybrać właściwą metodę obróbki i wybrać technikę bardziej odpowiednią dla Twojego projektu.

Oprogramowanie do programowania maszyn tokarskich CNC.

· Oprogramowanie CAD

Oprogramowanie CAD umożliwia tworzenie modeli dla każdego komponentu przed rozpoczęciem obróbki. Oprogramowanie CAD umożliwia wykonanie skomplikowanych geometrii oraz zliczenie wymiarów, co prowadzi do powstania wirtualnego obrazu części w głowicy jeszcze przed rozpoczęciem procesu obróbki. Daje to poczucie przeglądu etapu projektowania, ponieważ potwierdza się, że przejście z CAD do CAM przebiega płynnie i bez błędów na ścieżkach narzędzia.

· Oprogramowanie CAM

Do zdefiniowania ścieżek cięcia maszynowego i przekształcenia dokumentów CAD w instrukcje zrozumiałe dla maszyny wymagane jest oprogramowanie CAM (Computer-Aided Manufacturing). Oprogramowanie CAM analizuje model CAD i decyduje o najlepszym podejściu do obróbki, włączając w to wybór narzędzia, ścieżki skrawania i prędkości posuwu. Oprogramowanie CAM działa poprzez symulację operacji obróbki; ten ostatni służy do zwiększenia wydajności ścieżki narzędzia pod względem precyzji, dokładności i wykończenia powierzchni.

· Oprogramowanie do sterowania maszynami CNC

W trakcie pracy tokarki CNC ścieżka narzędzia podążająca ścieżkami narzędzia wygenerowanymi przez oprogramowanie CAMsata jest konwertowana do oprogramowania sterującego maszyną CNC. Oprogramowanie to mózg obsługujący maszynę i odpowiedzialny za działanie osi maszyny, ruch, prędkość wrzeciona itp. Nabycie oprogramowania do programowania CNC i sterowanie maszyną zgodnie z wymaganiami jest głównym wymogiem przy produkcji części.

Przemysłowe zastosowania procesu toczenia CNC.

Branża motoryzacyjna: Dzięki toczeniu CNC spełnione są rygorystyczne wymagania dotyczące precyzyjnych elementów silnika; produkowane są np. wały korbowe, wałki rozrządu i tłoki. Służy również do produkcji elementów przekładni, części układu kierowniczego i części zawieszenia, które zwiększają niezawodność i osiągi samochodów.

Przemysł lotniczy: Proces toczenia CNC jest szeroko stosowany w przemyśle lotniczym i kosmicznym do produkcji różnych kluczowych komponentów samolotów, takich jak łopatki turbin, części podwozia. Inżynieria lotnicza wymaga doskonałych standardów obróbki. Pomimo skomplikowanej natury obróbki, gwarancja statku powietrznego dotycząca jego bezpieczeństwa, wytrzymałości i wydajności udzielana jest podczas eksploatacji.

Produkcja wyrobów medycznych: Często używane są przedmioty medyczne toczone CNC, takie jak urządzenia chirurgiczne, elementy implantów kostnych i części protetyczne. Można by dostosować produkcję biokompatybilnych części do specyfikacji producenta lub części w mikroskali, które byłyby zbyt złożone, aby można je było wyprodukować w jakikolwiek inny sposób.

Branża elektroniczna: Toczenie CNC w przemyśle elektronicznym polega na produkcji złączy, obudów i precyzyjnych komponentów stosowanych w urządzeniach i obwodach elektronicznych. Dlatego element ten idealnie nadaje się do elektroprodukcji, ponieważ charakteryzuje się bardzo dużą powtarzalnością surowca, co zapewnia również wysoką dokładność.

Maszyny Przemysłowe: Istnieje duże zastosowanie toczenia CNC w produkcji maszyn i urządzeń przemysłowych, takich jak pompy, zawory, przekładnie i elementy hydrauliczne. Proces obróbki umożliwia konstruowanie złożonych komponentów o dokładnych wymiarach i wykończeniu powierzchni, aby osiągnąć niezawodność rozwiązań przemysłowych.

Obronność i Wojsko: Toczenie CNC odgrywa ważną rolę w sektorze obronnym i wojskowym, ponieważ dostarcza części do systemów broni palnej, pojazdów wojskowych i urządzeń komunikacyjnych. Proces ten zakłada możliwość wykonania precyzyjnych i jednolitych części o złożonej strukturze, co odpowiada rygorystycznym wymaganiom przemysłu militarnego.

Wniosek

Toczenie CNC można uznać za podstawową technologię współczesnego przemysłu, odpowiedzialną za dyscyplinę, produktywność i wielofunkcyjność. Bardzo ważne jest zrozumienie jego cech, zalet i zastosowań, aby można było go dostosować do różnych warunków przemysłowych. Zatem badania nad toczeniem CNC podkreślają, jak istotne będzie ono miało wpływ na produkcję w przyszłości i służyło jako narzędzie postępu w branży.

Więcej zasobów:

Centrum tokarskie CNC – Źródło: TSINFA

Obrabiarki CNC – Źródło: TSINFA

Proces toczenia – Źródło: FRACTORY