Termín CNC je skratka pre „počítačové numerické riadenie“ a CNC obrábanie je definované ako subtraktívny výrobný proces, ktorý zvyčajne využíva počítačové riadenie a obrábacie stroje na odstraňovanie vrstiev materiálu z polotovaru (nazývaného polotovar alebo obrobok) a výrobu dielu navrhnutého na mieru.
Tento proces funguje na rôznych materiáloch vrátane kovu, plastu, dreva, skla, peny a kompozitov a nachádza uplatnenie v rôznych odvetviach, ako je napríklad rozsiahle CNC obrábanie a CNC dokončovanie leteckých a kozmických dielov.
Charakteristiky CNC obrábania
01. Vysoký stupeň automatizácie a veľmi vysoká efektivita výroby. Okrem upínania polotovarov je možné všetky ostatné procesy spracovania vykonávať pomocou CNC obrábacích strojov. V kombinácii s automatickým nakladaním a vykladaním je základnou súčasťou bezobslužnej továrne.
CNC obrábanie znižuje námahu operátora, zlepšuje pracovné podmienky, eliminuje značenie, viacnásobné upínanie a polohovanie, kontrolu a ďalšie procesy a pomocné operácie a efektívne zvyšuje efektivitu výroby.
02. Prispôsobivosť CNC obrábaným objektom. Pri zmene obrábaného objektu je okrem výmeny nástroja a riešenia spôsobu upnutia polotovaru potrebné iba preprogramovanie bez ďalších zložitých úprav, čo skracuje cyklus prípravy výroby.
03. Vysoká presnosť spracovania a stabilná kvalita. Rozmerová presnosť spracovania je medzi d0,005-0,01 mm, čo nie je ovplyvnené zložitosťou dielov, pretože väčšinu operácií stroj vykonáva automaticky. Preto sa zvyšuje veľkosť dávkových dielov a na presne riadených obrábacích strojoch sa používajú aj zariadenia na detekciu polohy, čo ďalej zlepšuje presnosť presného CNC obrábania.
04. CNC obrábanie má dve hlavné charakteristiky: po prvé, môže výrazne zlepšiť presnosť obrábania vrátane presnosti kvality obrábania a presnosti časovej chyby obrábania; po druhé, opakovateľnosť kvality obrábania môže stabilizovať kvalitu obrábania a udržiavať kvalitu obrábaných dielov.
Technológia CNC obrábania a rozsah použitia:
Rôzne metódy obrábania je možné zvoliť podľa materiálu a požiadaviek obrábaného obrobku. Pochopenie bežných metód obrábania a ich rozsahu použitia nám umožní nájsť najvhodnejšiu metódu obrábania súčiastky.
Sústruženie
Metóda spracovania súčiastok pomocou sústruhov sa súhrnne nazýva sústruženie. Pomocou tvárniacich sústružníckych nástrojov je možné obrábať aj rotujúce zakrivené plochy pri priečnom posuve. Sústružením je možné obrábať aj závitové plochy, koncové roviny, excentrické hriadele atď.
Presnosť sústruženia je vo všeobecnosti IT11-IT6 a drsnosť povrchu je 12,5-0,8 μm. Pri jemnom sústružení môže dosiahnuť IT6-IT5 a drsnosť môže dosiahnuť 0,4-0,1 μm. Produktivita sústružníckeho obrábania je vysoká, proces rezania je relatívne hladký a nástroje sú relatívne jednoduché.
Rozsah použitia: vŕtanie stredových otvorov, vŕtanie, vystružovanie, rezanie závitov, valcové sústruženie, vyvrtávanie, sústruženie čelných plôch, sústruženie drážok, sústruženie tvarovaných plôch, sústruženie kužeľových plôch, ryhovanie a sústruženie závitov
Frézovanie
Frézovanie je metóda použitia rotujúceho viachranného nástroja (frézy) na frézke na spracovanie obrobku. Hlavným rezným pohybom je otáčanie nástroja. Podľa toho, či je hlavný smer rýchlosti pohybu počas frézovania rovnaký alebo opačný k smeru posuvu obrobku, sa delí na frézovanie smerom dole a frézovanie smerom dole.
(1) Frézovanie v smere toku
Horizontálna zložka frézovacej sily je rovnaká ako smer posuvu obrobku. Medzi posuvnou skrutkou stola obrobku a pevnou maticou je zvyčajne medzera. Preto môže rezná sila ľahko spôsobiť, že sa obrobok a pracovný stôl budú pohybovať spoločne dopredu, čo spôsobí náhle zvýšenie rýchlosti posuvu. Zvýšenie môže viesť k rezaniu nožov.
(2) Protifrézovanie
Dokáže sa vyhnúť javu pohybu, ku ktorému dochádza pri frézovaní v smere dole. Pri frézovaní v smere dole sa hrúbka rezu postupne zvyšuje od nuly, takže rezná hrana začína prechádzať fázou stláčania a kĺzania po obrábanom povrchu kalenom rezom, čo urýchľuje opotrebovanie nástroja.
Rozsah použitia: Rovinné frézovanie, stupňovité frézovanie, frézovanie drážok, frézovanie tvárniacich plôch, frézovanie špirálových drážok, frézovanie ozubených kolies, rezanie
Hobľovanie
Hobľovanie sa vo všeobecnosti vzťahuje na metódu spracovania, ktorá využíva hoblík na vykonávanie vratného lineárneho pohybu vzhľadom na obrobok na hoblíku na odstránenie prebytočného materiálu.
Presnosť hobľovania môže vo všeobecnosti dosiahnuť IT8-IT7, drsnosť povrchu je Ra6,3-1,6 μm, rovinnosť hobľovania môže dosiahnuť 0,02/1000 a drsnosť povrchu je 0,8-0,4 μm, čo je vynikajúce na spracovanie veľkých odliatkov.
Rozsah použitia: hobľovanie rovných plôch, hobľovanie zvislých plôch, hobľovanie stupňovitých plôch, hobľovanie pravouhlých drážok, hobľovanie skosení, hobľovanie rybinových drážok, hobľovanie drážok v tvare D, hobľovanie drážok v tvare V, hobľovanie zakrivených plôch, hobľovanie drážok pre pero v otvoroch, hobľovanie ozubených kolies, hobľovanie kompozitných plôch
Brúsenie
Brúsenie je metóda rezania povrchu obrobku na brúske pomocou vysoko tvrdého umelého brúsneho kotúča (brúsneho kotúča) ako nástroja. Hlavným pohybom je otáčanie brúsneho kotúča.
Presnosť brúsenia môže dosiahnuť IT6-IT4 a drsnosť povrchu Ra môže dosiahnuť 1,25-0,01 μm alebo dokonca 0,1-0,008 μm. Ďalšou vlastnosťou brúsenia je, že dokáže spracovávať kalené kovové materiály, čo patrí do rozsahu konečnej úpravy, takže sa často používa ako konečný krok spracovania. Podľa rôznych funkcií možno brúsenie rozdeliť aj na valcové brúsenie, brúsenie vnútorných otvorov, ploché brúsenie atď.
Rozsah použitia: valcové brúsenie, vnútorné valcové brúsenie, plošné brúsenie, tvarové brúsenie, brúsenie závitov, brúsenie ozubených kolies
Vŕtanie
Proces spracovania rôznych vnútorných otvorov na vŕtačke sa nazýva vŕtanie a je najbežnejšou metódou spracovania otvorov.
Presnosť vŕtania je nízka, zvyčajne IT12 až IT11 a drsnosť povrchu je zvyčajne Ra5,0 až 6,3 μm. Po vŕtaní sa na polodokončovanie a dokončovanie často používa zväčšovanie a vystružovanie. Presnosť vystružovania je zvyčajne IT9 až IT6 a drsnosť povrchu je Ra1,6 až 0,4 μm.
Rozsah použitia: vŕtanie, vystružovanie, rezanie závitov, otvory zo stroncia, škrabanie povrchov
Vyvrtávacie spracovanie
Vyvŕtavanie je metóda obrábania, ktorá využíva vyvŕtavací stroj na zväčšenie priemeru existujúcich otvorov a zlepšenie kvality. Vyvŕtavanie je založené hlavne na rotačnom pohybe vyvŕtavacieho nástroja.
Presnosť vyvrtávania je vysoká, zvyčajne IT9-IT7, a drsnosť povrchu je Ra6,3-0,8 mm, ale efektivita výroby vyvrtávania je nízka.
Rozsah použitia: vysoko presné obrábanie otvorov, dokončovanie viacerých otvorov
Opracovanie povrchu zubov
Metódy spracovania povrchu zubov ozubených kolies možno rozdeliť do dvoch kategórií: metóda tvárnenia a metóda generovania.
Obrábací stroj používaný na obrábanie povrchu zubov metódou tvárnenia je vo všeobecnosti bežná fréza a nástrojom je tvárniaca fréza, ktorá vyžaduje dva jednoduché tvárniace pohyby: rotačný pohyb a lineárny pohyb nástroja. Bežne používané obrábacie stroje na obrábanie povrchu zubov metódou tvárnenia sú odvaľovacie frézy na ozubenie, obrážačky ozubených kolies atď.
Rozsah použitia: ozubené kolesá atď.
Komplexné povrchové spracovanie
Rezanie trojrozmerných zakrivených plôch využíva prevažne metódy kopírovacieho frézovania a CNC frézovania alebo špeciálne metódy obrábania.
Rozsah použitia: súčiastky so zložitými zakrivenými povrchmi
Elektronická tanečná hudba
Elektroerozívne obrábanie využíva vysokú teplotu generovanú okamžitým iskrovým výbojom medzi nástrojovou elektródou a elektródou obrobku na eróziu povrchového materiálu obrobku a dosiahnutie obrábania.
Rozsah pôsobnosti:
① Spracovanie tvrdých, krehkých, húževnatých, mäkkých a vysoko taviteľných vodivých materiálov;
②Spracovanie polovodičových materiálov a nevodivých materiálov;
③Spracovanie rôznych typov otvorov, zakrivených otvorov a mikrootvorov;
④Spracovanie rôznych trojrozmerných zakrivených povrchových dutín, ako sú napríklad komory foriem na kovanie, formy na tlakové liatie a plastové formy;
⑤ Používa sa na rezanie, frézovanie, spevňovanie povrchov, gravírovanie, tlač menoviek a značiek atď.
Elektrochemické obrábanie
Elektrochemické obrábanie je metóda, ktorá využíva elektrochemický princíp anodického rozpúšťania kovu v elektrolyte na tvarovanie obrobku.
Obrobok je pripojený ku kladnému pólu jednosmerného zdroja napájania, nástroj je pripojený k zápornému pólu a medzi oboma pólmi je malá medzera (0,1 mm ~ 0,8 mm). Elektrolyt s určitým tlakom (0,5 MPa ~ 2,5 MPa) prúdi cez medzeru medzi oboma pólmi vysokou rýchlosťou (15 m/s ~ 60 m/s).
Rozsah použitia: spracovanie otvorov, dutín, zložitých profilov, hlbokých otvorov malého priemeru, drážkovanie, odhrotovanie, gravírovanie atď.
laserové spracovanie
Laserové obrábanie obrobku sa vykonáva pomocou laserového obrábacieho stroja. Laserové obrábacie stroje zvyčajne pozostávajú z laserov, napájacích zdrojov, optických systémov a mechanických systémov.
Rozsah použitia: Diamantové drôtové frézy na ťahanie, ložiská hodiniek, porézne povrchy divergentných vzduchom chladených dierovaných plechov, spracovanie malých otvorov vstrekovačov motorov, lopatky leteckých motorov atď. a rezanie rôznych kovových a nekovových materiálov.
Ultrazvukové spracovanie
Ultrazvukové obrábanie je metóda, ktorá využíva ultrazvukové frekvenčné vibrácie (16 kHz ~ 25 kHz) čelnej plochy nástroja na náraz na suspendované abrazíva v pracovnej kvapaline, ktoré následne narážajú na povrch obrobku a leštia ho, čím ho spracúvajú.
Rozsah použitia: ťažko rezateľné materiály
Hlavné aplikačné odvetvia
Vo všeobecnosti majú súčiastky obrábané CNC vysokú presnosť, takže súčiastky obrábané CNC sa používajú hlavne v nasledujúcich odvetviach:
Letectvo a kozmonautika
Letectvo a kozmonautika vyžaduje komponenty s vysokou presnosťou a opakovateľnosťou, vrátane lopatiek turbín v motoroch, nástrojov používaných na výrobu iných komponentov a dokonca aj spaľovacích komôr používaných v raketových motoroch.
Automobilový priemysel a strojárstvo
Automobilový priemysel vyžaduje výrobu vysoko presných foriem na odlievanie komponentov (ako sú držiaky motora) alebo na obrábanie komponentov s vysokou toleranciou (ako sú piesty). Portálový stroj odlieva hlinené moduly, ktoré sa používajú vo fáze návrhu automobilu.
Vojenský priemysel
Vojenský priemysel používa vysoko presné súčiastky s prísnymi požiadavkami na toleranciu, vrátane súčiastok rakiet, hlavne zbraní atď. Všetky obrábané súčiastky vo vojenskom priemysle profitujú z presnosti a rýchlosti CNC strojov.
lekárske
Medicínske implantovateľné zariadenia sú často navrhnuté tak, aby sa prispôsobili tvaru ľudských orgánov a musia byť vyrobené z pokročilých zliatin. Keďže žiadne manuálne stroje nedokážu vyrobiť takéto tvary, CNC stroje sa stávajú nevyhnutnosťou.
energia
Energetický priemysel zahŕňa všetky oblasti inžinierstva, od parných turbín až po špičkové technológie, ako je jadrová fúzia. Parné turbíny vyžadujú vysoko presné lopatky turbín, aby sa v nich udržala rovnováha. Tvar dutiny na potlačenie plazmy v rámci výskumu a vývoja pri jadrovej fúzii je veľmi zložitý, vyrobený z pokročilých materiálov a vyžaduje si podporu CNC strojov.
Mechanické spracovanie sa vyvinulo dodnes a v nadväznosti na zlepšenie požiadaviek trhu boli odvodené rôzne techniky spracovania. Pri výbere obrábacieho procesu je potrebné zvážiť mnoho aspektov: vrátane tvaru povrchu obrobku, rozmerovej presnosti, presnosti polohy, drsnosti povrchu atď.
Iba výberom najvhodnejšieho procesu môžeme zabezpečiť kvalitu a efektivitu spracovania obrobku s minimálnymi investíciami a maximalizovať generované výhody.
Čas uverejnenia: 18. januára 2024