Mikä on CNC -koneistus ja miten se toimii?

Sisältövalikko

● Johdanto CNC -koneistukseen

● CNC -koneistuksen ymmärtäminen

● CNC -koneistusprosessi

>> 1. Suunnittelun luominen (CAD)

>> 2. CNC -ohjelmointi (CAM)

>> Klo 3. Koneiden asetukset

>> 4. työstötoimenpiteet

>> 5. Tarkastus ja viimeistely

● CNC -koneiden tyypit

● CNC -koneistukseen soveltuvat materiaalit

● CNC -koneistuksen edut

>> Haasteet ja rajoitukset

>> CNC -koneistuksen sovellukset

>> Advanced CNC -teknologia

>> Ympäristö- ja taloudelliset vaikutukset

● Johtopäätös

● Usein kysyttyjä kysymyksiä (usein kysytyt kysymykset)

>> 1. Mitä materiaaleja voidaan käyttää CNC -koneistuksessa?

>> 2. Kuinka tarkka on CNC -koneistus?

>> 3. Mikä on ero CNC -jyrsintä ja CNC: n kääntymisen välillä?

>> 4. Voidaanko CNC -koneistusta käyttää prototyyppiä?

>> 5. Mitkä ovat CNC -koneistuksen rajoitukset?

● Viittaukset:

Johdanto CNC -koneistukseen

Tietokoneen numeerinen ohjaus (CNC) koneistus on hienostunut valmistustekniikka, joka on mullistanut nykyaikaisia tuotantoprosesseja. Siihen sisältyy tietokoneohjattujen työstötyökalujen, kuten myllyjen, sorvien, poran ja reitittimien, käyttö tarkasti leikkaamiseen ja muotoiluun, kuten metalli, muovi, puu ja komposiitit. CNC -koneistuksen tarjoama automaatio ja tarkkuus tekevät siitä välttämättömän prosessin teollisuudessa, joka vaihtelee ilmailu- ja autojen elektroniikan ja lääkinnällisten laitteiden valmistukseen. CNC-koneistus palvelee sekä nopeaa prototyyppitarpeita että suuren määrän tarkkuustuotantoa, joka tarjoaa joustavuutta ja johdonmukaisuutta manuaalisten menetelmien vertaansa vailla.

CNC -koneistuksen ymmärtäminen

CNC -koneistuksen ydin on sen vähentävässä valmistusprosessissa. Toisin kuin lisäaineen valmistus, jossa materiaali on rakennettu kerroskerros, CNC-koneistus poistaa materiaalin kiinteästä lohkosta (tunnetaan nimellä työkappale tai raakavarasto) digitaalisen suunnittelun perusteella. Tämä saavutetaan ohjaamalla erilaisia leikkaustyökaluja, joita tietokoneohjelmisto hallitsee. Digitaaliset ohjeet, jotka tunnetaan yleisesti nimellä G-koodi, ohjaavat työstötyökalujen liikkeitä ja toimintoja. Tämä tarkkuuspohjainen automaatio mahdollistaa monimutkaisten muotojen ja tiukkojen toleranssien tuotannon korkealla toistettavuudella.

CNC -koneistusprosessi

CNC -koneistus sisältää useita toisiinsa kytkettyjä vaiheita digitaalisen mallin muuttamiseksi fyysiseksi osaksi:

1. Suunnittelun luominen (CAD)

Kaikki alkaa digitaalisen suunnittelun luomisella tietokoneavusteisen suunnittelun (CAD) ohjelmiston avulla. Insinöörit ja suunnittelijat kehittävät tarkkoja 2D -luonnoksia tai 3D -malleja, jotka määrittelevät kaikki kriittiset mitat, muodot, ominaisuudet ja lopulliseen osaan tarvittavat pintapintaiset.

2. CNC -ohjelmointi (CAM)

CAD-malli siirretään tietokoneavusteiseen valmistusohjelmaan (CAM). CAM muuntaa suunnittelun kieleksi, jonka CNC-kone ymmärtää, tyypillisesti G-koodin. Tämä koodi sisältää yksityiskohtaiset ohjeet työkalujen liikkeille, nopeuksille, syvyydelle ja polkuille, jotta osa koneistaa tehokkaasti ja tarkasti.

Klo 3. Koneiden asetukset

CNC -koneen asettaminen sisältää raaka -aineen kiinnittämisen koneen työpöydälle tai kiinnittimelle ja asianmukaisten leikkaustyökalujen asentamisen. Kalibrointi ja kohdistus Varmista koneistustarkkuus. Työkalujen haltijat ja muut liitteet voidaan asettaa työn monimutkaisuuden mukaan.

4. työstötoimenpiteet

Toiminnan aikana CNC -kone siirtää leikkaustyökaluja useilla akseleilla - yleensä kolme (x, y, z), mutta edistyneillä malleilla voi olla jopa viisi tai enemmän akselia monimutkaisissa osissa. Operaatiot, kuten jyrsintä, poraus, kääntäminen, kohtaaminen ja napautus, suoritetaan poistamalla materiaali hallitulla tavalla, kunnes lopullinen muoto saavutetaan.

5. Tarkastus ja viimeistely

Koneiston jälkeen osa suoritetaan tiukka tarkastus käyttämällä tarkkuusmittauslaitteita, kuten koordinaattimittauskoneita (CMM). Tämä vaihe tarkistaa mittasuunnitelman ja pinnan laadun. Lisäkäsittely voi sisältää vähentämisen, kiillottamisen, pinnoitteen tai lämmönkäsittelyn osan suorituskyvyn ja ulkonäön parantamiseksi.

CNC -koneiden tyypit

Eri CNC -koneet palvelevat erilaisia valmistustarpeita, jotka kukin on erikoistunut tiettyihin toimintoihin ja materiaalityyppeihin:

- CNC-jyrsintäkoneet: Käytä pyöriviä monihameisia leikkaustyökaluja komponenttien muotoiluun liikkumalla useita akseleita pitkin, Apt monimutkaisten muotojen ja onteloiden luomiseen.

- CNC -sorvi: Kierrä työkappaletta karaan, kun taas paikallaan oleva työkalu poistaa materiaalin, joka on ihanteellinen symmetrisiin lieriömäisiin muotoihin, kuten akselit, ruuvit tai holkit.

- CNC -reitittimet: Suunniteltu leikkaamaan pehmeämpiä materiaaleja, kuten puuta, muovia ja komposiitteja, joilla on nopea reitittimen bitti.

- CNC -plasmaleikkurit: Työskentelee ionisoitua kaasua (plasma) erittäin korkeissa lämpötiloissa leikkaamaan johtavia metalleja tarkasti.

- CNC -laserleikkurit: Käytä kohdennettuja lasersäteitä hienoon leikkaamiseen, kaiverrukseen ja etsaamaan erilaisia materiaaleja.

- Sähköpäästökoneet (EDM): Hyödyntämällä sähköisiä kipinöitä monimutkaisten muotojen jaeosten monimutkaisten muotojen veistämiseen, joita on vaikea koneistaa tavanomaisesti.

CNC -koneistukseen soveltuvat materiaalit

CNC -koneistus tukee laajaa materiaalia, joka antaa valmistajille joustavuuden valita oikea materiaali lujuuden, painon, kestävyyden ja kustannusten perusteella:

- Metallit: alumiini, teräs, ruostumaton teräs, titaani, messinki, kupari ja monet seokset.

- Muovit: abs, nylon, polykarbonaatti, kurkistus, delrin ja muut tekniikan muovit.

- Komposiitit: Hiilikuituvahvistetut muovit, lasikuitu.

- Erikoismateriaalit: puu, vaahto, vahaprototyyppien ja kiinnitysten valmistus.

Jokainen materiaali vaatii tiettyjä koneistusparametreja ja työkaluja leikkaustehokkuuden ja pintapinnan optimoimiseksi.

CNC -koneistuksen edut

CNC -koneistus tarjoaa lukuisia etuja manuaalisesta koneistamisesta ja muista valmistusmenetelmistä:

- Tarkkuus ja tarkkuus: CNC-koneet toimivat mikronilla mitattujen toleranssien kanssa, mikä varmistaa korkealaatuisen lähtöä.

- Automaatio ja konsistenssi: Ohjelmoituna CNC -koneet tuottavat yhdenmukaisia osia suurina määrinä ihmisen minimaalisella interventiolla.

- Monipuolisuus: pystyy työstöön laajan joukon materiaaleja ja monimutkaisia geometrioita.

- Nopeus: Nopeampi asennus- ja koneistusajat verrattuna manuaalisiin toimintoihin, vähentäen läpimenoaikoja.

- Alennetut työvoimakustannukset: Automaatio minimoi ammattitaitoisten manuaalisten operaattoreiden tarpeen.

- Skaalautuvuus: Ihanteellinen nopeaan prototyyppiin ja massatuotantoon on samanlainen laatu.

Haasteet ja rajoitukset

Monista eduistaan huolimatta CNC: n koneistus on joitain haasteita harkita:

- Korkea alkuasetus: Ohjelmointi ja koneen asetukset voivat olla aikaa vieviä, etenkin monimutkaisissa osissa.

- Laitteet ja työkalukustannukset: CNC -koneet ja leikkaustyökalut edustavat merkittävää pääomasijoitusta.

- Materiaalijäte: Vähennysprosessi, ylimääräinen materiaalin poisto voi johtaa jätteisiin.

- Kompleksisten sisäisten geometrioiden rajoitukset: Jotkut monimutkaiset sisäiset ominaisuudet voivat vaatia vaihtoehtoisia valmistusmenetelmiä, kuten lisäaineiden valmistus tai EDM.

CNC -koneistuksen sovellukset

CNC-koneistuksen tarkkuus ja joustavuus tekevät siitä olennaisen osan korkealaatuisista osista vaativille eri aloille:

- Automotive: moottorin komponentit, voimansiirtoosat, jarrujärjestelmäelementit.

-

- Lääketieteellinen: kirurgiset instrumentit, ortopediset implantit, hammasproteesit.

- Elektroniikka: kotelot, jäähdytyselementit, liittimet.

- Teollisuuslaitteet: Mukautetut osat, muotit, kalusteet.

- OEM-tuotanto: Räätälöity valmistus tuotemerkeille ja tukkumyyjille, jotka vaativat johdonmukaisia, tarkkaa komponentteja.

- Nopea prototyyppien määritys: Tuotteiden validoinnille ja iteraatiolle ennen massatuotantoa.

Advanced CNC -teknologia

Moderni CNC -koneistus kehittyy innovaatioilla, kuten:

- Moniakselinen koneistus: Koneet, joissa on 4, 5 tai enemmän akseleita, mahdollistavat monimutkaisten muotojen koneistus yhdessä asennuksessa, vähentämällä virheitä ja parantavan tehokkuutta.

- Automatisoidut työkalunvaihtimet: Nopeutta tuotantoa antamalla koneiden vaihtaa useiden työkalujen välillä ilman manuaalista interventiota.

- Reaaliaikainen valvonta ja palaute: Anturit ja ohjelmistojen seurantatyökalujen kuluminen, lämpötila ja koneen suorituskyky prosessien optimoimiseksi ja seisokkien vähentämiseksi.

- Integraatio lisäaineen valmistukseen: Hybridi -koneet yhdistävät subtraktiiviset ja lisäaineprosessit, mikä mahdollistaa uusia mahdollisuuksia monimutkaisten osien valmistuksessa.

Ympäristö- ja taloudelliset vaikutukset

CNC -koneistus myötävaikuttaa kestävään valmistukseen parantamalla materiaalin käyttöä ja vähentämällä inhimillisiä virheitä. Automaattinen tarkkuus alentaa romunopeuksia ja energiankulutusta vanhemmille tekniikolle verrattuna. Taloudellisesti CNC mahdollistaa kustannustehokkaan tuotannon yksittäisistä prototyypeistä suuriin eriin, mikä auttaa yrityksiä vastaamaan markkinoiden vaatimuksiin nopeasti säilyttäen laadun.

Johtopäätös

CNC-koneistus on nykyaikaisen valmistuksen perustavanlaatuinen pylväs, muuttaen digitaaliset mallit erittäin tarkkoiksi fyysisiksi osiiksi automatisoiduilla, tietokoneohjattuilla leikkausprosesseilla. Sen korkea tarkkuus, monipuolisuus ja tehokkuus vastaavat eri toimialojen vaatimuksia auto- ja ilmailu- ja elektroniikkaan. CNC: n koneistus vaatii etukäteen sijoitus- ja ohjelmointitaitoja laadun, johdonmukaisuuden ja skaalautuvuuden edut tekevät siitä välttämättömän tekniikan sekä prototyyppien että massatuotannon kannalta.

Usein kysyttyjä kysymyksiä (usein kysytyt kysymykset)

1. Mitä materiaaleja voidaan käyttää CNC -koneistuksessa?

CNC -koneistus toimii laajan valikoiman materiaaleja, mukaan lukien metallit, kuten alumiini, teräs ja titaani; muovit, kuten ABS, nylon ja kurkistus; komposiitit, kuten hiilikuitu; ja jopa puu ja vaahto tiettyihin sovelluksiin.

2. Kuinka tarkka on CNC -koneistus?

CNC -koneistus voi saavuttaa erittäin tiukka toleranssit, usein tuhannen tuuman tai muutaman mikronin sisällä konetyypistä, työkaluista ja asetusten tarkkuudesta riippuen.

3. Mikä on ero CNC -jyrsintä ja CNC: n kääntymisen välillä?

CNC -jyrsintä käyttää pyöriviä leikkaustyökaluja materiaalin poistamiseen paikallaan olevasta työkappaleesta, joka on ihanteellinen monimutkaisille pinnoille ja ääriviivat. CNC: n kääntäminen toisaalta kiertää työkappaleen kiinteää leikkaustyökalua vasten, joka sopii ensisijaisesti lieriömäisiin muotoihin.

4. Voidaanko CNC -koneistusta käyttää prototyyppiä?

Kyllä, CNC -koneistusta käytetään laajasti nopeaan prototyyppiin, koska se tuottaa nopeasti toiminnallisia, tarkkoja osia, mikä antaa suunnittelijoille ja insinööreille validoida mallit ennen massatuotantoa.

5. Mitkä ovat CNC -koneistuksen rajoitukset?

Tärkeimmät rajoitukset ovat korkeammat alkuperäiset asennus- ja ohjelmointikustannukset, mahdolliset materiaalijätteet sen vähentävän luonteensa vuoksi ja haasteet, jotka työstövät erittäin monimutkaiset sisäiset piirteet, jotka saattavat vaatia vaihtoehtoisia tekniikoita.

Viittaukset:

[1] https://www.autolinkcnc.com/en/blog/what-is-cnc-machining-working-process-its-application/

[2] https://www.teamrapidtooling.com/zh-cn/cnc-rapid-prototyping-a-393.html

[3] https://yijinsolution.com/cnc-guides/what-is-cnc-machining/

[4] https://www.rapiddirect.com/zh-cn/landing-page/cnc-machining-services/

.

[6] https://firstmold.com/zh/cnc-machining-service/

[7] https://www.xometry.com/resources/machining/what-is-cnc-machining/

[8] https://cn.linkedin.com/company/zx-cncmachining

[9] https://karkhana.io/cnc-and-its-applications/

[10] https://www.rapiddirect.com/zh-cn/blog/cnc-prodanction-machining/