Presyzjebewerking is in proses om materiaal út in wurkstik te ferwiderjen by it hâlden fan ôfwerkingen mei tichte tolerânsje. De presyzjemasine hat in protte soarten, ynklusyf frezen, draaien en elektryske ûntladingsbewerking. In presyzjemasine wurdt hjoed-de-dei oer it algemien bestjoerd mei in kompjûternumerike kontrôle (CNC).
Hast alle metalen produkten brûke presyzjebewerking, lykas in protte oare materialen lykas plestik en hout. Dizze masines wurde betsjinne troch spesjalisearre en oplate machinisten. Om it snijgereedschap syn wurk te dwaan, moat it yn oanjûne rjochtingen ferpleatst wurde om de juste snede te meitsjen. Dizze primêre beweging wurdt de "snijsnelheid" neamd. It wurkstik kin ek ferpleatst wurde, bekend as de sekundêre beweging fan "feed". Tegearre meitsje dizze bewegingen en de skerpte fan it snijgereedschap it mooglik foar de presyzjemasine om te operearjen.
Kwaliteitspresyzjebewerking fereasket de mooglikheid om ekstreem spesifike blauwdrukken te folgjen dy't makke binne troch CAD (kompjûter-stipe ûntwerp) of CAM (kompjûter-stipe produksje) programma's lykas AutoCAD en TurboCAD. De software kin helpe by it produsearjen fan de komplekse, 3-dimensjonale diagrammen of sketsen dy't nedich binne om in ark, masine of objekt te produsearjen. Dizze blauwdrukken moatte mei grut detail folge wurde om te soargjen dat in produkt syn yntegriteit behâldt. Wylst de measte presyzjebewerkingsbedriuwen wurkje mei ien of oare foarm fan CAD/CAM-programma's, wurkje se noch faak mei mei de hân tekene sketsen yn 'e earste fazen fan in ûntwerp.
Presyzjebewerking wurdt brûkt op in oantal materialen, ynklusyf stiel, brûns, grafyt, glês en plestik, om mar in pear te neamen. Ofhinklik fan 'e grutte fan it projekt en de te brûken materialen, sille ferskate presyzjebewerkingsark brûkt wurde. Elke kombinaasje fan draaibanken, freesmasines, boarpersen, seagen en slypmasines, en sels hege-snelheidsrobotika kin brûkt wurde. De loftfeartyndustry kin hege-snelheidsbewerking brûke, wylst in houtwurk-arkyndustry fotogemyske ets- en freesprosessen kin brûke. It útkarnen fan in run, of in spesifike kwantiteit fan in bepaald item, kin yn 'e tûzenen telle, of mar in pear wêze. Presyzjebewerking fereasket faak de programmearring fan CNC-apparaten, wat betsjut dat se numeryk bestjoerd wurde troch in kompjûter. It CNC-apparaat makket it mooglik om krekte ôfmjittings te folgjen tidens de hiele run fan in produkt.
Frezen is it ferwurkingsproses fan it brûken fan rotearjende snijders om materiaal fan in wurkstik te ferwiderjen troch de snijder yn in bepaalde rjochting yn it wurkstik te bewegen (of te fieden). De snijder kin ek ûnder in hoeke hâlden wurde relatyf oan de as fan it ark. Frezen omfettet in breed ferskaat oan ferskillende operaasjes en masines, op skalen fan lytse yndividuele ûnderdielen oant grutte, swiere groepsfreesoperaasjes. It is ien fan 'e meast brûkte prosessen foar it ferwurkjen fan oanpaste ûnderdielen oant krekte tolerânsjes.
Frezen kin dien wurde mei in breed skala oan masine-ark. De oarspronklike klasse masine-ark foar frezen wie de freesmasine (faak in mûne neamd). Nei de komst fan kompjûter numerike kontrôle (CNC) ûntwikkelen freesmasines har ta ferwurkingssintra: freesmasines oanfolle mei automatyske arkwikselers, arkmagazynen of karrousels, CNC-mooglikheden, koelmiddelsystemen en behuizingen. Freessintra wurde oer it algemien klassifisearre as fertikale ferwurkingssintra (VMC's) of horizontale ferwurkingssintra (HMC's).
De yntegraasje fan frezen yn draaiomjouwings, en oarsom, begûn mei live tooling foar draaibanken en it sa no en dan gebrûk fan frezen foar draaioperaasjes. Dit late ta in nije klasse masine-ark, multitasking machines (MTM's), dy't spesjaal boud binne om frezen en draaien binnen itselde wurkgebiet te fasilitearjen.
Foar ûntwerpers, R&D-teams en fabrikanten dy't ôfhinklik binne fan ûnderdielenboarnjen, makket presyzje CNC-ferwurking it mooglik om komplekse ûnderdielen te meitsjen sûnder ekstra ferwurking. Eins makket presyzje CNC-ferwurking it faak mooglik om ôfmakke ûnderdielen op ien masine te meitsjen.
It ferwurkingsproses ferwideret materiaal en brûkt in breed oanbod fan snijgereedschap om it definitive, en faak tige komplekse, ûntwerp fan in ûnderdiel te meitsjen. It nivo fan presyzje wurdt ferbettere troch it brûken fan kompjûternumerike kontrôle (CNC), dy't brûkt wurdt om de kontrôle fan 'e ferwurkingsgereedschap te automatisearjen.
De rol fan "CNC" yn presyzjeferwurking
Mei help fan kodearre programmearynstruksjes kin mei presyzje CNC-ferwurking in wurkstik wurde snien en foarme neffens spesifikaasjes sûnder hânmjittige yntervinsje fan in masine-operator.
In ekspert-masjinist brûkt in kompjûter-stipe ûntwerpmodel (CAD) levere troch in klant om kompjûter-stipe produksjesoftware (CAM) te meitsjen om de ynstruksjes te meitsjen foar it ferwurkjen fan it ûnderdiel. Op basis fan it CAD-model bepaalt de software hokker arkpaden nedich binne en genereart de programmearkoade dy't de masine fertelt:
■ Wat de juste toerentallen en feedsnelheden binne
■ Wannear en wêr't it ark en/of wurkstik ferpleatse moat
■ Hoe djip te snijen
■ Wannear koelmiddel oanbringe
■ Alle oare faktoaren yn ferbân mei snelheid, feedsnelheid en koördinaasje
In CNC-controller brûkt dan de programmearkoade om de bewegingen fan 'e masine te kontrolearjen, te automatisearjen en te kontrolearjen.
Tsjintwurdich is CNC in ynboude funksje fan in breed skala oan apparatuer, fan draaibanken, frezen en routers oant tried EDM (elektryske ûntladingsbewerking), laser- en plasmasnijmasines. Neist it automatisearjen fan it ferwurkingsproses en it ferbetterjen fan presyzje, elimineert CNC manuele taken en makket it machinisten frij om tafersjoch te hâlden op meardere masines dy't tagelyk draaie.
Derneist, as in arkpaad ienris ûntwurpen is en in masine programmearre is, kin it in ûnderdiel in ûnferbidlik oantal kearen útfiere. Dit soarget foar in hege nivo fan presyzje en werhelberens, wat it proses op syn beurt tige kosteneffektyf en skalberber makket.
Materialen dy't masinearre wurde
Guon metalen dy't faak ferwurke wurde binne aluminium, messing, brûns, koper, stiel, titanium en sink. Derneist kinne hout, skom, glêstried en plestik lykas polypropyleen ek ferwurke wurde.
Eins kin hast elk materiaal brûkt wurde mei presyzje CNC-ferwurking - fansels ôfhinklik fan 'e tapassing en syn easken.
Guon foardielen fan presyzje CNC-ferwurking
Foar in protte fan 'e lytse ûnderdielen en komponinten dy't brûkt wurde yn in breed oanbod fan produsearre produkten, is presyzje CNC-ferwurking faak de fabrikaazjemetoade fan kar.
Lykas jildt foar hast alle snij- en ferwurkingsmetoaden, gedrage ferskate materialen har oars, en de grutte en foarm fan in ûnderdiel hawwe ek in grutte ynfloed op it proses. Yn 't algemien biedt it proses fan presyzje CNC-ferwurking lykwols foardielen boppe oare ferwurkingsmetoaden.
Dat komt om't CNC-ferwurking by steat is om te leverjen:
■ In hege mjitte fan ûnderdielkompleksiteit
■ Streng tolerânsjes, typysk fariearjend fan ±0,0002" (±0,00508 mm) oant ±0,0005" (±0,0127 mm)
■ Útsûnderlik glêde oerflakteôfwerkingen, ynklusyf oanpaste ôfwerkingen
■ Werhelberens, sels by hege folumes
Wylst in betûfte masjinist in hânmjittige draaibank brûke kin om in kwaliteitsûnderdiel te meitsjen yn hoemannichten fan 10 of 100, wat bart der as jo 1.000 ûnderdielen nedich binne? 10.000 ûnderdielen? 100.000 of in miljoen ûnderdielen?
Mei presyzje CNC-ferwurking kinne jo de skalberens en snelheid krije dy't nedich binne foar dit soarte produksje yn grutte folumes. Derneist jout de hege werhelberens fan presyzje CNC-ferwurking jo ûnderdielen dy't allegear itselde binne fan begjin oant ein, nettsjinsteande hoefolle ûnderdielen jo produsearje.
Der binne guon tige spesjalisearre metoaden foar CNC-ferwurking, ynklusyf tried EDM (elektryske ûntladingsferwurking), additive ferwurking en 3D-laserprintsjen. Bygelyks, tried EDM brûkt geleidende materialen - typysk metalen - en elektryske ûntladingen om in wurkstik yn yngewikkelde foarmen te erodearjen.
Hjir sille wy ús lykwols rjochtsje op 'e frees- en draaiprosessen - twa subtraktive metoaden dy't breed beskikber binne en faak brûkt wurde foar presyzje CNC-ferwurking.
Frezen tsjin draaien
Frezen is in ferwurkingsproses dat in rotearjend, silindrysk snijark brûkt om materiaal te ferwiderjen en foarmen te meitsjen. Freesapparatuer, bekend as in mûne of in ferwurkingssintrum, berikt in universum fan komplekse ûnderdielgeometrieën op guon fan 'e grutste objekten dy't ferwurke binne mei metaal.
In wichtich skaaimerk fan frezen is dat it wurkstik stil bliuwt wylst it snijgereedschap draait. Mei oare wurden, op in freesmasine beweecht it rotearjende snijgereedschap om it wurkstik hinne, dat fêst bliuwt op in bêd.
Draaien is it proses fan it snijen of foarmjaan fan in wurkstik op apparatuer dy't in draaibank neamd wurdt. Typysk draait de draaibank it wurkstik om in fertikale of horizontale as, wylst in fêst snijark (dat wol of net draait) lâns de programmearre as beweecht.
It ark kin net fysyk om it ûnderdiel hinne gean. It materiaal draait, wêrtroch't it ark de programmearre operaasjes útfiere kin. (Der is in subset fan draaibanken wêryn't de ark om in tried draaie dy't troch in spoel oanfierd wurdt, mar dat wurdt hjir net behannele.)
By it draaien, oars as by it frezen, draait it wurkstik. It ûnderdiel draait op 'e spindel fan 'e draaibank en it snijgereedschap wurdt yn kontakt brocht mei it wurkstik.
Hânmjittich tsjin CNC-ferwurking
Wylst sawol mûnen as draaibanken beskikber binne yn hânmjittige modellen, binne CNC-masines geskikter foar it produsearjen fan lytse ûnderdielen - se biede skalberens en werhelberens foar tapassingen dy't in hege produksjevolume fan ûnderdielen mei strakke tolerânsje fereaskje.
Neist it oanbieden fan ienfâldige 2-assige masines wêryn't it ark yn 'e X- en Z-assen beweecht, omfetsje presyzje CNC-apparatuer multi-assige modellen wêryn't it wurkstik ek kin bewege. Dit is yn tsjinstelling ta in draaibank wêr't it wurkstik beheind is ta it draaien en de ark sille bewege om de winske geometry te meitsjen.
Dizze konfiguraasjes mei meardere assen meitsje de produksje fan kompleksere geometryen yn ien operaasje mooglik, sûnder dat ekstra wurk fan 'e masine-operator nedich is. Dit makket it net allinich makliker om komplekse ûnderdielen te produsearjen, mar ferminderet of elimineert ek de kâns op flaters fan 'e operator.
Derneist soarget it gebrûk fan hege-druk koelmiddel mei presyzje CNC-ferwurking derfoar dat der gjin spanen yn it wurk komme, sels net by it brûken fan in masine mei in fertikaal oriïntearre spindel.
CNC-frezen
Ferskillende freesmasines ferskille yn har grutte, askonfiguraasjes, feedsnelheden, snijsnelheid, de freesrjochting en oare skaaimerken.
Yn 't algemien brûke CNC-frezen lykwols allegear in rotearjende spindel om ûnwinske materiaal fuort te snijen. Se wurde brûkt om hurde metalen lykas stiel en titanium te snijen, mar kinne ek brûkt wurde mei materialen lykas plestik en aluminium.
CNC-frezen binne boud foar werhelberens en kinne brûkt wurde foar alles fan prototyping oant produksje yn grutte hoemannichten. Heechweardige presyzje CNC-frezen wurde faak brûkt foar wurk mei strakke tolerânsjes lykas it frezen fan fyn matrijzen en mallen.
Wylst CNC-frezen in rappe omkeartiid kin leverje, makket as-freesde ôfwerking ûnderdielen mei sichtbere arkmerken. It kin ek ûnderdielen produsearje mei skerpe rânen en bramen, dus ekstra prosessen kinne nedich wêze as rânen en bramen net akseptabel binne foar dy funksjes.
Fansels sille ûntbraamark dat yn 'e sekwinsje programmearre is, ûntbramen, hoewol it meastal maksimaal 90% fan 'e foltôge fereasket, wêrtroch't guon funksjes oerbliuwe foar de lêste hânmjittige ôfwurking.
Wat oerflakteôfwerking oanbelanget, binne d'r ark dy't net allinich in akseptabele oerflakteôfwerking produsearje, mar ek in spegeleftige ôfwerking op dielen fan it wurkprodukt.
Soarten CNC-frezen
De twa basistypen freesmasines binne bekend as fertikale bewurkingssintra en horizontale bewurkingssintra, wêrby't it primêre ferskil yn 'e oriïntaasje fan' e masinespindel leit.
In fertikaal bewurkingssintrum is in freesmasine wêryn't de spilas yn in Z-as-rjochting útrjochte is. Dizze fertikale masines kinne fierder wurde ferdield yn twa typen:
■Bêdfrezen, wêrby't de spindel parallel oan syn eigen as beweecht, wylst de tafel loodrecht op 'e as fan' e spindel beweecht
■ Revolvermolens, wêrby't de spindel stilstiet en de tafel sa ferpleatst wurdt dat er altyd loodrecht en parallel oan de as fan 'e spindel stiet tidens de snijoperaasje
Yn in horizontaal ferwurkingssintrum is de spil-as fan 'e freze útrjochte yn in Y-as-rjochting. De horizontale struktuer betsjut dat dizze frezen mear romte ynnimme op 'e masinewinkelflier; se binne oer it algemien ek swierder yn gewicht en krêftiger as fertikale masines.
In horizontale freesmasine wurdt faak brûkt as in bettere oerflakteôfwerking nedich is; dat komt om't de oriïntaasje fan 'e spindel betsjut dat de snijspanen natuerlik fuortfalle en maklik fuorthelle wurde kinne. (As in ekstra foardiel helpt effisjinte spaanferwidering om de libbensduur fan it ark te fergrutsjen.)
Yn 't algemien binne fertikale ferwurkingssintra faker foarkommend, om't se like krêftich wêze kinne as horizontale ferwurkingssintra en heul lytse ûnderdielen kinne behannelje. Derneist hawwe fertikale sintra in lytsere foetôfdruk as horizontale ferwurkingssintra.
Multi-assige CNC-frezen
Presyzje CNC-freessintra binne beskikber mei meardere assen. In 3-assige frees brûkt de X-, Y- en Z-assen foar in breed ferskaat oan wurk. Mei in 4-assige frees kin de masine draaie op in fertikale en horizontale as en it wurkstik ferpleatse om mear trochgeande ferwurking mooglik te meitsjen.
In 5-assige freesmasine hat trije tradisjonele assen en twa ekstra rotearjende assen, wêrtroch't it wurkstik draaid wurde kin as de spilkop deromhinne beweecht. Dit makket it mooglik om fiif kanten fan in wurkstik te bewurkjen sûnder it wurkstik te ferwiderjen en de masine werom te setten.
CNC-draaibanken
In draaibank - ek wol in draaisintrum neamd - hat ien of mear spindels, en X- en Z-assen. De masine wurdt brûkt om in wurkstik om syn as te draaien om ferskate snij- en foarmjaanoperaasjes út te fieren, wêrby't in breed oanbod fan ark op it wurkstik tapast wurdt.
CNC-draaibanken, ek wol live-action tooling-draaibanken neamd, binne ideaal foar it meitsjen fan symmetryske silindryske of sferyske ûnderdielen. Lykas CNC-frezen kinne CNC-draaibanken lytsere operaasjes lykas prototyping behannelje, mar kinne ek ynsteld wurde foar hege werhelberens, wêrtroch produksje yn grutte folumes stipe wurdt.
CNC-draaibanken kinne ek ynsteld wurde foar relatyf hannenfrije produksje, wêrtroch't se in soad brûkt wurde yn 'e auto-, elektroanika-, loftfeart-, robotika- en medyske apparaten-yndustry.
Hoe't in CNC-draaibank wurket
Mei in CNC-draaibank wurdt in lege stêf fan foarriedmateriaal yn 'e klauwplaat fan 'e spindel fan 'e draaibank laden. Dizze klauwplaat hâldt it wurkstik op syn plak wylst de spindel draait. As de spindel de fereaske snelheid berikt, wurdt in stilsteand snijgereedschap yn kontakt brocht mei it wurkstik om materiaal te ferwiderjen en de juste geometry te berikken.
In CNC-draaibank kin in oantal operaasjes útfiere, lykas boarjen, triedsnijen, koarjen, ruimen, flakdraaien en tapsdraaien. Ferskillende operaasjes fereaskje arkwikselingen en kinne de kosten en ynsteltiid ferheegje.
As alle fereaske ferwurkingsoperaasjes foltôge binne, wurdt it ûnderdiel út it materiaal snien foar fierdere ferwurking, as it nedich is. De CNC-draaibank is dan klear om de operaasje te werheljen, mei meastentiids in bytsje of gjin ekstra ynsteltiid tuskentroch.
CNC-draaibanken kinne ek in ferskaat oan automatyske stangfeeder brûke, wat de hoemannichte hânmjittige ôfhanneling fan rau materiaal ferminderet en foardielen biedt lykas it folgjende:
■ Ferminderje de tiid en muoite dy't nedich binne foar de masine-operator
■ Stypje de stang om trillingen te ferminderjen dy't de presyzje negatyf beynfloedzje kinne
■ Lit de masine-ark wurkje mei optimale spindelsnelheden
■ Minimalisearje de oerskeakeltiden
■ Ferminderje materiaalôffal
Soarten CNC-draaibanken
Der binne in oantal ferskillende soarten draaibanken, mar de meast foarkommende binne 2-assige CNC-draaibanken en automatyske draaibanken yn Sina-styl.
De measte CNC-draaibanken yn Sina brûke ien of twa haadspindels plus ien of twa efterste (of sekundêre) spindels, wêrby't de rotearjende oerdracht ferantwurdlik is foar de earste. De haadspindel docht de primêre ferwurkingsoperaasje, mei help fan in liedingsbus.
Derneist binne guon draaibanken yn Sina-styl foarsjoen fan in twadde arkkop dy't wurket as in CNC-frees.
Mei in CNC-draaibank yn Sina-styl wurdt it materiaal troch in skuorjende kopspindel yn in liedingsbus fiede. Dit lit it ark it materiaal tichter by it punt snije dêr't it materiaal stipe wurdt, wêrtroch't de Sina-masine benammen foardielich is foar lange, slanke draaide ûnderdielen en foar mikrobearbeiting.
Multi-assige CNC-draaisintra en draaibanken yn Sina-styl kinne meardere ferwurkingsoperaasjes útfiere mei ien masine. Dit makket se in kosten-effektive opsje foar komplekse geometryen dy't oars meardere masines of arkwikselingen fereaskje soene mei apparatuer lykas in tradisjonele CNC-freesmasine.