С прости думи обработката на ЦПУ е компютърна система. Тази система изпълнява точни команди без никаква човешка грешка. Преди това при ръчната обработка имаше големи шансове за грешки в точността и дизайна. Компаниите за обработка на CNC включват усъвършенстван софтуер за контрол на инструменти и машини. Това са стругове и мелници. Тъй като всяко движение е компютърно контролирано, ще получите перфектни, изчислени и висок клас резултати.
Как работи CNC?
CNC машина е роботизирана машина за рязане и оформяне. Така че е като много прецизен захранващ инструмент и се контролира от компютър. Първата стъпка е дизайнът на един от компютрите. Със специален софтуер правите това, което искате да направите.
След това дизайнът се превежда на компютъра и прави набор от инструкции. Казват на машината къде да се отрежат и къде да се движат. Те следват само тези инструкции. С вашата част тя премества инструментите за рязане нагоре, надолу, наляво и надясно.
С много материали могат да се работят сCNC машини. Дърво, метал, пластмаса и други са нарязани.
Много е точно - много по -точно от рязането с чифт ножици на ръка. Ето защо всичко - от автомобили до авточасти е направено от тях.
Как работят CNC машините?
Фаза на проектиране
Дигиталните дизайни са основата на обработката на ЦПУ. Активните инструменти за обучение включват CAD софтуер за изграждане на подробни 3D модели. С прости думи, цифровите чертежи запазват сложните детайли на персонализираните части.
Доста лесно е да изследвате сложни геометрии, включващи съвременни инструменти за дизайн. Инженерите могат да изграждат взаимодействия между части и тестови точки на стрес, преди да поставят нещо във физическото производство.
Свойствата на материала се разглеждат внимателно чрез процеса на проектиране. Механичните ограничения и нуждите от производителност са основни двигатели. Advanced Software позволява на дизайнерите да създават модели на компоненти до молекулярно ниво. Те могат да видят как частите ще си взаимодействат помежду си и ще се представят при различни сценарии.
Програмиране
Програмирането функционира като основен комуникационен слой между машините на ЦПУ. Два основни типа код изпълняват производствения процес: G-код и M-Code.
G-код в обработката на ЦПУ е езикът, който инструктира машината как да се движи. Той предлага точни координати, скорост на рязане и старателно прецизни инструкции за движение. Кодът е добре подреден танц за машината. G-Code инструктира машината къде да върви с каква скорост и дълбочина.
M-код в CNC обработката обработва спомагателни функции. Той обработва поддържащи дейности като системи за охлаждаща течност и промени в инструмента. Можете да мислите за M-Code като за спасителна сила на машината. Прави всичко различно от основни удари за рязане. Примерите за команди M-Code включват активиране на охлаждащи охлаждания, инструменти за превключване и контролиране на специфични за машината действия.
Настройка на машината
Подготовката на CNC Machine изисква невероятна точност. Детайлът е внимателно подготвен от техниците. Те избират подходящи материали и използват специални тела, за да закрепят компонентите. Всеки детайл трябва да бъде разположен с микроскопична точност.
За различни процеси на обработка са необходими различни методи за задържане. Стабилността на материала се осигурява от вице магнити и по поръчка на тела. Техниците проверяват подравняването с помощта на инструменти за прецизно измерване. Всяка настройка трябва да осигури нулево движение по време на обработка.
Изборът на инструменти е също толкова важен. Машинистите избират определени инструменти от много фактори:
Тип материал
Сложност на дизайна
Желано покритие на повърхността
Изисквания за рязане
Работа
След като се извърши подготовката, CNC машината стартира процеса на автоматизация. Той изпълнява програмирани инструкции със свръхчовешка точност. Машината може да изчисти материал в процес на слой по слой или да изгради части чрез добавка.
Съвременните машини за ЦПУ могат едновременно да използват множество оси. Те се занимават с редица материали, от меки пластмаси до втвърдени метали. Процесът на рязане включва:
Прецизно отстраняване на материала
Сложно геометрично оформяне
Постоянен контрол на дълбочината
Настройване на параметри в реално време
Машините могат да променят стратегиите за рязане за миг. Те са устойчиви на вариации на материали и запазват забележителна точност. Всяко движение е умишлено и всеки от тях се изпълнява със зашеметяваща редовност.
Видове машини с ЦПУ
Машини за фрезоване на ЦПУ
Машини за фрезоване на ЦПУса един от крайъгълните камъни на съвременното производство. Ротационното рязане се извършва от такива мощни машини при изключителна прецизност. Първите са особено умели да произвеждат сложни геометрични форми в редица материали. Инструментите за рязане се въртят при високи скорости, издълбавайки материал на материала по слой.
Машините за мелене изпълняват различни производствени функции. Те могат да създадат:
Прецизни слотове
Сложни джобове
Сложни повърхностни форми
Добре дефинирани механични елементи
Копиране на инструменти совалка в няколко оси. Детайлите могат да се разглеждат от различни ъгли. Тази гъвкавост води до изключително сложни промени в геометрията. „От прототипи за развитие до крайни производствени части, производителите използват фрезови машини.
CNC стругове
CNC струговеИмайте голям апетит за цилиндрични компоненти. Тези машини въртят детайла, тъй като режещите инструменти променят външните и вътрешните форми на него. Тази технология за стругови стругове е известна със своята точност.
Типичните приложения включват:
Механични шахти
Нови форми за цилиндрични аерокосмически компоненти
Прецизни инженерни части
Автомобилни компоненти
Царците създават симетрични части, които понасят невероятна точност.
Плазмени и лазерни резачки
Втора основна категория на машините с ЦПУ са технологиите за термично рязане. С концентрацията на енергия, плазмата и лазерните резачки могат да прорязват материали с изключителна точност.
Плазмените резачки функционират най -добре при проводими материали:
Метали
Стоманени листове
Алуминиеви компоненти
Електрически заграждения
Лазерните резачки са още по -универсални:
Метално рязане
Обработка на дърво
Манипулация на плат
Прецизни, сложни дизайни
Тези машини могат да издълбаят сложни форми, като същевременно оставят минимално количество материал зад себе си. Те предлагат разцепване, подробни крайници, които стандартните практики за рязане не могат да отговарят.
CNC шлифовъчни машини
Машините за шлифоване се установяват по пътя към успешните повърхностни облицовки и близките допустими отклонения. Абразивните колела се използват за отстраняване на няколко слоя микроскопичен материал. Тези машини са фокусирани върху прецизността.
Приложенията включват:
Финална част завършване
Ултра-гладки повърхностни възможности
Изграждане на точни допустими отклонения
Втвърдена обработка на материали
Повърхностните облицовки се измерват в микрометри на шлифовъчните машини.
3D принтери
Терминът Additive Manufacturing определя подход за промяна на играта към производството. В резултат на това 3D принтери създават слой на компонентите по слой. Те превръщат цифровите дизайни във физически обекти с удивителна скорост.
Основните предимства включват:
Бързо прототипиране
Многостранно геометричен потенциал
Минимални материални отпадъци
Итерации за бърз дизайн
Има няколко различни типа технологии за 3D печат:
Пластмасова екструзия
Метално синтероване
Печат на базата на смола
Сливане на прахово легло
Специализирани машини за ЦПУ
Системите CNC се разширяват повече от ограниченията на производството: Multi-Oxis, 5- Машини на ос: крайната гъвкавост на обработката. Те могат да захванат детайлите от няколко страни наведнъж.
Тези сложни системи позволяват:
Невероятно сложни геометрии
Намалени времена на настройка
Подобрена точност
Производство на високо по-строги аерокосмически и медицински компоненти
Машини за обработка на ЦПУ: Всичко, което трябва да знаете
Алуминий
Обработката на ЦПУ работи много с металите. Те имат някои уникални свойства, които са необходими за много приложения за производство. Алуминият е лек шампион на металния свят. Той има много добра устойчивост на корозия и обработка. Това го прави популярен избор за производителите.
Алуминият се използва широко в аерокосмическата, автомобилната и електроничната индустрия. Това се използва за части, които се нуждаят от сила без значително тегло. Алуминият е лесен за формиране, което допринася за неговата гъвкавост.
Фактът, че е естествено устойчив на ръжда, го прави още по-привлекателен. Алуминият е любим сред инженерите, защото осигурява ниска плътност с отлична структурна якост.
Стомана
Steel е основата на индустриалното производство. Това със сигурност е силен метал, който не може да бъде съчетан, когато става въпрос за издръжливост и сила. Така че, той е отличен избор за структурни приложения и компоненти с тежко натоварване.
Различни механични свойства могат да бъдат осигурени от различни стоманени степени. Някои стомани са много трудни, докато други позволяват по -голяма гъвкавост. Свойствата на стоманата могат да бъдат подобрени още повече от процесите на обработка на топлината.
Изпълнението му е адаптивно за специфични приложения от инженери. Стоманата все още е ключов материал в производството, от строителното оборудване до частите на автомобила.
Титан
Титанът жъне наградата да бъде метален от космически епоха с изключителна термодинамична способност. В аерокосмическата и медицинската индустрия той е безценен поради феноменалното си съотношение сила към тегло.
Титанът е устойчив на екстремни температури и корозия. Идеален за употреба в здрави среди хирурзи и зъболекари използват титан за импланти, тъй като материалът е съвместим с биологичните системи. Титанът е от съществено значение и за аерокосмическите инженери в ключови части. Тези компоненти трябва да се представят при най -добрите си в тежки условия.
Поликарбонат
Пластмасите представляват алтернативен производствен път. Те имат предимствата да правят както обработка, така и обработка на ЦПУ. Поликарбонат има добра устойчивост на въздействие и е прозрачен.
Използва се за извършване на оборудване за безопасност, защитни щитове и потребителска електроника. Издържа на удара, но все пак има кристално ясна оптика. Тези комбинирани функции го правят подходящ за продукти, които се нуждаят както от защита, така и за видимост.
Наднича
Peek (полиетер етер кетон) е най-модерната високоефективна пластмаса. Това е изключителен материал, който може да издържи на много високи температури. Освен това е устойчив на химическо взаимодействие.
Тези имоти го правят идеален за взискателни индустриални и медицински приложения. Материалът остава структурно здрав при екстремни условия. Това би се провалило на традиционните пластмаси при подобни условия.
Въглеродни влакна
Производството на спортни автомобили е трансформирано с композитни материали като въглеродни влакна. Те комбинират ниско тегло с изключително висока якост.
Това означава, че въглеродните влакна са направени от изключително фини нишки от въглеродна резба, които са сплетени заедно. Това прави материал, далеч по -силен от стоманата, но далеч по -лек. Въглеродните влакна се използват и в индустрии като автомобилни състезания, аерокосмическо и високоефективно спортно оборудване.
Алуминиева керамика
Алуминиевата керамика демонстрира възможностите на възникващите керамични материали. Тези керамики се използват в устойчиви на износване приложения. Те запазват формата и представянето си дори при екстремни условия.
Алуминиевата керамика се използва в индустриалния и медицинския сектор за производство на компоненти, които изискват изключителна устойчивост на ерозия. Тази част също изисква висока точност.
Съображения за избор на материал
Фактори за оценка
Търсенето на правилния материал не идва без затруднения. Производителите трябва да обърнат внимание на няколко неща. Топлинните свойства, твърдостта, обработваемостта, както и общите разходи са само част от причините.
Всеки от тях има своите предимства и недостатъци. Термичните свойства описват как материалът се държи при различни температури. Твърдостта определя устойчивостта на износване на материал. Той също така влияе върху способността на материала да държи своята размерена стабилност.
Нужди и ограничения: балансиране ги
Като такъв, процесът на подбор е силно разчитащ на широко разбиране на материалните науки. И отнема познания за конкретни нужди от приложението. Инженерите разумно оценяват нуждите на всеки проект. Те постигат баланс между изискванията за изпълнение и икономическите ограничения.
Предимства на обработката на ЦПУ
Точност
Този метод на обработка е квантов скок напред по точност при производството - обработка на ЦПУ. Той е в състояние да произвежда части с допустими до 0. 001 милиметра. За да се даде това някакъв контекст, той е по -тънък от човешката коса.
Подобна прецизност гарантира, че всяка една част, която се генерира, е в заключване с дизайна в невероятна степен. Конвенционалните производствени процеси са неспособни за такава точност.
Ефективност на производството
Машините CNC са бързи и позволяват голяма ефективност на производството. Машините могат да работят в непрекъснати производствени цикли. Това намалява човешкия труд, минимизира грешките и увеличава продукцията. Множество части могат да бъдат произведени едновременно.
Технологиите за високоскоростна обработка сега позволяват производството на сложни компоненти с по-висока пропускателна способност. По време на целия процес са необходими и минимални корекции.
С CNC, това, което някога се изисква множество настройки, сега се постига в един непрекъснат процес.
Сложни геометрии
CNC машините осигуряват несравнимата способност за създаване на сложни геометрии и функции. Докато ръчните методи за производство изискват големи усилия и умения, машините за ЦПУ могат да превърнат всеки сложен дизайн в реалност.
Многоосните CNC машини могат да се справят с части с изключително сложни геометрии. Това включва движещи се части, които изискват ъглови разфасовки, извити повърхности и вътрешни дупки. Те могат да постигнат това, без да жертват скорост или точност.
Рентабилно производство
Благодарение на автоматизацията обработката на ЦПУ също е рентабилен производствен процес за много части. Докато авансовите разходи са по-високи, дългосрочните спестявания идват от намалените разходи за труд. Няма нужда от ръчно засягане, след като машината е настроена.
Също така, намалената степен на грешки и високата точност водят до по -ниски скорости на скрап. В крайна сметка икономиката на мащаба прави обработката на ЦПУ идеална както за големи, така и за малки производствени писти.
Резюме
Производството на CNC революционизира индустрията. Той е осигурил прецизност, скорост и безопасност в експлоатация с най -малко човешка грешка и постоянно качество. Машините CNC са способни да произвеждат масово мънички, както и огромни продукти. Те се използват в производствени линии в области като аерокосмическото, автомобилостроенето и електрониката, наред с други, и играят жизненоважна роля в съвременните иновации.