Հանողական արտադրությունը ճշգրիտ արտադրության ամենատարածված և լայնորեն կիրառվող տեսակներից մեկն է: Մասնավորապես, հանողական արտադրությունում, ի տարբերություն 3D տպագրության, սկսվում է նյութի ամբողջական բլոկից կամ կառուցվածքից և կտրվում մեքենայով, մինչև ցանկալի ձևը ստացվի: Նմանապես, սա անում են նաև քանդակագործները, չնայած հանողական արտադրության մեջ մենք քանդակագործությունը փոխարինում ենք մեքենայով կամ ռոբոտացված ձեռքով:
CNC շրջադարձային և CNC ֆրեզեր Սուբտրակտիկ արտադրության մեջ արտադրության ամենատարածված ձևերն են։ Թեև ընդհանուր լեզվով դրանք կարող են օգտագործվել փոխարինելիորեն, դրանք իրականում տարբեր են և ունեն իրենց սեփական ուժեղ և թույլ կողմերը, ինչպես նաև կիրառումը։ Հաջորդ տողերում մենք հույս ունենք, որ կկարողանանք տրամադրել CNC մեքենաների օգտագործման վերաբերյալ ամենահիմնական և ներածական տեղեկատվությունը, որը նաև կօգնի ձեր առաջիկա նախագծի փուլում։
Ի՞նչ է CNC շրջադարձը:
Համակարգչային թվային կառավարման համակարգով (CNC) խառատման գործընթացը այն է, երբ նյութի ձողը պահվում է պտուտակի մեջ և պտտվում է որոշակի արագությամբ, մինչդեռ խառատային գործիքը մատակարարվում է նյութին և ստանում է ցանկալի ձևը և դուրս է գալիս դրանից։ Այս գործընթացը նկարագրվում է տարբեր բնութագրերով և մասնավորապես պայմանավորված է նկարագրված շարժմամբ, երբ աշխատանքային մասը պտտվում է գործիքի կտրման ընթացքում։ Այս կոնկրետ գործընթացում կտրող գործիքը մնում է մեկ դիրքում՝ պտտվելով և շարժվելով մյուս առանցքների երկայնքով։
Համակարգչային թվային կոնտակտային տեխնոլոգիայով խառատումը կատարվում է խառատային կամ խառատային կենտրոն կոչվող մեքենայի վրա: Քանի որ նյութը պտտվում է իլիկի վրա, համակարգչային թվային կոնտակտային տեխնոլոգիայով խառատումը նախատեսված է գլանաձև կամ խողովակաձև մասեր ստեղծելու համար: Եթե դուք պետք է արտադրեք պարզ լիսեռ, սեղանի դեկորատիվ ոտք կամ ավիատիեզերական ճարտարագիտության համար բարդ միակցիչ, խառատումը հիմնականում նախընտրելի մեքենայացման մեթոդ է:
CNC խառատման գործընթաց
Խառատման գործընթացը սկսելու համար օգտագործվում է կլոր ձող։ Այս ձողը ամրացվում է խառատահաստոցի իլիկի վրա։ Իլիկը հիմնական բաղադրիչն է, քանի որ այն ապահովում է անհրաժեշտ պտտական շարժումը։
Նախ, իլիկը լիցքավորվում է, և նախապատրաստվածքը պտտվում է րոպեում հազարավոր պտույտներով (RPM): Պատրաստվածքի մակերեսին մոտեցվում է աշտարակին ամրացված գործիք: Մինչ իլիկը կտրում է, գործիքը գծայինորեն շարժվում է գլանի հետ զուգահեռ և նախապատրաստվածքից հեռացնում է թեփերը:
Քանի որ գործիքը միշտ կտրող շփման մեջ է, գործընթացը բավականին արագ է, և կարելի է ստանալ շատ մաքուր կտրվածքներ: Ահա թե ինչու է թվային հաշվողական համակարգով խառատային աշխատանքը սովորաբար հայտնի իր արդյունավետությամբ և բարձր մակերեսային մշակումով:
CNC շրջադարձային աշխատանքների տեսակները
«Խառատում» տերմինը կարող է օգտագործվել CNC խառատահաստոցի բոլոր գործողությունները նկարագրելու համար, բայց կախված գործիքից և մեքենայի շարժման սխեմայից՝ կարելի է մի քանի բան անել։
- Երեսապատում. Այս գործողությունն օգտագործվում է, որպեսզի գործիքը մաքրի աշխատանքային մասի ծայրը՝ ստեղծելով մակերես, որը ուղղահայաց է պտտման առանցքին: Այս մակերեսը սովորաբար անհրաժեշտ է, որպեսզի հետագա գործողությունները կարողանան կատարվել հայտնի չափի մասի վրա:
- Արտաքին խառատում. Գործիքը շարժվում է աշխատանքային մասի երկայնքով՝ դրա տրամագիծը նվազեցնելու և հիմնական գլանաձև ձևը ստանալու համար։
- Հորատում. ներքին տրամագծի որոշակի չափումներ ստանալու համար գործիքը առանցքային ուղղությամբ շարժվում է աշխատանքային մասի միջով՝ նախկինում փորված անցքը մեծացնելու համար։
- Թելավորում. Այս գործառույթի շնորհիվ մեքենայական գործիքը շարժվում և կտրում է աշխատանքային մասի արտաքին կամ ներքին մասերը՝ պտուտակային թելերը աշխատանքային մասի մեջ մտցնող իլիկի պտտման արագության հիման վրա հաշվարկված որոշակի սնուցման արագությամբ։
- Ակոսավորում. Այս աշխատանքային մասը ենթադրում է, որ մեքենայական գործիքը հեռացնում է աշխատանքային մասի կողմի մի մասը՝ այն ճառագայթաձև կտրելով, ինչը հանգեցնում է ակոս կամ ջրանցքի առաջացմանը։
- Հոդերի ամրացում. Հատուկ գործիք, որը չի հեռացնում նյութը, այլ սեղմում է մակերեսային նախշ (սովորաբար որոշ ադամանդներ կամ ուղիղ գծի նախշեր) աշխատանքային մասի մեջ՝ աշխատանքային մասի մակերեսին ավելի լավ ամրացում ստեղծելու նպատակով։
CNC խառատման հետ համատեղելի նյութեր
CNC խառատումը կարող է մշակել բազմաթիվ տարբեր տեսակի նյութեր: CNC խառատումը օգտագործում է պտտվող առարկա՝ կոշտ կտրող գործիքով: CNC խառատումը կարող է մշակել ինչպես փափուկ պլաստմասսաներ, այնպես էլ կարծրացված գերհամաձուլվածքներ:
Կարող են օգտագործվել հետևյալ մետաղները՝ ալյումին (6061, 7075), արույր, ցածր ածխածնային պողպատ, չժանգոտվող պողպատ (303, 304, 316), տիտան և մագնեզիում։
Կարող են օգտագործվել հետևյալ պլաստմասսաները՝ ABS, նեյլոն, պոլիկարբոնատ, PEEK, PTFE (տեֆլոն) և ակրիլ։
Ընտրված նյութը սովորաբար կարող է որոշել կտրման արագությունը և օգտագործվող գործիքի տեսակը: Երբ օգտագործվում է փափուկ ալյումին, խառատումն ավելի արագ է, և գործիքն ավելի քիչ է մաշվում: Սա տարբերվում է ջերմային մշակմամբ ենթարկված չժանգոտվող պողպատի խառատումից:
Շրջադարձի առավելություններն ու թերությունները
Առավելությունները `
- Speed:Գլանաձև մասերի համար խառատումը զգալիորեն ավելի արագ է, քան ֆրեզավորումը, քանի որ անընդհատ կտրման գործողությունը արագորեն հեռացնում է նյութը։
- Մակերեւութային Finish:Անընդհատ պտույտը թույլ է տալիս ստանալ բացառիկ հարթ, բարձրորակ մակերեսներ՝ առանց ֆրեզավորման ժամանակ հաճախ թողնված գործիքի տեսանելի հետքերի։
- Ծախսերի արդյունավետ:Կլոր մասերի համար խառատային մեքենաները, որպես կանոն, ավելի էժան են շահագործելու և տեղադրելու համար, քան բարդ ֆրեզերային մեքենաները:
- Նամականիշի անվանումը:Գերազանց է տրամագծերի և կոնցենտրացիայի վրա խիստ հանդուրժողականությունների հասնելու համար։
Թերություններ:
- Երկրաչափական սահմանափակումներ.Դուք հիմնականում սահմանափակված եք պտտականորեն սիմետրիկ մասերով։ Դուք չեք կարող հեշտությամբ պտտել քառակուսի տուփ կամ բարդ օրգանական ձև, որը չունի կենտրոնական առանցք։
- Գործիքների հագուստ.Մշտական շփումը կարող է հանգեցնել ջերմության կուտակման, ինչը պահանջում է հզոր սառեցման ռազմավարություններ և, հնարավոր է, ավելի արագ մաշվածություն ավելի կարծր նյութերի վրա։
Ի՞նչ է CNC ֆրեզերը:
Երբ ես ինչ-որ բան համակարգչային ֆրեզերային համակարգով եմ մշակում, ես անում եմ ինչ-որ բան պտտելու հակառակը: Պատրաստի կտորը պտտվելու փոխարեն, այն այժմ անշարժ է, և կտրող գործիքը շարժվում է դրա վրայով՝ առաջ-ետ շարժումով, որպեսզի հեռացնի նյութը:
Արտադրության ոլորտում ֆրեզերային մեքենաները աշխատանքի շարժիչ ուժն են։ Դրանք կարող են ստեղծել ցանկացած հարթ մակերես, ինչպես նաև կարող են ստեղծել ակոսավոր գրպաններ, անցքեր և մանրամասն, եռաչափ զիգզագաձև ուրվագծեր։ Մեքենայի աշխատանքային կտորները գլանաձև վերածելիս ֆրեզերային մեքենան աշխատում է խորանարդի և ցանկացած ձևի ստեղծման վրա, որը միայն կլոր չէ։ Կարելի է ստեղծել փակագծեր, պատյաններ և ցանկացած ոչ ավանդական ձև։
Ֆրեզերային մեքենաների կարող են տեղաշարժվել առանցքների քանակը նույնպես դրանց դասակարգման կարևոր գործոն է:
- 3-առանցքային ֆրեզավորում. Երեք առանցքների վրա գործիքը կարող է շարժվել X՝ ձախ կամ աջ, Y՝ առաջ կամ հետ, և Z՝ վեր կամ վար ուղղությամբ: Այս տեսակի ֆրեզավորումը ստանդարտ է ավելի քիչ բարդ մասերի համար:
- 5-առանցքային ֆրեզավորում. արդեն նկարագրված 3 առանցքների և X և Y ուղղություններով նկարագրված ևս 2 առանցքների վրա մեքենան ունի պտտման առանցք կամ թեքման մեխանիզմ՝ կա՛մ կտրող գործիքի վրա, կա՛մ մեքենայի սեղանի վրա: Այս կոնֆիգուրացիան թույլ է տալիս կտրող սարքին մոտենալ մասի գրեթե ցանկացած ուղղությունից, և այդ պատճառով էլ պատրաստվում են բարդ երկրաչափություններ, ինչպիսիք են տուրբինային շեղբերը և բարդ բժշկական իմպլանտները:
CNC ֆրեզերային գործընթացը
CNC ֆրեզավորման դեպքում գործընթացը սկզբում ներառում է հումքի մի կտոր, որը կոչվում է նախշ, որը ամրացվում է մեքենայի սեղանին մանգաղով, ինչպես վերևում գտնվող աջ կողմում գտնվող նկարում: Սովորական 3-առանցքային ֆրեզավորման մեքենայում նյութը կոշտ կերպով ամրացված է իր տեղում, ինչպես խառատահաստոցում:
Հաջորդը, գլանաձև կտրիչը, որը, բոլոր մտադրություններով և նպատակներով, նման է հորատման, բայց կարող է կտրել կողքից, պտտվում է մեքենայի իլիկի մեջ մեծ արագությամբ: Այնուհետև CNC համակարգիչը ուղղորդում է իլիկը դեպի կոորդինատների հավաքածու: Մինչ գործիքը պտտվում է, այն սեղմում է նյութին: Այնուհետև գործիքը կտրում է նյութի մի մասը:
Գործընթացը տարբերվում է նաև նրանով, որ այն ընդհատվող է։ Գործիքը կառուցված է բազմաթիվ կտրող եզրերով, և ծալքի յուրաքանչյուր եզր կարող է կտրել, բայց այն պետք է դուրս գա մասից՝ իլիկի համար տեղ ազատելու համար, որպեսզի այն կենտրոնանա մասից։ Խառատահաստոցի դեպքում գործընթացը մեկ անընդհատ կտրվածք է, ինչը անհնար է այս գործիքի դեպքում։
CNC ֆրեզերային գործառնությունների տեսակները
Ինչպես խառատումը, ֆրեզավորումը նույնպես նկարագրում է մի շարք հատուկ գործողություններ, որոնք կարող են կատարվել մասի որոշակի առանձնահատկություններ ապահովելու համար։
- Առջևի ֆրեզավորում. Կան մեծ տրամագծով ծայրային ֆրեզներ, որոնք պտտվում են աշխատանքային մասի մակերեսներին ուղղահայաց առանցքի շուրջ: Հիմնական նպատակն է հավասարեցնել մասի վերին մակերեսը՝ հարթ մակերես ստանալու համար:
- Սալահատակի ֆրեզավորում. Այս տեսակի ֆրեզավորման դեպքում կտրիչը զուգահեռ է աշխատանքին: Սա օգտագործվում է մեծ ծավալի նյութ արագ հեռացնելու համար:
- Անկյունային ֆրեզավորում. Գործիքը պատրաստում է ակոսներ, ակոսներ կամ աղավնու պոչեր՝ աշխատանքային մասի նկատմամբ որոշակի անկյան տակ։
- Ձևի ֆրեզավորում. Օգտագործվում է հատուկ կտրիչ, որը դրական է ցանկալի ձևի համար (օրինակ՝ դրական կոր շառավղով)՝ մեկ անցումով տարբեր ձևեր կտրելու համար։
- Շերտավոր ֆրեզավորում. երկու կամ ավելի կտրիչներ տեղադրվում են նույն առանցքի վրա՝ միաժամանակ երկու զուգահեռ մակերեսներ մշակելու համար։
- Խմբային ֆրեզավորում. Սա նման է շերտավոր ֆրեզավորմանը, բայց մի քանի կտրիչներով, որոնք միաժամանակ կատարում են մի քանի տարբեր գործողություններ:
CNC ֆրեզավորման հետ համատեղելի նյութեր
Ֆրեզերային և խառատային մեքենաների կողմից օգտագործվող նյութերը գրեթե նույնն են։ Քանի որ աշխատանքային մասերը անշարժ են, ավելի անվտանգ և հեշտ է ֆրեզերացնել մեծ, անհարմար կամ ծանր առարկաներ, որոնք չափազանց վտանգավոր կլինեին խառատային մեքենայի վրա պտտելը։
- Մետաղներ՝ պողպատ և դրա համաձուլվածքներ, գործիքային պողպատ, ալյումին, արույր, պղինձ, տիտան և ինկոնել։
- Պլաստմասսաներ՝ Դելրին, նեյլոն, HDPE, UHMW և PVC:
- Կոմպոզիտներ. ածխածնային մանրաթել և ապակեթել, չնայած դրանք հղկող են և, հավանաբար, կպահանջեն հատուկ գործիքներ:
Ֆրեզերային մշակման առավելություններն ու թերությունները
Առավելությունները `
Բազմակողմանիություն՝ ցանկացած ձև ստեղծելու ունակություն։
Բազմաֆունկցիոնալ հնարավորություն. Մեկ համակարգը կարող է կատարել բազմազան աշխատանքներ՝ հորատում, հորատում և թելային փորում:
Մասշտաբայնություն. Կարող է ստեղծել տոննաներով կրկնօրինակներ և հեշտությամբ անցնել նոր բան ստեղծելուն։
Թերություններ:
Արժեքը. Դրանք թանկ են շահագործելու և գնելու համար, հատկապես 5-առանցքանի մեքենաները: Դրանք նաև ավելի թանկ են ծրագրավորելու համար, քան խառատային մեքենաները:
Թափոններ. Աղացները հաճախ ստեղծում են մեծ քանակությամբ թանկարժեք նյութական թափոններ՝ ջարդոնի տեսքով:
Գործիքների հետքեր. Կտրվածքները կարող են շատ նկատելի լինել, և մակերեսը հարթեցնելու համար կարող են անհրաժեշտ լինել լրացուցիչ մշակում:
Հիմնական տարբերությունները՝ CNC խառատում և CNC ֆրեզերացում
Երկուսն էլ սուբտրակցիոն CNC արտադրության ձևեր են, սակայն խառատման և ֆրեզերային մեքենաների միջև կան տարբերություններ: Այս տարբերությունների իմացությունը կարող է օգնել բարելավել ձեր արտադրական գծի արդյունավետությունը:
1.Շարժում
Հիմնական տարբերությունն այն է, թե ֆրեզերային մեքենայի որ տարրն է շարժվում։
- Պտտելը նշանակում է, որ մասը պտտվում է, իսկ մեքենայական գործիքը մնում է անշարժ։
- Ֆրեզավորումը նշանակում է, որ մասը մնում է անշարժ, իսկ մեքենան պտտեցնում է գործիքը։
Միայն այս տարբերությունը բավարար է խանութի արտադրանքի ծավալը փոխելու համար։
2. Գործիքավորում
- Խառատային աշխատանքներում օգտագործվում են միակողմանի կտրող գործիքներ: Հիշե՛ք, որ նյութին շփվում է միայն մեկ սրված գործիքի ծայրը: Ահա թե ինչպես կարելի է կատարել հարթ և շարունակական կտրվածքներ:
- Ֆրեզավորման համար օգտագործվում են բազմակետային կտրող գործիքներ: Օրինակներ են ծայրային և առջևի ֆրեզները, որոնք երկուսն էլ ունեն կտրող եզրեր գործիքի ակոսների երկայնքով: Ահա թե ինչպես կարելի է մեծ ծավալներով հեռացնել ոչ գլանաձև նյութը:
3. Մասերի ձևեր
-Խորացումը միայն պտտման համաչափություն ունեցող կտորների համար է, որոնք են՝ գլանները, խողովակները և գնդերը: Եթե երկու մասերն էլ ունեն նույնական լայնական հատույթներ, որոնք նույնն են՝ անկախ պտտման առանցքի երկայնքով գտնվելու վայրից, ապա այն պատրաստ է խորացման:
- Ֆրեզավորումը հակառակն է։ Սա ներառում է եռաչափ բլոկներ, թիթեղներ և այլ բարդ ասիմետրիկ ձևեր։ Եթե որևէ մաս ունի բազմաթիվ երկչափ առանձնահատկություններ, ինչպիսիք են հարթ մակերեսները և բազմազան կտրվածքները, ապա այն, հավանաբար, նախատեսված է ֆրեզավորման համար։
4. Չիպի ձևավորում
-Խառատումը առաջացնում է անընդհատ, երկար և թելանման կտորներ: Սա գործիքի անընդհատ աշխատանքի արդյունք է: Հաճախ այդ կտորները կարող են փաթաթվել գործիքի շուրջ, այս էֆեկտը կոչվում է «թռչնի բույն»:
-Ֆրեզավորում. ընդհատվող կտրման գործողության պատճառով առաջացնում է կարճ, կոտրված չիպսեր: Դրանք ավելի հեշտ է հեռացնել կտրման գոտուց:
Ձեր նախագծի համար ճիշտ գործընթացի ընտրությունը
CNC ֆրեզավորման կամ CNC խառատման ընտրությունը միշտ չէ, որ պարզ երկուական որոշում է: Ժամանակակից մեքենաների մեծ մասը «ֆրեզ-խառատման» կենտրոններ են, որոնք ներառում են երկու գործառույթներն էլ: Դրանք կարող են պտտել մասը խառատման գործողությունների համար՝ միաժամանակ օգտագործելով շարժական գործիքակալներ՝ հարթ մակերեսներ խառատելու կամ կողքերին անցքեր բացելու համար:
Այնուամենայնիվ, եթե դուք պետք է որոշում կայացնեք առաջնային գործընթացի վերաբերյալ, պետք է հաշվի առնեք հետևյալ գործոնները.
Մասի ձևը
Դիտարկեք դիզայնը։ Այն շրջանա՞ն է, թե՞ կլոր։ Այն պտուտակի, բոլտի, թե՞ մխոցի ձև ունի։ Եթե այո, ապա պետք է սկսել խառատումից։ Եթե մասը քառակուսի, ուղղանկյուն կամ ասիմետրիկ ձև ունի, ինչպիսիք են փակագծերը, բազմաբաշխիչները կամ պատվերով պատրաստված կափարիչները, ապա պետք է սկսել ֆրեզավորումից։
Արտադրության ծավալը
Գրեթե նույն ծավալի դեպքում, խառատային հաստոցը ավելի արագ է և ավելի էժան մեծ ծավալի արտադրության համար, որը ներառում է գլանաձև մասեր: Շվեյցարական խառատային հաստոցը խառատային կենտրոնի տեսակ է, որը մեկ ժամում պատրաստում է հազարավոր ճշգրիտ մասեր և շատ մասնագիտացված է: Ֆրեզերային մշակումը, որպես կանոն, ավելի դանդաղ է լինում, նույնիսկ եթե դա մեծ ծավալի համար է, այն անհրաժեշտություն է ավելի բարդ երկրաչափության համար:
Ֆինանսական ռեսուրսներ
3, 4 կամ 5 առանցքային ֆրեզերի տեղադրման և ծրագրավորման գործընթացները ավելի թանկ են, քան խառատային կենտրոնները: Եթե ձեր մասը նախագծեք այնպես, որ այն պետք է խառատվի, այլ ոչ թե ֆրեզերացվի, ապա, հավանաբար, կխնայեք արտադրության արժեքը:
Եզրափակում
CNC արտադրության մասին այս գիտելիքները ձեզ հնարավորություն են տալիս նախագծել ավելի արդյունավետությամբ: Դուք կարող եք ձեր մասերը հարմարեցնել մեխանիկական մշակման կոնկրետ գործընթացին, որը կօգտագործվի ավելորդ արտադրությունը վերացնելու, արտադրության արագությունը բարձրացնելու և ծախսերը կրճատելու համար: Խառատահաստոցի պտտման ճշգրտության և ֆրեզերի ընդհանուր ուրվագծային ունակության միջև եղած տարբերությունները իմանալը թույլ է տալիս ձեզ ընտրել ձեր առաջադրանքի համար համապատասխան մեխանիկական գործիք:
Եթե դեռևս վստահ չեք, թե որ գործընթացն է իդեալական ձեր նախատիպերի ստեղծման համար, կարող եք դադարել մտածելուց և գործել: Կապվեք մեր փորձառու թիմի հետ՝ արտադրելիության համար նախագծման վերաբերյալ խորհրդատվություն ստանալու համար, կամ խնդրեք գնանշում՝ ներկայացնելով ձեր CAD ֆայլերը:
Հաճախակի տրվող հարցեր
Q: Կա՞ արդյոք աղացային ինտերպոլյացիայի խառատում:
Ա. Այո, կա մի մեթոդ, որը կոչվում է ինտերպոլյացիոն խառատում, որի դեպքում ֆրեզերը կարող է ընդօրինակել խառատահաստոցը, թեև զգալիորեն ավելի դանդաղ տեմպով և ավելի քիչ ճշգրտությամբ:
Q: Արդյո՞ք CNC խառատային աշխատանքը ավելի էժան է։
Ա. Ընդհանուր առմամբ՝ ոչ: Տվյալ բյուջեի շրջանակներում հարմար (գլանաձև) մասերի մեծ մասի համար խառատումն ավելի արդյունավետ է և ավելի էժան: Խառատման ենթակա մասերի համար պահպանվում է ֆրեզերային մշակումը:
Q: Ի՞նչ է ֆրեզերային խառատային մեքենան։
Հ. Հիբրիդային մեքենամշակման կենտրոն, որը կարող է կատարել խառատային և ֆրեզերային գործողություններ մեկ համակարգում: Պատրաստման կտորը պտտվում է խառատային աշխատանքների համար, և մեքենան ունի նաև մատակարարվող պտտվող գործիքներ հորատման կամ ֆրեզերային գործառույթների համար՝ առանց պատրաստման կտորը մեկ այլ մեքենա տեղափոխելու:
Q: Ո՞ր գործընթացն ունի լավագույն արդյունքը։
Ա. Խառատային աշխատանքը գլանաձև մասերի վրա ավելի լավ արդյունք է տալիս, քանի որ կտրվածքը շարունակական է: Ֆրեզերային աշխատանքը գործիքի հետքեր է թողնում այնտեղ, որտեղ կտրիչը անընդհատ պտտվում է:
