ייצור חיסורי הוא אחד מסוגי הייצור המדויק הנפוצים והנפוצים ביותר. באופן ספציפי, בייצור חיסורי, בניגוד להדפסה תלת-ממדית, מתחילים עם גוש או מבנה מוצק של חומר וחותכים בעזרת מכונה עד לקבלת הצורה הרצויה. באופן דומה, פסלים עושים זאת, אם כי בייצור חיסורי אנו מחליפים את הפיסול במכונה או בזרוע רובוטית.
CNC מסתובב ו כרסום CNC הן צורות הייצור הנפוצות ביותר בייצור חיסורי. בעוד שבשפת העם ניתן להשתמש בהן לסירוגין, הן למעשה שונות ויש להן סוגים ספציפיים משלהן של נקודות חוזק, חולשה ושימוש. בשורות הבאות, אנו מקווים שנוכל לספק את המידע הבסיסי והמבוא ביותר על השימוש במכונות CNC כדי לסייע גם בשלבי הפרויקט הקרוב שלכם.
מה זה פניית CNC?
תהליך של חריטה ב-CNC הוא תהליך שבו מוט חומר מוחזק בתוך צ'אק ומסתובב במהירות מסוימת, בעוד שכלי חריטה מוזן אל הצורה הרצויה ומחוצה לה. תהליך זה מתואר במאפיינים שונים, והוא נובע בעיקר מהתנועה המתוארת שבה חומר העבודה מסתובב בזמן שהכלי נחתך. בתהליך ספציפי זה, כלי החיתוך נשאר במצב אחד תוך כדי סיבוב ותנועה לאורך הצירים האחרים.
חריטה ב-CNC מתבצעת במכונה הנקראת מחרטה או מרכז חריטה. מכיוון שהחומר מסתובב על ציר, חריטה ב-CNC מיועדת ליצירת חלקים גליליים או צינוריים. אם עליכם לייצר ציר בסיסי, רגל דקורטיבית לשולחן או מחבר מורכב להנדסת אווירונאוטיקה, חריטה היא לרוב שיטת העיבוד המועדפת.
תהליך החריטה של CNC
כדי להתחיל בתהליך החריטה, משתמשים במוט עגול. מוט זה מורכב על הציר במחרטה. הציר הוא הרכיב העיקרי, שכן הוא מספק את התנועה הסיבובית הנדרשת.
ראשית, הציר מקבל אנרגיה, וחומר העבודה מסובב באלפי סיבובים לדקה (סל"ד). כלי המותקן בצריח מובא אל פני חומר העבודה. הכלי, בזמן שהציר חותך, נע באופן ליניארי במקביל לגליל ומושך שבבים מחומר העבודה.
מכיוון שהכלי נמצא במגע חיתוך בכל עת, התהליך מהיר למדי וניתן לייצר חיתוכים נקיים מאוד. זו למעשה הסיבה לכך שפעולות חריטה - חריטה CNC מוכרת בדרך כלל בזכות יעילותה וגימור פני השטח הגבוה שלה.
סוגי פעולות CNC TURN
ניתן להשתמש במונח "חריטה" כדי לתאר את כל הפעולות של מחרטת CNC, אך בהתאם לכלי ולדפוס התנועה של המכונה, ניתן לבצע כמה דברים.
- פנימה: פעולה זו משמשת כדי שהכלי יוכל לפנות את קצה חומר העבודה וליצור משטח הניצב לציר הסיבוב. משטח זה נדרש בדרך כלל כדי שניתן יהיה לבצע פעולות מאוחרות יותר על חלק בעל ממד ידוע.
- חריטה חיצונית: הכלי נע לאורך חומר העבודה כדי להקטין את קוטרו ולקבל את הצורה הגלילית העיקרית.
- קידוח: כדי לקבל מדידות קוטר פנימי ספציפיות, כלי נע בצורה צירית דרך חומר העבודה כדי להגדיל חור שנקדח קודם לכן.
- הברגה: פונקציה זו גורמת למכונה לנוע וחותכת דרך החלקים החיצוניים או הפנימיים של חומר העבודה בקצבי הזנה ספציפיים המחושבים על סמך מהירות הסיבוב של הציר החותך את הברגות הבורג לתוך חומר העבודה.
- חריצים: בחומר עבודה זה המכונה מסירה חלק מצד של חומר העבודה על ידי חיתוך רדיאלי, וכתוצאה מכך נוצרת תעלה או חריץ.
- חריטה: כלי מיוחד שאינו מסיר חומר אלא לוחץ דוגמת פני השטח (בדרך כלל כמה יהלומים או עיצובים בקו ישר) לתוך חומר העבודה במטרה ליצור אחיזה טובה יותר על פני השטח של חומר העבודה.
חומרים התואמים לחריטת CNC
חריטה CNC יכולה לעבוד עם מגוון רחב של חומרים. חריטה CNC משתמשת בחפץ מסתובב עם כלי חיתוך קשיח. ניתן לטפל בפלסטיק רך ובסגסוגות-על קשות באמצעות חריטה CNC.
המתכות בהן ניתן להשתמש כוללות: אלומיניום (6061, 7075), פליז, פלדת פחמן נמוכה, נירוסטה (303, 304, 316), טיטניום ומגנזיום.
סוגי הפלסטיק בהם ניתן להשתמש כוללים: ABS, ניילון, פוליקרבונט, PEEK, PTFE (טפלון) ואקריליק.
החומר הנבחר בדרך כלל יכול לקבוע את מהירות החיתוך ואת סוג הכלי בו נעשה שימוש. כאשר משתמשים באלומיניום רך, החריטה מהירה יותר והכלי נשחק פחות. זאת בניגוד לחריטת פלדת אל-חלד שעברה טיפול בחום.
יתרונות וחסרונות של סיבוב
יתרונות:
- מהירות:עבור חלקים גליליים, חריטה מהירה משמעותית מכריסה מכיוון שפעולת החיתוך הרציפה מסירה חומר במהירות.
- לסיים את פני השטח:הסיבוב הרציף מאפשר גימורים חלקים ואיכותיים במיוחד, ללא סימני הכלים הנראים לעין שנותרים לעתים קרובות לאחר כרסום.
- עלות תועלת:עבור חלקים עגולים, מחרטות בדרך כלל זולות יותר לתפעול ולהתקנה מאשר מקדחות מורכבות.
- דיוק:מצוין להשגת סבולות צמודות בקטרים וקונצנטריות.
חסרונות:
- מגבלות גיאומטריות:אתם מוגבלים במידה רבה לחלקים סימטריים סיבובית. אינכם יכולים לסובב בקלות קופסה מרובעת או צורה אורגנית מורכבת שאין לה ציר מרכזי.
- בלאי כלי עבודה:המגע המתמיד עלול להוביל להצטברות חום, מה שמצריך אסטרטגיות קירור חזקות ובלאי מהיר יותר של כלים בחומרים קשים יותר.
מהי כרסום CNC?
כשאני מכרסם משהו באמצעות CNC, אני עושה את ההפך מסיבוב. במקום שחומר העבודה יסתובב, הוא נייח, וכלי חיתוך נע על פניו בתנועה קדימה ואחורה כדי להסיר חומר.
בתחום הייצור, מכונות כרסום הן סוסי העבודה. הן יכולות ליצור כל משטח ישר, וגם מסוגלות ליצור כיסים מחורצים, חורים וקווי מתאר תלת-ממדיים מפורטים בזיגזג. בזמן שהופכים חלקי עבודה מהמכונה לגליל, מכונת כרסום עובדת על יצירת קובייה וכל צורה שאינה רק עגולה. ניתן ליצור סוגריים, בתי אחסון וכל צורה לא קונבנציונלית.
מספר הצירים שמכונות כרסום יכולות לנוע עליהם הוא גם חלק חשוב בסיווג שלהן.
- כרסום 3 צירים: בשלושה מהצירים, הכלי יכול לנוע בכיוון X, שמאלה או ימינה, Y, קדימה או אחורה, ו-Z, למעלה או למטה. סוג זה של כרסום הוא סטנדרטי עבור חלקים פחות מורכבים.
- כרסום 5 צירים: על 3 הצירים שכבר תוארו, ו-2 נוספים שתוארו גם בכיווני X ו-Y, למכונה יש ציר סיבוב, או מנגנון הטיה, על כלי החיתוך או על שולחן המכונה. תצורה זו מאפשרת לחותך לגשת לחלק כמעט מכל כיוון וזו הסיבה לכך שמיוצרות גיאומטריות מורכבות כמו להבי טורבינה ושתלים רפואיים מורכבים.
תהליך כרסום CNC
במכונת כרסום CNC, התהליך כולל תחילה פיסת חומר גלם, המכונה גולמית, אשר מחוברת לשולחן המכונה באמצעות מלחציים, כמו בתמונה מימין למעלה. במכונת כרסום בסיסית בעלת 3 צירים, החומר מוחזק במקומו בצורה נוקשה, כמו מחרטה.
לאחר מכן, חותך גלילי, אשר, לכל דבר ועניין, דומה למקדחה אך יכול לחתוך לצד, מסובב במהירויות גבוהות בציר המכונה. לאחר מכן, מחשב ה-CNC מכוון את הציר לקבוצת קואורדינטות. בזמן שהכלי מסתובב, הוא לוחץ כלפי מטה כנגד החומר. לאחר מכן הכלי גוזז חלק מהחומר.
התהליך שונה גם בכך שהוא לסירוגין. הכלי בנוי עם מספר קצוות חיתוך, וכל קצה של החריץ יכול לחתוך, אך הוא צריך לצאת מהחלק כדי לפנות מקום לציר למרכזו בחלק. בעוד שבמחרטה, התהליך הוא חיתוך אחד רציף, דבר שאינו אפשרי עם כלי זה.
סוגי פעולות כרסום CNC
כמו חריטה, גם כרסום מתאר מספר פעולות ספציפיות שניתן לבצע כדי לספק תכונות ספציפיות לחלק.
- כרסום פנים: ישנם כרסומי קצה בקוטר גדול שמסתובבים על ציר ניצב למשטחי חומר העבודה. המטרה העיקרית היא לאזן את הפנים העליונות של החלק כדי לקבל גימור חלק.
- כרסום לוחות: סוג זה של כרסום בו החותך מקביל לעבודה. זה משמש להסרת כמויות גדולות של חומר במהירות.
- כרסום זוויתי: הכלי יוצר שפשופים, חריצים או זנבות יונה בזווית מסוימת לחומר העבודה.
- כרסום צורה: שימוש בחותך מיוחד שהוא חיובי של הצורה הרצויה (למשל רדיוס מעוקל חיובי) לחיתוך צורות שונות במעבר אחד.
- כרסום משולש: שני חותכים או יותר מורכבים על אותו ארבור, כדי לעבד שני משטחים מקבילים בו זמנית.
- כרסום גנג'י: זה דומה לכרסום מפוצל, אבל עם מספר חותכים המבצעים מספר פעולות שונות בו זמנית.
חומרים התואמים לכרסום CNC
החומרים בהם מכונות חיתוך ומחרטות יכולות להשתמש דומים פחות או יותר. מכיוון שחלקי עבודה נייחים, בטוח וקל יותר לכרסם חפצים גדולים, מסורבלים או כבדים שיהיו מסוכנים מדי לסיבוב במחרטה.
- מתכות: פלדה וסגסוגותיה, פלדת כלים, אלומיניום, פליז, נחושת, טיטניום ואינקונל.
- פלסטיק: דלרין, ניילון, HDPE, UHMW ו-PVC.
- חומרים מרוכבים: סיבי פחמן ופיברגלס, אם כי אלה שוחקים, וסביר להניח שידרשו כלים מיוחדים.
יתרונות וחסרונות של כרסום
יתרונות:
רב-תכליתיות: היכולת ליצור כל צורה.
יכולת ריבוי תכונות: מערכת אחת יכולה לבצע מגוון רחב של משימות שונות. קידוח, קידוח והברגה.
מדרגיות: ניתן ליצור המון כפילויות ולעבור בקלות לייצור משהו חדש.
חסרונות:
עלות: הן יקרות לתפעול ולקנייה, במיוחד מכונות בעלות 5 צירים. הן גם יקרות יותר לתכנות מאשר מחרטות.
פסולת: מפעלים מייצרים לעתים קרובות כמויות גדולות של פסולת חומרית יקרה בצורת גרוטאות.
סימני כלים: החתכים יכולים להיות בולטים מאוד, וייתכן שיהיה צורך בתהליכים נוספים כדי להחליק את פני השטח.
ההבדלים העיקריים: חריטה CNC לעומת כרסום CNC
שתיהן צורות של ייצור CNC חוסך, אך קיימים הבדלים בין חריטה לכרסום. הכרת ההבדלים הללו יכולה לסייע בשיפור היעילות בקו הייצור שלך.
1.סוג מנגנון
ההבדל העיקרי הוא איזה רכיב של מכונת הטחינה נע.
-סיבוב פירושו שהחלק מסתובב והמכונה נשארת במקום.
-כרסום פירושו שהחלק נשאר במקום והמכונה מסובבת את הכלי.
הבדל זה לבדו מספיק כדי לשנות את תפוקת החנות.
2. כלי עבודה
-חריטה משתמשת בכלי חיתוך חד-נקודתיים. יש לזכור שרק קצה כלי מחודד אחד יוצר מגע עם החומר. כך ניתן לבצע חיתוכים חלקים ורציפים.
-כרסום משתמש בכלי חיתוך רב-נקודתיים. דוגמאות לכך הן כרסומי קצה וכרסומי פנים, שלשתיהן קצוות חיתוך לאורך חריץ הכלי. כך ניתן להסיר חומר לא גלילי בכמויות גדולות.
3. צורות חלקים
חריטה מיועדת רק לחלקים בעלי סימטריית סיבוב, שהם צילינדרים, צינורות וכדורים. אם לשני החלקים חתכים זהים ללא קשר למיקום לאורך ציר הסיבוב, אז החלק מוכן לחריטה.
כרסום הוא ההפך הגמור. זה כולל בלוקים תלת-ממדיים, לוחות וצורות אסימטריות מורכבות אחרות. אם לחלק יש הרבה מאפיינים דו-ממדיים כמו פאות שטוחות וחיתוכים שונים, כנראה שהוא מיועד לכרסום.
4. היווצרות שבבים
חריטה יוצרת שבבים רציפים, ארוכים ומחוספסים. זוהי תוצאה של הפעלה מתמדת של הכלי. לעתים קרובות שבבים אלה יכולים להיכרך סביב הכלי, אפקט המכונה "קינון ציפורים".
-כרסום: מייצר שבבים קצרים ושבורים בגלל פעולת החיתוך לסירוגין. קל יותר לפנות אותם מאזור החיתוך.
בחירת התהליך המתאים לפרויקט שלך
בחירה בכרסום CNC או בחריטת CNC אינה תמיד החלטה בינארית פשוטה. רוב המכונות העכשוויות הן מרכזי "חריטה-חריטה" המשלבים את שתי הפונקציונליות. הן מסוגלות לסובב את החלק לצורך פעולות חריטה תוך שימוש במחזיקי כלים חיים לכרסום משטחים שטוחים או לקדוח חורים בצד.
עם זאת, אם עליכם לקבל החלטה לגבי תהליך ראשוני, עליכם לקחת בחשבון את הגורמים הבאים:
צורת החלק
קחו בחשבון את העיצוב. האם הוא עגול או עגול באופיו? האם הוא מעוצב כבורג, בריח או בוכנה? אם כן, עליכם להתחיל בחריטה. אם החלק מרובע, מלבני או בעל צורות אסימטריות כמו סוגריים, סעפות או כיסויים בהתאמה אישית, עליכם להתחיל בחריטה.
נפח ייצור
פחות או יותר באותו נפח, חריטה מהירה וזולה יותר עבור ייצור בנפח גבוה הכולל חלקים גליליים. מחרטה שוויצרית היא סוג של מרכז חריטה שמבצע אלפי חלקים מדויקים בשעה והוא מאוד מיוחד. כרסום נוטה להיות איטי יותר גם אם מדובר בנפח גבוה, זוהי הכרח עבור גיאומטריה מורכבת יותר.
משאבים פיננסיים
כרסומים בעלי 3, 4 או 5 צירים בהתקנה ותכנות יקרים יותר ממרכזי חריטה. אם תתכננו את החלק שלכם באופן שיאפשר חריטה ולא חריטה, סביר להניח שתחסכו בעלויות הייצור.
סיכום
ידע זה על ייצור CNC מאפשר לך לתכנן ביעילות רבה יותר. תוכל להתאים את החלקים שלך לתהליך העיבוד הספציפי שישמש כדי לבטל ייצור מיותר, לשפר את מהירות הייצור ולהפחית עלויות. הכרת ההבדלים בין דיוק הסיבוב של מחרטה ליכולת העיצוב הכללית של כרסום מאפשרת לך לבחור את כלי העיבוד המתאים למשימה שלך.
אם עדיין אינכם בטוחים איזה תהליך אידיאלי עבור אב טיפוס שלכם, אתם יכולים להפסיק לתהות ולפעול. צרו קשר עם הצוות המנוסה שלנו לקבלת הדרכה בנוגע לתכנון לייצור, או בקשו הצעת מחיר על ידי שליחת קבצי ה-CAD שלכם.
שאלות נפוצות
Q: האם יש אינטרפולציה של טחנת חריטה?
א: כן, יש שיטה שנקראת חריטה אינטרפולציונית, שבה כרסום יכול לחקות מחרטה, אם כי בקצב איטי משמעותית, ובדייקנות פחותה.
Q: האם חריטה ב-CNC עולה פחות?
א: באופן כללי, לא. עבור רוב החלקים המתאימים (גליליים) במסגרת תקציב נתון, חריטה יעילה יותר וזולה יותר. כרסום נשמר עבור חלקים שלא ניתן לחרט.
Q: מהי מכונת כרסום-חריטה?
א: מרכז עיבוד שבבי היברידי המסוגל לבצע פעולות חריטה וכרסום במערך אחד. חומר העבודה מסתובב לצורך חריטה, והמכונה כוללת גם כלים מסתובבים לתכונות קידוח או כרסום מבלי להעביר את חומר העבודה למכונה אחרת.
Q: לאיזה תהליך יש את הגימור הטוב ביותר?
א: חריטה מספקת גימור טוב יותר על חלקים גליליים מכיוון שהחיתוך רציף. כרסום משאיר סימני כלי במקום בו החותך מסתובב באופן קבוע.
