Apakah pengilangan CNC?

Apakah Pengilangan CNC?

Pengilangan CNC, nama penuh ialah Pengilangan Kawalan Berangka Komputer, ialah proses pemesinan yang menggunakan alat pemotong berbilang titik yang dikawal komputer dan berputar untuk mengeluarkan bahan secara beransur-ansur dari bahan kerja dan menghasilkan bahagian atau produk yang direka khas. Proses ini sesuai untuk pemesinan pelbagai bahan, seperti logam, plastik, kayu, dan menghasilkan pelbagai bahagian dan produk yang direka khas.
Pelbagai keupayaan tersedia di bawah payung perkhidmatan pemesinan CNC ketepatan, termasuk pemesinan mekanikal, kimia, elektrik dan haba. Pengilangan CNC ialah proses mekanikal yang merangkumi penggerudian, pusingan, dan pelbagai proses pemesinan lain, yang bermaksud bahawa bahan dikeluarkan daripada bahan kerja dengan cara mekanikal, seperti tindakan alat pemotong mesin pengilangan.
Artikel ini memberi tumpuan kepada proses pengilangan CNC, menggariskan asas proses, serta komponen dan alatan mesin pengilangan CNC. Selain itu, artikel ini meneroka pelbagai operasi pengilangan dan menyediakan alternatif kepada proses pengilangan CNC.

Definisi Milling

Apakah pengilangan? Ini adalah sejenis pemesinan yang menggunakan alat untuk membentuk bahan kerja di atas meja yang biasanya boleh digerakkan, walaupun sesetengah mesin pengisar juga mempunyai alat boleh alih. Pengilangan pada asalnya merupakan operasi manual yang dilakukan oleh pekerja, tetapi hari ini, kebanyakan pengilangan dilakukan oleh mesin pengilangan CNC, yang menggunakan komputer untuk mengawasi proses pengilangan. Pengilangan CNC boleh memberikan ketepatan, ketepatan dan produktiviti yang lebih tinggi, tetapi terdapat situasi di mana pengilangan manual boleh berguna. Pengilangan manual memerlukan banyak kemahiran teknikal dan pengalaman, sekali gus mengurangkan masa pemulihan. Ia juga mempunyai faedah tambahan bahawa kilang manual adalah lebih murah dan pengguna tidak perlu risau tentang pengaturcaraan mesin.

Gambaran Keseluruhan Pengilangan CNC

Seperti kebanyakan proses pemesinan CNC mekanikal tradisional, proses pengilangan CNC menggunakan kawalan komputer untuk mengendalikan dan memanipulasi alatan mesin yang memotong dan membentuk kosong. Selain itu, proses ini mengikuti peringkat pengeluaran asas yang sama seperti semua proses pemesinan CNC, termasuk:

• Reka bentuk model CAD
• Tukar model CAD kepada program CNC
• Menyediakan mesin pengilangan CNC
• Lakukan operasi pengilangan

Apakah Pengilangan CNC?

. Pengilangan CNC proses bermula dengan penciptaan reka bentuk bahagian 2D atau 3D CAD. Reka bentuk lengkap kemudiannya dieksport ke format fail serasi CNC dan ditukarkan oleh perisian CAM kepada program mesin CNC yang menentukan gerakan mesin dan pergerakan alat merentasi bahan kerja. Sebelum pengendali menjalankan program CNC, mereka menyediakan mesin pengisar CNC dengan memasang bahan kerja pada permukaan kerja alat mesin (iaitu meja) atau pada pemegang bahan kerja (seperti ragum) dan memasang alat pengilangan pada mesin. gelendong alat. Proses pengilangan CNC menggunakan mesin pengilangan berkuasa CNC mendatar atau menegak – bergantung pada spesifikasi dan keperluan aplikasi pengilangan – serta alat pemotong berbilang titik (iaitu, berbilang gigi) berputar seperti pemotong pengilangan dan gerudi. Apabila mesin sudah bersedia, pengendali memulakan program melalui antara muka mesin yang menggesa mesin untuk melakukan operasi pengilangan.

Sebaik sahaja proses pengilangan CNC dimulakan, alat mesin mula memutarkan alat pemotong pada kelajuan sehingga beberapa ribu putaran seminit. Bergantung pada jenis mesin pengilangan yang digunakan dan keperluan aplikasi pengilangan, apabila alat menjunam ke dalam bahan kerja, mesin akan melakukan salah satu daripada yang berikut untuk membuat pemotongan yang diperlukan pada bahan kerja:

1. Suapkan bahan kerja perlahan-lahan ke dalam alat berputar pegun
2. Menggerakkan alat pada bahan kerja pegun
3. Pergerakan relatif alat dan bahan kerja

Bertentangan dengan proses pengilangan manual, dalam pengilangan CNC, alat mesin biasanya menyuap bahan kerja alih dengan putaran alat pemotong dan bukannya dengan putaran alat pemotong. Operasi pengilangan yang mematuhi konvensyen ini dipanggil operasi pengilangan panjat, manakala operasi sebaliknya dipanggil operasi pengilangan konvensional.
Secara amnya, pengilangan paling sesuai sebagai proses tambahan atau kemasan kepada bahan kerja yang dimesin untuk memberikan definisi ciri bahagian seperti lubang, slot dan benang, atau untuk menghasilkan ciri bahagian. Walau bagaimanapun, proses itu juga boleh digunakan untuk membentuk bahan stok dari awal hingga akhir. Dalam kedua-dua kes, proses pengilangan secara beransur-ansur mengeluarkan bahan untuk mencipta bentuk dan bentuk bahagian yang diingini. Pertama, alat memotong kepingan kecil, atau cip, daripada bahan kerja untuk membuat bentuk anggaran. Bahan kerja kemudiannya digiling pada jadual yang lebih tinggi dan dengan ketepatan yang lebih tinggi untuk menyelesaikan bahagian dengan ciri dan spesifikasi yang tepat. Selalunya, bahagian siap perlu dimesin beberapa kali untuk mencapai ketepatan dan toleransi yang diingini. Untuk bahagian yang mempunyai geometri yang lebih kompleks, setelah operasi pengilangan selesai dan bahagian itu dihasilkan mengikut spesifikasi yang direka khas, bahagian yang dikisar masuk ke peringkat kemasan dan pasca pemprosesan pengeluaran.
Operasi Pengilangan CNC

Pengilangan CNC ialah proses pemesinan yang sesuai untuk menghasilkan bahagian berketepatan tinggi, toleransi tinggi dalam larian pengeluaran prototaip, sekali sahaja, dan kecil hingga sederhana. Walaupun bahagian biasanya dihasilkan kepada toleransi antara +/- 2 filamen hingga +/- 10 filamen, sesetengah mesin pengilangan boleh mencapai toleransi setinggi +/- 1 filamen atau lebih tinggi. Fleksibiliti proses pengilangan membolehkan ia digunakan dalam pelbagai industri dan untuk pelbagai ciri dan reka bentuk bahagian, termasuk slot, chamfers, benang dan poket. Operasi pengilangan CNC yang paling biasa termasuk:

• Pengilangan muka
• Pengilangan rata
• Pengilangan sudut
• Pengilangan bentuk

pengilangan muka

Pengilangan muka di mana paksi putaran alat pemotong adalah berserenjang dengan permukaan bahan kerja. Kaedah ini menggunakan pengisar muka yang mempunyai gigi pada kedua-dua perimeter dan muka alat, di mana gigi perimeter digunakan terutamanya untuk memotong dan gigi muka digunakan untuk aplikasi kemasan. Lazimnya, pengilangan muka digunakan untuk mencipta permukaan rata dan kontur pada bahagian siap dan mampu menghasilkan kemasan yang lebih berkualiti daripada proses pengilangan lain. Kedua-dua mesin pengilangan menegak dan mendatar menyokong proses ini.
Jenis kilang muka termasuk kilang akhir dan kilang sisi, yang masing-masing menggunakan kilang akhir dan kilang sisi.

Pengilangan rata

Pengilangan muka, juga dikenali sebagai pengilangan muka atau pengilangan papak, di mana paksi putaran alat pemotong adalah selari dengan permukaan bahan kerja. Proses ini menggunakan gigi pemotong pengilangan biasa untuk melakukan operasi pemotongan di pinggir. Bergantung pada spesifikasi aplikasi pengilangan, seperti kedalaman potongan dan saiz bahan kerja, pemotong sempit dan lebar tersedia. Pisau sempit membolehkan pemotongan lebih dalam, manakala pisau lebar boleh digunakan untuk memotong kawasan permukaan yang lebih besar. Jika aplikasi pengilangan muka memerlukan penyingkiran sejumlah besar bahan daripada bahan kerja, pengendali bermula dengan menggunakan pemotong gigi kasar, kelajuan pemotongan perlahan dan kadar suapan pantas untuk menghasilkan geometri anggaran bahagian yang direka khas. Operator kemudiannya memperkenalkan pemotong bergigi halus, kelajuan pemotongan yang lebih pantas dan kadar suapan yang lebih perlahan untuk menghasilkan butiran bahagian siap.

Pengilangan sudut

Pengilangan sudut ialah di mana paksi putaran alat pemotong berada pada sudut berbanding dengan permukaan bahan kerja. Proses ini menggunakan pemotong pengilangan satu sudut (bersudut mengikut reka bentuk khusus yang dimesin) untuk mencipta ciri sudut seperti chamfers, gerigi dan alur. Aplikasi biasa untuk pengilangan sudut ialah pengeluaran dovetail, yang menggunakan pemotong dovetail 45°, 50°, 55° atau 60° bergantung pada reka bentuk dovetail.

Pengilangan bentuk

Pengilangan profil merujuk kepada operasi pengilangan yang melibatkan permukaan, kontur dan profil yang tidak sekata, seperti bahagian dengan permukaan melengkung dan rata atau permukaan melengkung sepenuhnya. Proses ini menggunakan pemotong profil atau lalat yang direka untuk aplikasi khusus, seperti pemotong fillet cembung, cekung dan sudut. Beberapa aplikasi biasa untuk pengilangan bentuk termasuk pengeluaran rongga hemisfera dan separuh bulatan, manik dan profil, serta reka bentuk yang kompleks dan bahagian yang rumit daripada satu persediaan mesin.

Operasi pengilangan lain

Sebagai tambahan kepada operasi di atas, mesin pengilangan boleh digunakan untuk melaksanakan operasi pengilangan dan pemesinan khusus lain. Contoh jenis operasi pengilangan lain yang tersedia termasuk:

Langkah Pengilangan: Pengilangan langkah merujuk kepada operasi pengilangan di mana alat mesin mesin dua atau lebih permukaan bahan kerja selari dalam satu potong. Proses ini menggunakan dua pemotong pada gelendong mesin yang sama, disusun supaya pemotong berada pada kedua-dua belah bahan kerja dan boleh mengisar kedua-dua belah secara serentak

Pengilangan Gabungan: Apakah Pengilangan Gabungan? Pengilangan gabungan ialah operasi pengilangan yang dilakukan dengan dua atau lebih alatan (biasanya berbeza saiz, bentuk atau lebar) pada arbor mesin yang sama. Setiap pemotong boleh melakukan operasi pemotongan yang sama pada masa yang sama, atau operasi pemotongan yang berbeza pada masa yang sama, membolehkan bahagian yang lebih kompleks dihasilkan dalam masa pengeluaran yang lebih singkat.

Pengilangan kontur: Pengilangan kontur ialah di mana alat mesin mencipta laluan pemotongan pada bahan kerja di sepanjang permukaan menegak atau condong. Proses ini menggunakan peralatan pengilangan profil dan alat pemotong, yang boleh selari atau berserenjang dengan permukaan bahan kerja.

Pemotongan Gear: Pemotongan gear ialah operasi pengilangan yang menggunakan pemotong gear involute untuk mencipta gigi gear. Pemotong ini ialah sejenis pemotong pengilangan profil dan boleh didapati dalam pelbagai bentuk dan saiz padang bergantung pada bilangan gigi yang diperlukan untuk reka bentuk gear tertentu. Dalam proses ini, bit alat pusing khas juga boleh digunakan untuk menghasilkan gigi gear.

Proses Pemesinan Lain: Memandangkan mesin pengilangan menyokong penggunaan alat mesin lain daripada alat pengilangan, ia boleh digunakan untuk proses pemesinan selain pengilangan, seperti menggerudi, membosankan, reaming dan mengetuk.
Seperti kebanyakan proses pemesinan CNC, proses pengilangan CNC menggunakan perisian CAD untuk menjana reka bentuk bahagian awal dan perisian CAM untuk menjana program CNC yang menyediakan arahan pemesinan untuk menghasilkan bahagian tersebut. Program CNC kemudiannya dimuatkan ke mesin CNC pilihan untuk memulakan dan melaksanakan proses pengilangan.

Langkah Berjaga-jaga Mesin Pengilangan

Secara amnya, mesin pengisar dibahagikan kepada konfigurasi mesin mendatar dan menegak dan dibezakan dengan bilangan paksi gerakan.

Pada mesin pengisar menegak, gelendong mesin berorientasikan menegak, manakala dalam orientasi mendatar gelendong mesin pengilangan diposisikan secara mendatar. Mesin mendatar juga menggabungkan gelendong semasa pengilangan untuk sokongan dan kestabilan tambahan, serta keupayaan untuk menyokong pelbagai jenis alat pemotong, seperti dalam pengilangan roda dan straddle.

Kawalan kedua-dua mesin pengilangan menegak dan mendatar bergantung pada jenis mesin yang digunakan. Sebagai contoh, sesetengah mesin boleh menaikkan dan menurunkan gelendong dan menggerakkan meja ke sisi, manakala mesin lain mempunyai gelendong dan meja tetap yang boleh bergerak secara mendatar, menegak dan berputar. Apabila memilih mesin pengilangan menegak dan mendatar, pengilang dan kedai mesti mempertimbangkan keperluan aplikasi pengilangan, seperti bilangan permukaan yang perlu dikisar dan saiz dan bentuk bahagian. Sebagai contoh, bahan kerja berat lebih sesuai untuk operasi pengilangan mendatar, manakala aplikasi sinker lebih sesuai untuk operasi pengilangan menegak. Peralatan tambahan juga tersedia yang boleh memasang semula mesin menegak atau mendatar untuk menyokong proses yang bertentangan.

Kebanyakan kilang CNC boleh menggunakan 3 hingga 5 paksi – biasanya memberikan prestasi sepanjang paksi XYZ dan (jika berkenaan) di sekitar paksi putaran. Paksi X dan Y mewakili pergerakan mendatar (bergerak ke kiri dan ke kanan dan ke belakang dan ke hadapan pada satah, masing-masing), manakala paksi Z mewakili pergerakan menegak (bergerak ke atas dan ke bawah), dan W mewakili pergerakan mendatar. – Paksi mewakili pergerakan pepenjuru dalam satah menegak. Dalam mesin pengilangan CNC asas, pergerakan mendatar boleh dilakukan dalam dua paksi (XY), manakala model yang lebih baharu membenarkan paksi gerakan tambahan, seperti mesin CNC 3-, 4-, dan 5 paksi. Di bawah ialah gambaran keseluruhan beberapa ciri mesin pengisar yang dikelaskan mengikut bilangan paksi gerakan.

3 Paksi

• Mampu memenuhi kebanyakan keperluan pemesinan
• Persediaan mesin adalah mudah.
• Hanya satu stesen kerja diperlukan
• Keperluan pengetahuan yang lebih tinggi untuk pengendali
• kecekapan dan kualiti yang lebih rendah

4 Paksi

• Keupayaan yang lebih baik daripada mesin 3 paksi
• Ketepatan dan ketepatan yang lebih tinggi daripada mesin 3 paksi
• Persediaan mesin lebih kompleks daripada mesin 3 paksi
• Lebih mahal daripada mesin tiga paksi

5 Paksi

• Boleh dikonfigurasikan dengan berbilang paksi (cth 4+1, 3+2 atau 5)
• lebih berkuasa
• Bergantung pada konfigurasi, kekunci yang lebih pantas lebih mudah dikendalikan daripada mesin tiga dan empat paksi
• Tahap kualiti dan ketepatan yang lebih tinggi
• Bergantung pada konfigurasi, ia berjalan lebih perlahan daripada pemesinan 3 paksi dan 4 paksi
• Lebih mahal daripada mesin 3 paksi dan 4 paksi

Bergantung pada jenis mesin pengisar yang digunakan, mesin, meja mesin atau kedua-dua komponen boleh menjadi dinamik. Biasanya, jadual dinamik bergerak sepanjang paksi XY, tetapi ia juga boleh bergerak ke atas dan ke bawah untuk melaraskan kedalaman potongan, dan berputar di sepanjang paksi menegak atau mendatar untuk mengembangkan potongan. Untuk aplikasi pengilangan yang memerlukan alat dinamik, sebagai tambahan kepada gerakan putaran yang wujud, alat mesin bergerak secara menegak di sepanjang paksi berbilang, membenarkan lilitan alat (bukan hanya hujungnya) dipotong ke dalam bahan kerja. Mesin pengilangan CNC dengan darjah kebebasan yang lebih besar membolehkan fleksibiliti dan kerumitan yang lebih besar bagi bahagian giling yang dihasilkan.

Jenis mesin pengisar

Beberapa jenis mesin pengilangan yang berbeza tersedia untuk pelbagai aplikasi pemesinan. Selain dikelaskan berdasarkan konfigurasi mesin atau bilangan paksi gerakan semata-mata, mesin pengilangan juga boleh dikelaskan mengikut ciri khusus mereka. Beberapa jenis mesin pengilangan yang paling biasa termasuk:

• jenis lutut
• Jenis ram
• Jenis katil (atau jenis pembuatan)
• Mesin Serut

Jenis lutut: Mesin pengisar jenis lutut mempunyai gelendong tetap dan meja boleh laras menegak yang terletak pada pelana yang disokong oleh lutut. Bergantung pada kedudukan mesin, lutut boleh diturunkan dan dinaikkan pada lajur. Beberapa contoh kilang lutut termasuk kilang berdiri lantai dan atas meja mendatar.

Jenis Ram: Mesin pengisar jenis Ram menggunakan gelendong yang dipasang pada lajur, yang membolehkan mesin bergerak di sepanjang paksi XY dengan perumah boleh alih (iaitu, RAM). Dua jenis mesin pengilangan menegak yang paling biasa termasuk mesin pengilangan kepala mendatar dan kepala pemotong berputar berdiri lantai.

Jenis katil: Mesin pengisar jenis katil menggunakan meja yang dipasang terus pada mesin untuk menghalang bahan kerja daripada bergerak di sepanjang paksi Y dan Z. Bahan kerja terletak di bawah alat pemotong, yang, bergantung pada mesin, boleh bergerak di sepanjang paksi XYZ. Beberapa mesin pengisar jenis katil yang tersedia termasuk mesin pengisar satu sisi, dua muka dan tiga muka. Mesin satu sisi menggunakan satu gelendong yang bergerak di sepanjang paksi X atau Y, manakala mesin dua sisi menggunakan dua gelendong, manakala mesin tiga sisi menggunakan tiga gelendong (dua mendatar dan satu menegak) untuk mesin sepanjang paksi XY dan XYZ, masing-masing.

Kilang Planer: Kilang planer adalah serupa dengan kilang katil kerana ia mempunyai meja yang dipasang di sepanjang paksi Y dan Z serta gelendong yang boleh bergerak sepanjang paksi XYZ. Walau bagaimanapun, planer boleh menyokong berbilang mesin secara serentak (biasanya sehingga empat), mengurangkan masa pendahuluan untuk bahagian yang kompleks.

Beberapa jenis mesin pengilangan istimewa yang tersedia termasuk mesin pengilangan meja putar, dram dan planet. Mesin pengisar meja putar mempunyai meja bulat yang berputar mengelilingi paksi menegak dan menggunakan mesin yang terletak pada ketinggian berbeza untuk mengasar dan kemasan. Mesin pengisar dram adalah serupa dengan mesin meja putar, kecuali meja itu dipanggil "drum" dan ia berputar mengelilingi paksi mendatar. Dalam mesin planet, meja dibetulkan dan bahan kerja adalah silinder. Mesin berputar bergerak merentasi permukaan bahan kerja, memotong kedua-dua ciri dalaman dan luaran seperti benang.

Bahan pemprosesan

Proses pengilangan CNC sebaiknya digunakan sebagai proses pemesinan sekunder untuk menyediakan keupayaan kemasan bagi bahagian yang direka khas, tetapi juga boleh digunakan untuk menghasilkan bahagian yang direka khas dan khusus dari awal hingga akhir. Teknologi pengilangan CNC membolehkan proses ke bahagian mesin dalam pelbagai bahan, termasuk:

• Logam (termasuk aloi, logam khas, logam berat, dsb.)
• Plastik (termasuk termoset dan termoplastik)
• elastomer
• bahan komposit
• kayu

Seperti semua proses pemesinan, beberapa faktor mesti dipertimbangkan semasa memilih bahan untuk aplikasi pengilangan, seperti sifat bahan (iaitu kekerasan, kekuatan tegangan dan ricih, dan rintangan kimia dan suhu tinggi) dan keberkesanan kos bahan . bahan pemprosesan. Kriteria ini menentukan, masing-masing, sama ada bahan itu sesuai untuk proses pengilangan dan kekangan belanjawan aplikasi pengilangan. Bahan yang dipilih menentukan jenis mesin yang digunakan dan reka bentuknya, serta tetapan mesin yang optimum termasuk kelajuan pemotongan, kadar suapan dan kedalaman pemotongan.

Jadi apakah pengilangan CNC?

Pengilangan CNC ialah proses pemesinan yang sesuai untuk pemesinan pelbagai bahan dan menghasilkan pelbagai bahagian yang direka khas. Walaupun proses ini mungkin menunjukkan kelebihan berbanding proses pemesinan lain, ia mungkin tidak sesuai untuk setiap aplikasi pembuatan, dan proses lain mungkin terbukti lebih sesuai dan menjimatkan kos.

Beberapa proses pemesinan lain yang lebih konvensional termasuk penggerudian dan pusingan. Seperti pengilangan, penggerudian biasanya dilakukan dengan alat berbilang mata (iaitu gerudi), manakala pusingan dilakukan dengan alat mata tunggal. Walau bagaimanapun, semasa berputar, bahan kerja boleh bergerak dan berputar seperti beberapa aplikasi pengilangan, manakala semasa penggerudian, bahan kerja tidak bergerak sepanjang proses penggerudian.

Beberapa proses pemesinan yang tidak konvensional (iaitu, tanpa menggunakan alatan mesin, tetapi masih dengan proses penyingkiran bahan mekanikal) termasuk pemesinan ultrasonik, pemotongan jet air dan pemesinan jet yang kasar. Proses bukan konvensional, bukan pemesinan (iaitu proses pemesinan kimia, elektrik dan haba) menyediakan alternatif lain untuk mengalihkan bahan daripada bahan kerja yang tidak menggunakan alatan mesin atau proses penyingkiran bahan mekanikal, termasuk pengilangan kimia, deburring elektrokimia, Pemotongan laser dan pemotongan arka plasma. . Kaedah pemesinan yang tidak konvensional ini menyokong pengeluaran bahagian yang lebih kompleks, lebih menuntut dan khusus yang selalunya tidak dapat dilakukan dengan pemesinan konvensional.