Termín CNC je zkratka pro „počítačové numerické řízení“ a CNC obrábění je definováno jako subtraktivní výrobní proces, který obvykle využívá počítačové řízení a obráběcí stroje k odstraňování vrstev materiálu z polotovaru (nazývaného polotovar nebo obrobek) a k výrobě dílu navrženého na zakázku.
Tento proces funguje s různými materiály, včetně kovu, plastu, dřeva, skla, pěny a kompozitů, a nachází uplatnění v různých průmyslových odvětvích, jako je například velké CNC obrábění a CNC dokončování leteckých a kosmických dílů.
Charakteristiky CNC obrábění
01. Vysoký stupeň automatizace a velmi vysoká efektivita výroby. S výjimkou upínání polotovarů lze všechny ostatní procesy zpracování provádět pomocí CNC obráběcích strojů. V kombinaci s automatickým nakládáním a vykládáním se jedná o základní součást bezobslužné továrny.
CNC obrábění snižuje námahu obsluhy, zlepšuje pracovní podmínky, eliminuje značení, vícenásobné upínání a polohování, kontrolu a další procesy a pomocné operace a účinně zvyšuje efektivitu výroby.
02. Adaptabilita na CNC obráběné objekty. Při změně obráběného objektu je kromě změny nástroje a řešení způsobu upínání polotovaru nutné pouze přeprogramování bez dalších složitých úprav, což zkracuje cyklus přípravy výroby.
03. Vysoká přesnost zpracování a stabilní kvalita. Rozměrová přesnost zpracování je mezi d0,005-0,01 mm, což není ovlivněno složitostí dílů, protože většinu operací stroj provádí automaticky. Proto se zvětšuje velikost dávkových dílů a na přesně řízených obráběcích strojích se používají také zařízení pro detekci polohy, což dále zlepšuje přesnost přesného CNC obrábění.
04. CNC obrábění má dvě hlavní vlastnosti: za prvé, může výrazně zlepšit přesnost obrábění, včetně přesnosti kvality obrábění a přesnosti časové chyby obrábění; za druhé, opakovatelnost kvality obrábění může stabilizovat kvalitu obrábění a udržet kvalitu zpracovaných dílů.
Technologie CNC obrábění a oblast použití:
Podle materiálu a požadavků na obráběný obrobek lze zvolit různé metody obrábění. Pochopení běžných metod obrábění a jejich rozsahu použití nám umožní najít nejvhodnější metodu obrábění dílu.
Soustružení
Způsob obrábění dílů pomocí soustruhů se souhrnně nazývá soustružení. Pomocí tvářecích soustružnických nástrojů lze při příčném posuvu obrábět i rotující zakřivené plochy. Soustružením lze obrábět i závitové plochy, čelní roviny, excentrické hřídele atd.
Přesnost soustružení je obecně IT11-IT6 a drsnost povrchu je 12,5-0,8 μm. Při jemném soustružení může dosáhnout IT6-IT5 a drsnost může dosáhnout 0,4-0,1 μm. Produktivita soustružení je vysoká, řezný proces je relativně hladký a nástroje jsou relativně jednoduché.
Oblast použití: vrtání středových otvorů, vrtání, vystružování, řezání závitů, válcové soustružení, vyvrtávání, soustružení čelních ploch, soustružení drážek, soustružení tvarových ploch, soustružení kuželových ploch, vroubkování a soustružení závitů
Frézování
Frézování je metoda, při které se na frézce používá rotující vícebřitý nástroj (fréza) k obrábění obrobku. Hlavním řezným pohybem je otáčení nástroje. Podle toho, zda je hlavní směr rychlosti pohybu při frézování stejný nebo opačný ke směru posuvu obrobku, se dělí na frézování souběžně a frézování proti směru.
(1) Frézování dolů
Horizontální složka frézovací síly je stejná jako směr posuvu obrobku. Mezi posuvným šroubem stolu obrobku a pevnou maticí je obvykle mezera. Řezná síla proto může snadno způsobit společný pohyb obrobku a pracovního stolu vpřed, což způsobí náhlé zvýšení rychlosti posuvu. Zvýšení rychlosti posuvu může vést k poškození nožů.
(2) Protifrézování
Může se tak zabránit jevu pohybu, ke kterému dochází při souběžném frézování. Při souběžném frézování se tloušťka řezu postupně zvyšuje od nuly, takže břit začíná procházet fází stlačování a klouzání po obráběném povrchu zpevněném řezem, což urychluje opotřebení nástroje.
Rozsah použití: Rovinné frézování, stupňovité frézování, frézování drážek, frézování tvářecích ploch, frézování spirálových drážek, frézování ozubených kol, řezání
Hoblování
Hoblování obecně označuje metodu zpracování, která využívá hoblík k provádění vratného lineárního pohybu vzhledem k obrobku na hoblíku za účelem odstranění přebytečného materiálu.
Přesnost hoblování může obecně dosáhnout IT8-IT7, drsnost povrchu je Ra6,3-1,6 μm, rovinnost hoblování může dosáhnout 0,02/1000 a drsnost povrchu je 0,8-0,4 μm, což je vynikající pro zpracování velkých odlitků.
Oblast použití: hoblování rovných ploch, hoblování svislých ploch, hoblování stupňovitých ploch, hoblování pravoúhlých drážek, hoblování zkosení, hoblování rybinových drážek, hoblování drážek ve tvaru D, hoblování drážek ve tvaru V, hoblování zakřivených ploch, hoblování drážek pro pero v otvorech, hoblování ozubených tyčí, hoblování kompozitních ploch
Broušení
Broušení je metoda řezání povrchu obrobku na brusce s použitím vysoce tvrdého umělého brusného kotouče (brusného kotouče) jako nástroje. Hlavním pohybem je otáčení brusného kotouče.
Přesnost broušení může dosáhnout IT6-IT4 a drsnost povrchu Ra může dosáhnout 1,25-0,01 μm nebo dokonce 0,1-0,008 μm. Další vlastností broušení je, že může zpracovávat kalené kovové materiály, což patří do oblasti konečné úpravy, takže se často používá jako poslední krok zpracování. Podle různých funkcí lze broušení také rozdělit na válcové broušení, broušení vnitřních otvorů, ploché broušení atd.
Oblast použití: broušení válců, broušení vnitřních válců, broušení ploch, tvarové broušení, broušení závitů, broušení ozubených kol
Vrtání
Proces zpracování různých vnitřních otvorů na vrtačce se nazývá vrtání a je nejběžnější metodou zpracování otvorů.
Přesnost vrtání je nízká, obvykle IT12~IT11, a drsnost povrchu je obecně Ra5,0~6,3 μm. Po vrtání se pro polodokončování a dokončování často používá zvětšování a vystružování. Přesnost vystružování je obvykle IT9-IT6 a drsnost povrchu je Ra1,6-0,4 μm.
Oblast použití: vrtání, vystružování, řezání závitů, stronciové otvory, škrábání povrchů
Vyvrtávání
Vyvrtávání je metoda obrábění, která využívá vyvrtávací stroj ke zvětšení průměru stávajících otvorů a zlepšení kvality. Vyvrtávání je založeno především na rotačním pohybu vyvrtávacího nástroje.
Přesnost vyvrtávání je vysoká, obecně IT9-IT7, a drsnost povrchu je Ra6,3-0,8 mm, ale efektivita výroby vyvrtávání je nízká.
Oblast použití: vysoce přesné obrábění děr, dokončování více děr
Zpracování povrchu zubu
Metody opracování povrchu zubů ozubených kol lze rozdělit do dvou kategorií: metoda tváření a metoda generování.
Obráběcí stroj používaný k opracování povrchu zubu tvářecí metodou je obecně běžná frézka a nástrojem je tvářecí fréza, která vyžaduje dva jednoduché tvářecí pohyby: rotační pohyb a lineární pohyb nástroje. Mezi běžně používané obráběcí stroje pro opracování povrchu zubu tvářecí metodou patří odvalovací frézy na ozubení, obrážečky ozubení atd.
Oblast použití: ozubená kola atd.
Komplexní povrchové zpracování
Řezání trojrozměrných zakřivených ploch využívá převážně metody kopírovacího frézování a CNC frézování nebo speciální metody obrábění.
Oblast použití: součásti se složitými zakřivenými povrchy
Elektronická taneční hudba
Elektroerozivní obrábění využívá vysokou teplotu generovanou okamžitým jiskrovým výbojem mezi nástrojovou elektrodou a elektrodou obrobku k erozi povrchového materiálu obrobku a k dosažení obrábění.
Rozsah použití:
① Zpracování tvrdých, křehkých, houževnatých, měkkých a vysokotavitelných vodivých materiálů;
②Zpracování polovodičových materiálů a nevodivých materiálů;
③Zpracování různých typů otvorů, zakřivených otvorů a mikrootvorů;
④Zpracování různých trojrozměrných zakřivených povrchových dutin, jako jsou například komory forem pro kování, tlakové lití a plastové formy;
⑤ Používá se k řezání, vyřezávání, zpevňování povrchů, gravírování, tisku štítků a značení atd.
Elektrochemické obrábění
Elektrochemické obrábění je metoda, která využívá elektrochemický princip anodického rozpouštění kovu v elektrolytu k tvarování obrobku.
Obrobek je připojen ke kladnému pólu stejnosměrného zdroje napájení, nástroj je připojen k zápornému pólu a mezi oběma póly je udržována malá mezera (0,1 mm ~ 0,8 mm). Elektrolyt o určitém tlaku (0,5 MPa ~ 2,5 MPa) proudí mezerou mezi oběma póly vysokou rychlostí (15 m/s ~ 60 m/s).
Oblast použití: zpracování otvorů, dutin, složitých profilů, hlubokých otvorů malého průměru, drážkování, odjehlování, gravírování atd.
laserové zpracování
Laserové obrábění obrobku se provádí pomocí laserového obráběcího stroje. Laserové obráběcí stroje se obvykle skládají z laserů, napájecích zdrojů, optických systémů a mechanických systémů.
Oblast použití: Diamantové drátové tažné nástroje, ložiska hodinek, porézní povrchy divergentních vzduchem chlazených děrovaných plechů, zpracování malých otvorů vstřikovačů motorů, lopatky leteckých motorů atd. a řezání různých kovových a nekovových materiálů.
Ultrazvukové zpracování
Ultrazvukové obrábění je metoda, která využívá ultrazvukové frekvence (16 kHz ~ 25 kHz) vibrací čelní plochy nástroje k nárazu na suspendované abrazivní částice v pracovní kapalině, které následně narážejí na povrch obrobku a leští ho, čímž jej obrábějí.
Oblast použití: obtížně řezatelné materiály
Hlavní aplikační odvětví
Díly obráběné CNC mají obecně vysokou přesnost, takže se CNC obráběné díly používají hlavně v následujících odvětvích:
Letectví a kosmonautika
Letecký průmysl vyžaduje komponenty s vysokou přesností a opakovatelností, včetně lopatek turbín v motorech, nástrojů používaných k výrobě dalších součástí a dokonce i spalovacích komor používaných v raketových motorech.
Automobilový průmysl a strojírenství
Automobilový průmysl vyžaduje výrobu vysoce přesných forem pro odlévání součástí (jako jsou úchyty motoru) nebo pro obrábění součástí s vysokou tolerancí (jako jsou písty). Portálový stroj odlévá hliněné moduly, které se používají ve fázi návrhu automobilu.
Vojenský průmysl
Vojenský průmysl používá vysoce přesné součástky s přísnými požadavky na tolerance, včetně součástí raket, hlavně zbraní atd. Všechny obráběné součástky ve vojenském průmyslu těží z přesnosti a rychlosti CNC strojů.
lékařský
Lékařské implantovatelné přístroje jsou často navrženy tak, aby odpovídaly tvaru lidských orgánů, a musí být vyrobeny z pokročilých slitin. Vzhledem k tomu, že žádné ruční stroje nejsou schopny takové tvary vyrobit, stávají se CNC obráběcí stroje nutností.
energie
Energetický průmysl zahrnuje všechny oblasti inženýrství, od parních turbín až po špičkové technologie, jako je jaderná fúze. Parní turbíny vyžadují vysoce přesné lopatky turbíny, aby se v nich udržela rovnováha. Tvar dutiny pro potlačení plazmatu ve výzkumu a vývoji při jaderné fúzi je velmi složitý, vyrobený z pokročilých materiálů a vyžaduje podporu CNC strojů.
Mechanické zpracování se dodnes vyvinulo a v návaznosti na zlepšení požadavků trhu byly odvozeny různé techniky obrábění. Při výběru obráběcího procesu je třeba zvážit mnoho aspektů: včetně tvaru povrchu obrobku, rozměrové přesnosti, přesnosti polohy, drsnosti povrchu atd.
Pouze výběrem nejvhodnějšího procesu můžeme zajistit kvalitu a efektivitu zpracování obrobku s minimálními investicemi a maximalizovat generované výhody.
Čas zveřejnění: 18. ledna 2024