Чудили ли сте се как всъщност са направени лъскавите, прецизно-монтирани метални части във вашия ежедневен смартфон, кола или самолет?
Много от тези части имат необичайни форми-някои се отличават с извити, извити повърхности, докато други са надупчени с малки, плътно натъпкани дупчици. Разчитането на традиционни ръчни методи като рязане, пилене и пробиване е не само изтощително, но често води до криви, несъвършени части-да не говорим за предизвикателството да се произвеждат стотици или хиляди идентични.
[Изображение]
Тук се появява малко „магия“. Тази магия се нарича CNC.
CNC означава компютърно цифрово управление. Представете си го като изключително послушен робот. След като създадете 3D дизайн на компютър и програмирате набор от „инструкции“, които той разбира, той автоматично взема своите инструменти за рязане. Тихо и методично, той "издълбава" груб метален блок в желаната от вас форма, малко по малко.
Целият процес наподобява работата на майстор скулптор, който никога не говори-с изключение на това, че неговият „длето“ е-високоскоростен въртящ се карбиден нож, а „очите“ му са сензори, способни на прецизност до част от дебелината на човешки косъм.
За да овладеете този вид прецизна работа, първо трябва да опознаете „ключовите играчи“ в екипа.
Каква е разликата между CNC фреза и CNC обработващ център? - Shenzhen Hongweisheng Precision Technology Co., Ltd.
В семейството на CNC най-видният член е CNC фрезовата машина-, често наричана „обработващ център“. Тази машина е универсална-; неговата специалност е "ротационно рязане". Режещият инструмент се върти бързо на място, докато детайлът под него се движи напред-назад, отстранявайки излишния метал подобно на рендето за дърво. Може да се справи с всичко - от плоски повърхности и дълбоки канали до сложни, извити контури. Те са категоризирани по броя на осите, които могат да контролират едновременно-3-ос, 4-ос и 5-ос. Повече оси означават, че машината може да обработва по-сложни ъгли. По-специално 5-осният обработващ център позволява на детайла да се върти в множество посоки в рамките на една настройка, което позволява обработката на всичките пет страни; той е експерт в производството на компоненти като двигателни перки и медицински костни скелета. Когато работите с части с дълга-ос или дискови части – като задвижващи валове на двигатели или главини на колела – друг специалист влиза в игра: стругът с ЦПУ. Работата му е точно обратното на фрезата. Стругът върти детайла бързо, като плот, докато неподвижен режещ инструмент го притиска, за да „отлепи“ материала слой по слой. Кръглите части, обработени по този начин, имат огледално гладки повърхности, с прецизност на диаметъра, контролирана до приблизително една десета от дебелината на човешки косъм.
Машина за гравиране и фреза с ЦПУ Jingyan / Прецизна гравираща машина за бижута / Машина за скосяване на метал и премахване на грани - Alibaba
Разбира се, има и оборудване, предназначено за специализирани задачи. Например CNC машини за гравиране и фрезоване-използвани за сложни малки форми и надписи на бижута-работят с по-леко докосване и по-високи скорости на шпиндела. Wire{4}}cut EDM (Electrical Discharge Machining) използва тел от молибден, тънък като косъм; като пропуска електрически ток през нея, машината разрязва твърди, проводими материали-като волфрамова стомана и стомана за калъпи-използвайки високата топлина на електрическия разряд, подобно на рязане на сирене. Когато става въпрос за рязане на големи количества стоманена плоча, на сцената излизат лазерни и плазмени резачки, които използват високо-енергийни лъчи или високо-температурни газови потоци за моментално разтопяване и издухване на метала.
Независимо дали тези машини изглеждат като масивни стоманени шкафове или трансформатори, тяхната работа винаги разчита на основен „процес от три-стъпки“.
Първата стъпка е изготвянето. Инженерите използват CAD софтуер на компютър, за да създадат пълен 3D модел на детайла. Това включва повече от просто рисуване; те трябва ясно да посочват повърхности,-носещи критично натоварване спрямо зони, където по-грубото покритие е приемливо.
Втората стъпка е програмирането. След като дизайнът е завършен, той не може да бъде изпратен директно до машината. Софтуерът CAM се използва за издаване на инструкции: "Започнете да режете тук, използвайте инструмент за грубо обработване, за да премахнете бързо големи парчета отпадъчен материал, следвайте с инструмент за довършителни работи за прецизно преминаване и накрая направете завой по тази дъга." Софтуерът превежда тези действия в родния език на машината-G-код. Този дълъг низ от буквено-цифрови знаци записва всеки път, по който инструментът върви, и скоростта, с която се движи на всяка стъпка. Един опитен програмист може да визуализира летящия метален прах само като погледне G-кода. Третата стъпка включва захващане и механична обработка. Работниците закрепват сигурно суровината към работната маса на машинния инструмент и монтират подходящата фреза или струговащ инструмент. След това те внимателно докосват инструмента до инструмента за настройка на инструмента на машината, за да установят „нулевата точка“-, определяща точно къде се намира върха на инструмента. След затваряне на предпазната врата и натискане на зеления стартов бутон, останалото остава изцяло на машината.
CNC технологията се отличава в три ключови области.
Първо е последователността. В миналото прецизността разчиташе на майсторството на ветерани машинисти; настроението на работника може потенциално да повлияе на размерите. CNC е различно: при условие че програмата е правилна, отклонението между първата част, произведена днес, и хилядната част, произведена три месеца по-късно, ще бъде не повече от една-пета от дебелината на човешки косъм. Тази стабилност е качество, високо ценено в автомобилното и космическото производство.
На второ място е способността да се създават сложни форми. Някои извити повърхности е невъзможно да се обработват с помощта на традиционно оборудване, докато за CNC машина е просто въпрос на следване на сложни много-осни извити траектории. Днес персонализирани медицински импланти-като изкуствени стави и зъбни протези-са прецизно-фрезовани с помощта на пет-осни CNC машини.
Трето е ефективността на труда. Обичайно е един квалифициран работник да наблюдава едновременно две CNC машини; след като програмата е зададена, машините работят автономно, ден и нощ. Това значително намалява физическото напрежение и освобождава работниците от мръсна, хаотична среда, позволявайки им да се пренасочат към по-интелектуално взискателни роли в програмирането и техническото управление.
Разбира се, всяка машина има свой собствен "темперамент" и силни страни; изборът на правилното оборудване е по-важен от простото избиране на най-скъпия модел. Например, ако непрекъснато произвеждате малки алуминиеви части, високо-скоростната машина за гравиране и фрезоване е много по-{2}}рентабилна, отколкото да натоварите работата на масивен обработващ център. При рязане на дебели плочи от неръждаема стомана, лазерното рязане предлага превъзходна гладкост на ръбовете и ефективност в сравнение с плазменото рязане, въпреки че е на много по-висока цена. Това илюстрира старата поговорка сред ветерани машинисти: избраният производствен процес определя половината от производствените разходи.
В този момент може да почувствате, че CNC технологията е далеч от ежедневието. В действителност е точно обратното. Металната рамка на смартфона в ръката ви е създадена чрез издълбаване на солиден алуминиев блок с помощта на CNC фреза. Основата-разсейваща топлината на LED крушката във вашия дом беше обърната на струг с ЦПУ за секунди. Без CNC машинни инструменти, леките, но невероятно здрави корпуси и батерии, които се намират в модерните нови-енергийни превозни средства, просто биха били невъзможни за производство. Въпреки това, овладяването на обработката с ЦПУ не е лишено от бариери за навлизане. Прилично оборудване варира от стотици хиляди юана за-модели от начално ниво до няколко милиона за големи, внесени пет-осни едновременни машинни центри. Освен това има разходи, свързани с наемането на квалифицирани програмисти и отчитането на износването на инструментите. Постигането на правилния баланс между инвестициите в оборудване и производството на части винаги е било голямо главоболие за собствениците на малки фабрики.
Все по-често фабриките приемат автоматизирани производствени линии, които използват роботизирани ръце за зареждане и разтоварване на машини с ЦПУ, което позволява операциите да продължат без надзор-дори с изключено осветление-през нощта; това е концепцията, известна като „фабриката-за изгасване на светлините“. С машините, които се справят с всички повтарящи се, досадни задачи, човешката роля неизбежно се измества: фокусът се премести от чист физически труд към опит в програмирането и способността за оптимизиране на производствените процеси.
