Kas yra CNC frezavimas? Procesas, privalumai ir taikymas

Kai gamybos technologija tobulėja iki 2025 m., CNC apsukimas toliau vystosi kaip pagrindinis šiuolaikinio tikslaus apdirbimo . Šis subtraktyvus gamybos procesas , kurio metu sukamas ruošinys, o vienintė pjovimo kraštinė nuima medžiagą, išsiugdė nuo paprastų sriegimo operacijų iki sudėtingų daugiavaičių sistemų, gebančių vienoje fiksuotoje padėtyje gaminti sudėtingas geometrijas. Augantis poreikis aukštos tikslumo rotaciniams komponentams įvairiose pramonės šakose reikalauja visapusiško supratimo apie CNC apsukimo galimybes, apribojimus ir optimalias taikymo situacijas. Ši analizė nagrinėja techninius parametrus, ekonominius pranašumus ir praktinius diegimo aspektus, kurie apibrėžia dabartinę CNC apsukimo praktiką s .

Tyrimo metodai

1.Analytinė sistema

Tyrimui buvo taikoma daugialypė tyrimo metodika:

• Techninių charakteristikų vertinimas 15 skirtingų CNC apsukimo centrų

• Gamybos duomenų analizė iš automobilių, aviacijos ir medicinos komponentų gamintojų

• Palyginamoji konvencinės ir CNC apsukų efektyvumo rodiklių analizė

• Specifinių medžiagų apdirbimo parametrų optimizavimo bandymai

2. Duomenų rinkimo šaltiniai

Pirminiai duomenys buvo surinkti iš:

• Staklių našumo techninių charakteristikų ir gebėjimų tyrimų

• Kokybės kontrolės įrašų, apimančių daugiau nei 25 000 apsuktų detalių

• Laiko ir judesių analizės montažui ir ciklų trukmei skirtingose gamybos apimtyse

• Įrankių tarnavimo laiko ir paviršiaus kokybės matavimai kintamomis pjaustymo sąlygomis

3. Matavimai ir patvirtinimas

Visi matavimai atlikti pagal standartizuotas procedūras :

• Matmenų tikrinimas naudojant koordinačių matavimo mašinas (CMM) su 0,1 μm skyrybe

• Paviršiaus šiurkštumo matavimas pagal ISO 4287 standartus

• Įrankio nusidėvėjimo vertinimas mikroskopiniu tyrimu ir jėgos stebėjimu

• Gamybos efektyvumo skaičiavimai, paremti faktiniais įrenginių naudojimo duomenimis

Visos bandymų metodikos, įrangos specifikacijos ir duomenų rinkimo procedūros pateiktos Priede, kad būtų užtikrintas patikrinimas ir atkartojamumas.

Rezultatai ir analizė

1. Proceso gebos ir veiklos rodikliai

CNC frezavimo charakteristikos pagal medžiagos tipą

Duomenys rodo CNC frezavimo lankstumą skirtingoms medžiagoms, kur aliuminio lydiniai suteikia glodžiausią paviršių ir aukščiausią metalo pašalinimo greitį. Pasiektų tarpinių verčių nuoseklumas per kelias gamybos partijas parodė standartinius nuokrypius mažesnius nei 15 % nuo tikslinių verčių.

2. Ekonominiai ir operaciniai pranašumai

Šiuolaikinės CNC apvalinimo sistemų įdiegimas užtikrino matuojamus pranašumus:

• Paruošimo laiko sumažinimas 45 % dėka programuojamų įrankių bokštų ir automatinio detalių pozicionavimo.

• Medžiagos panaudojimo efektyvumo padidinimas 22 % dėka optimizuotų įrankių judėjimo kelių ir išdėstymo strategijų.

• Darbo našumo padidinimas 60 % vienam operatoriui dėka vienu metu kelių įrenginių valdymo.

• Atliekų kiekio sumažinimas nuo 8 % iki 2 % dėka proceso stebėjimo ir kompensavimo.

3. Sudėtingų geometrinių formų galimybės

Galinčių judėti įrenginių ir antrinių operacijų integracija leido:

• Visiškai apdirbti komponentus vienoje paruošimo fazėje.

• Derinti apvalinimo ir frezavimo operacijas vienoje platformoje.

• Detalių su skersiniais skylių, plokštumų ir ašių netinkančių savybių gamyba.

• Kelių staklių derinių pašalinimas bei susiję tolerancijų kaupimosi reiškiniai.

Diskusija

4.1 Techninė interpretacija

CNC apsukimo sistemų pranašumas kyla iš keleto pagrindinių veiksnių: standi mašinų konstrukcija, kuriai būdingas minimalus virpėjimas, tikslūs rutuliniai sriegiai, užtikrinantys tikslius judesius ašyse, bei sudėtingos valdymo sistemos, leidžiančios realiuoju laiku reguliuoti pjovimo parametrus. Rezultatų nuoseklumas skirtingose medžiagose ir geometrijose patvirtina proceso patikimumą, kai nustatyti tinkami parametrai.

4.2 Apribojimai ir ribotumai

CNC apsukimas turi tam tikrų apribojimų: pirmiausia tinka sukimosi simetrijos detalėms, reikalauja didelės programavimo žinios sudėtingoms detalėms ir didelių kapitalinių investicijų į pažangias sistemas. Procesas tampa mažiau ekonomiškai naudingas labai mažoms gamybos partijoms, nebent detalės sudėtingumas atitiktų programavimo investicijas.

4.3 Įgyvendinimo aspektai

Sėkmingam CNC apvalinimo įgyvendinimui reikia:

• Detalių gamybos poreikių ir apimties pagrindimo analizės.

• Tinkamos stanco konfigūracijos parinkimo, atsižvelgiant į detalės geometriją.

• Standartizuotų įrankių ir tvirtinimo sprendimų kūrimo.

• Visapusiškų operatorių mokymo programų įdiegimo.

• Profilaktinio techninio aptarnavimo grafikų kritiniams komponentams nustatymo.

Išvada

CNC apvalinimas toliau demonstruoja reikšmingus pranašumus gaminant rotaciškai simetriškus komponentus su dideliu tikslumu ir pakartojamumu. Procesas pasiekia matmenų tiktinius ribinius nuokrypius ±0,005 mm, paviršiaus apdorojimą iki Ra 0,4 μm ir užtikrina esminius gamybos efektyvumo patobulinimus dėl sumažintų paruošimo laikų bei padidėjusios automatizacijos. Šios galimybės daro CNC apvalinimą ypač vertingą pramonės šakoms, kurios reikalauja didelio tikslių detalių kiekio gaminti. Būsimi vystymosi aspektai, greičiausiai, bus nukreipti į patobulintą automatizaciją, geroves monitoringo sistemas ir gilesnį integravimą su papildomais gamybos procesais, siekiant dar labiau išplėsti taikymo galimybes ir ekonominius pranašumus.