Panduan Utama untuk Pemesinan CNC Presisi

1. Apakah Itu Pemesinan CNC Presisi?

Pemesinan CNC (Kawalan Numerik Berkomputer) Presisi adalah proses pembuatan secara penolakan di mana perisian komputer yang telah diprogramkan terlebih dahulu mengawal pergerakan alat dan jentera kilang. Automasi ini membolehkan pengeluaran komponen kompleks dengan ketepatan dan kebolehulangan yang luar biasa , jauh melampaui keupayaan pemesinan konvensional .

Perbezaan asas antara pemesinan CNC piawai dan presisi terletak pada tahap ketepatan. Walaupun pemesinan piawai mungkin mencukupi untuk komponen umum, pemesinan presisi biasanya melibatkan had toleransi yang berkisar dari ±0.1 hingga 0.2 milimeter , mesin khusus, parameter pemotongan yang dioptimumkan, dan pengendalian pakar untuk mencapai piawaian yang begitu ketat . Matlamat utamanya adalah menghasilkan komponen yang seragam secara besar-besaran untuk sektor-sektor yang menuntut seperti automotif, perubatan, dan pertahanan, di mana penyimpangan seawal satu mikron boleh menjadi kritikal.

Kajian Kes Dunia Sebenar: Dari Model CAD ke Komponen Aeroangkasa

Seorang pengilang baru-baru ini memerlukan satu kelompok pendakap struktur pesawat prestasi tinggi. Prototaip awal, yang dimesin menggunakan CNC 3-paksi biasa, menunjukkan varians 0.15mm di bawah ujian tekanan. Dengan beralih kepada mesin CNC presisi 5-paksi dan melaksanakan proses langkah demi langkah di bawah, mereka mencapai kestabilan toleransi 0.02mm dan peningkatan kekuatan komponen sebanyak 30%, lulus semua ujian kualiti dari segi kesesuaian terbang.

2. Proses Pemesinan CNC Presisi Langkah Demi Langkah

Mencapai kejituan tinggi memerlukan proses berperingkat yang teliti.

2.1 Reka Bentuk dan Pemodelan CAD

Perjalanan bermula dengan model 3D terperinci yang dibuat dalam perisian seperti AutoCAD atau Solidworks . Model ini mengandungi semua dimensi, toleransi, dan ciri penting bahagian akhir. Mematuhi Reka Bentuk untuk Kebolehan Pengeluaran (DFM) prinsip pada peringkat ini adalah penting untuk memastikan reka bentuk sesuai dengan teknik pemesinan presisi dan mengelakkan ciri-ciri yang mustahil atau terlalu mahal untuk dimesin .

2.2 CAM dan Pengaturcaraan CNC

Model CAD kemudian diimport ke dalam Pembuatan Berbantukan Komputer (CAM) perisian. Sistem CAM menukar model kepada satu set arahan, dikenali sebagai G-code dan M-code , yang boleh dilaksanakan oleh mesin CNC. Peringkat ini melibatkan pensimulatan laluan alat untuk meminimumkan ralat dan mengoptimumkan proses penyingkiran bahan bagi mencapai ketepatan maksimum .

2.3 Persediaan Mesin CNC

Persediaan yang betul adalah perkara wajib. Ini melibatkan:

• Tetapan Alat: Memasang alat pemotong yang betul (penghancur hujung, gerudi, dll.) ke dalam pemegang alat atau Penukar Alat Automatik (ATC).

• Pemegang kerja: Mengunci bahan mentah (benda kerja) dengan kukuh di atas katil mesin atau penjepit menggunakan pengapit atau peranti jepit.
  Persediaan yang salah, seperti pesongan alat atau salah susunan, adalah punca biasa kepada kecacatan kualiti utama dalam komponen presisi .

2.4 Pelaksanaan Pemesinan dan Pemantauan Semasa Proses

Ini adalah fasa pemesinan fizikal. Operator menetapkan parameter seperti kelajuan spindel, kadar suapan, dan kedalaman potongan untuk pendakap aerospace dari titanium, parameter mungkin adalah:

• Kelajuan pusingan: 2400 pusingan per minit

• Kadar Suapan: 0.2 mm per gigi

• Kedalaman Potongan: 0.5 mm (untuk laluan penyelesaian)
  Mesin moden kerap dilengkapi dengan probe untuk memantau haus alat dan dimensi komponen secara masa sebenar , membolehkan pelarasan bagi mengekalkan kekonsistenan sepanjang kitaran pengeluaran.

2.5 Pemprosesan Selepas dan Penyempurnaan

Selepas pemesinan, bahagian-bahagian biasanya melalui pemprosesan selepas. Ini termasuk pengeboran untuk mengalihkan tepi yang tajam dan penamat untuk meningkatkan kualiti permukaan. Teknik seperti menggergaji boleh mencapai ketepatan dimensi akhir, manakala penyaduran elektro atau anodisasi boleh meningkatkan rintangan kakisan dan estetik .

Jadual: Proses Penyempurnaan CNC Lazim dan Kesannya

3. Jenis-jenis Mesin CNC Presisi dan Aplikasinya

Tugasan presisi yang berbeza memerlukan jentera khas. Berikut adalah jenis utama jentera CNC yang digunakan dalam pembuatan presisi tinggi:

• Jentera Pengisar CNC: Menggunakan alat pemotong berbilang mata yang berputar untuk mengeluarkan bahan daripada benda kerja yang pegun. Sangat sesuai untuk mencipta geometri kompleks, alur, dan rongga dengan had ketelusan seketat ±0.0025mm  . Jentera pengisar 5-paksi sangat penting untuk komponen aeroangkasa dan perubatan yang kompleks.

• Lathe CNC dan Pusat Pemutaran: Benda kerja berputar sementara alat pemotong satu mata bergerak secara linear untuk mengeluarkan bahan. Ini adalah kaedah utama untuk menghasilkan komponen simetri paksi seperti silinder, aci, dan penyambung  .

• Pemesinan Descaran Elektrik CNC (EDM): Proses tanpa sentuh yang menggunakan percikan elektrik untuk menghakis bahan, sangat sesuai untuk logam keras seperti titanium dan tungsten. Ia menghasilkan tekanan mekanikal yang minimum dan sangat ideal untuk bentuk rumit seperti acuan dan die .

• Pengisar Presisi CNC: Digunakan sebagai operasi penyelesaian, mesin-mesin ini menggunakan roda pengikis berputar untuk mencapai permukaan yang sangat licin dan had ketat, sering kali sebagai langkah terakhir sebelum selesai sepenuhnya. .

4. Pemilihan Bahan untuk Komponen CNC Presisi

Pemilihan bahan adalah faktor penting yang mempengaruhi strategi pemesinan, perkakas, dan prestasi komponen akhir.

Logam dan Alloy

• Aluminium 6061, 7075: Nisbah kekuatan terhadap berat yang sangat baik, boleh dimesin dengan baik. Digunakan secara meluas dalam rangka aerospace dan automotif.

• Keluli Tahan Karat 304, 316: Menawarkan rintangan kakisan yang tinggi. Lazim digunakan dalam alat perubatan dan peralatan pemprosesan makanan.

• Titanium (Ti-6Al-4V): Kekuatan tinggi, ringan, dan keserasian biologi, tetapi sukar untuk dimesin. Penting untuk aplikasi aerospace dan implan perubatan .

• Inconel 718: Aloi super tahan panas berbasis nikel dengan rintangan haba yang sangat baik, digunakan dalam enjin jet dan aplikasi suhu tinggi.

Plastik dan Polimer

• PEEK (Polyether ether ketone): Rintangan haba dan kimia yang tinggi, kerap digunakan sebagai pengganti logam dalam bidang perubatan dan aerospace.

• Asetal (POM): Rintangan geseran rendah dan kekakuan tinggi, sesuai untuk gear dan galas.

• PTFE (Teflon): Rintangan kimia yang sangat baik dan geseran rendah, digunakan dalam penutup dan komponen penebat. .

Jadual: Panduan Pemilihan Bahan CNC Tepat

5. Industri dan Aplikasi Utama Pemesinan Presisi

Bahagian CNC presisi adalah asas dalam sektor-sektor di mana kegagalan tidak boleh diterima

• Aeroangkasa: Komponen seperti bilah turbin, pendakap struktur, dan perisai haba memerlukan ketepatan dan kebolehpercayaan yang tinggi di bawah keadaan yang mencabar . Contoh dalam dunia sebenar ialah pemesinan Bilah turbin Inconel 718 , yang mesti menahan suhu melebihi 1300°C dan daya sentrifugal, memerlukan EDM dan pengilangan 5-paksi untuk mencapai geometri saluran pendinginan dan kemasan permukaan yang diperlukan

• Perubatan: Bidang perubatan bergantung pada ketepatan untuk alat pembedahan, implan ortopedik (lutut, pinggul), dan prostetik pergigian  . Sebagai contoh, satu implan kranium titanium suai kerap dimesin mengikut data imbasan CT pesakit yang tepat, dengan struktur permukaan berliang yang dimesin untuk merangsang pertumbuhan tulang.

• Kereta: Industri ini menggunakan pemesinan presisi untuk braket suai, komponen enjin, dan bahagian transmisi  . Enjin prestasi tinggi dilengkapi omboh yang dimesin hingga had toleransi mikro untuk memastikan penyegelan sempurna dan mengurangkan geseran, secara langsung meningkatkan kuasa kuda dan kecekapan.

• Elektronik: Pemesinan CNC presisi menghasilkan peresap haba, penyambung, dan kotak mampat untuk PC dan peranti mudah alih, di mana pengecilan saiz dan pengurusan haba adalah kritikal .

6. Cara Memilih Penyedia Perkhidmatan Pemesinan Presisi

Memilih rakan kongsi pengeluaran yang tepat adalah penting. Berikut adalah faktor-faktor utama berdasarkan prinsip EEAT:

• Kemahiran dan Pengalaman: Cari penyedia yang mempunyai rekod prestasi yang terbukti dalam industri anda. Minta kajian Kes atau Contoh contoh bahagian serupa yang telah mereka hasilkan. Pasukan mereka harus mempunyai jurutera dan pemesin yang bersijil.

• Kewibawaan dan Kebolehpercayaan: Semak sertifikasi (contohnya, ISO 9001, AS9100 untuk aerospace, ISO 13485 untuk perubatan) . Ini menunjukkan komitmen terhadap sistem pengurusan kualiti. Baca testimonial dan ulasan pelanggan.

• Keupayaan Teknikal: Pastikan mereka mempunyai mesin yang sesuai (contohnya, mesin pengisar 5-axis, jentera jenis Swiss) dan peralatan metrologi (contoh, CMMs) untuk mengesahkan toleransi yang anda perlukan.

• Komunikasi dan Keterbukaan: Seorang rakan kongsi yang boleh dipercayai menyediakan maklumat yang jelas Maklum Balas DFM dan mengekalkan komunikasi terbuka sepanjang projek.