En av de mest avgörande produktionsmetoderna för att tillverka metall- och plastdelar är CNC-bearbetning. Grunderna för CNC-bearbetning behandlas i den här artikeln, tillsammans med några av dess fördelar och nackdelar.
Vad är bearbetning?
I sin bredaste definition avser bearbetning varje produktionsprocess som involverar skärning av material från ett massivt block. Om material tas bort snarare än tillsätts, kallas bearbetning som en "subtraktiv" tillverkningsprocess. (Metoder som introducerar material kallas "additiv tillverkningsprocess", såsom 3D-utskrift.)
Metall, plast eller annat material kan användas under bearbetningsprocessen, och maskiner och verktyg kan vara i olika konfigurationer. För att ta bort material från ett block finns det ett antal tekniker, inklusive borrning, svarvning och fräsning (kallas ofta ett "arbetsstycke").
Sedan 1800-talet har denna definition av bearbetning använts. Även om sätten att styra skärinstrument har förändrats mycket, är det fortfarande aktuellt idag.
Vad ärCNC?
Kontrollerade skärverktygsrörelser är ett behov för alla bearbetningsoperationer. Men den primära skillnaden mellan modern, mer sofistikerad teknik och konventionella bearbetningstekniker är styrmetoden.
Alla knivar under de första dagarna av bearbetning manövrerades till någon del för hand. Med hjälp av spakar eller hjul justerar maskinister manuellt sina fräsar och svarvar för att rikta skärverktygets vassa kant mot rätt område av arbetsstycket. Denna metod för att bearbeta material med extrem noggrannhet av skickliga maskinister används fortfarande i stor utsträckning idag. För att öka precisionen och repeterbarheten kan du också använda spårämnen och mönster.
Men det finns nu alternativ till manuell bearbetning, där CNC-bearbetning - även känd som datornumerisk styrbearbetning - är den viktigaste av dem. CNC-bearbetning utvecklades först på 1940- och 1950-talen.
Vid CNC-bearbetning styrs maskinens skärverktyg av en dator. Digitala instruktioner leder maskinen till exakta koordinater som gör att den kan fungera självständigt snarare än att en mänsklig maskinist måste flytta skärverktyget till olika platser på arbetsstycket.
Hur fungerar CNC-bearbetningsprocessen?
En datoriserad 3D-design av komponenten produceras med programvara för datorstödd design (CAD) innan CNC-tillverkning kan påbörjas. Ingenjörer kan producera visuella representationer av delar med hjälp av CAD-programvara. 3D-former kan modifieras efter behov på skärmen, och programmet utför då och då simuleringar för att avgöra hur väldesignade produkter skulle fungera i praktiken.
När en CAD-design är klar, omvandlas den till "G-kod", som i praktiken är en uppsättning instruktioner för en CNC-maskin, med hjälp av datorstödd tillverkning (CAM) programvara. Maskinen själv kan inte förstå tredimensionella (3D) former på samma sätt som en person, men den kan förstå en uppsättning enkla instruktioner som, när de utförs, så småningom kommer att resultera i utvecklingen av en 3D-form.
G-kod ger instruktioner om när, var och hur snabbt maskinmotorer ska fungera. Dessa motorer styr maskinen så att den kan ta bort material från de rätta delarna enligt G-koden. artefakt.
En fullständig del som matchar den ursprungliga designen skapad på CAD-programmet blir resultatet om alla instruktioner har följts. Komponenten kan sedan förbättras, användas för sin avsedda funktion eller tillverkas upprepade gånger.
Ingenjör skapar komponent med CAD-programvara G-kod används för att transformera designen. G-kod anger verktyget Arbetsstyckets material tas bort av verktyget > Arbetet är delvis slutfört.
Fördelar med CNC-bearbetning
CNC-bearbetning är en tillverkningsprocess som används flitigt för prototyper och produktionsdelar. Detta beror på flera faktorer, inklusive kostnad, tid och den specifika mekaniska fördelen med den bearbetade delen.
Precision
Eftersom CNC-maskiner följer datorinstruktioner är de extremt exakta – mer exakta än till och med den mest skickliga ingenjören. De flesta CNC-maskiner är exakta till cirka 0.02 mm, vilket innebär att komplexa delar kan tillverkas med mycket snäva toleranser.
Att eliminera fel är en högsta prioritet för tillverkare, och CNC-maskiner minskar risken för fel avsevärt.
Repeterbarhet
En av de fantastiska sakerna med att göra delar från datorinstruktioner är att dessa instruktioner kan upprepas utan att ändra någonting. Så länge som själva utrustningen är väl underhållen kan en CNC-maskin replikera samma delar om och om igen.
Det är mycket svårare att göra med manuella tekniker: även de bästa mekanikerna kämpar för att skapa en perfekt replik varje gång.
Skalbarhet
Repeterbarhet har också positiva effekter på att skala upp produktionen. Eftersom bearbetningsoperationer kan upprepas flera gånger (och på flera maskiner om det behövs), kan företag snabbt förvandla en enskild prototyp till hundra tusen identiska delar.
Tillverkare kan replikera bearbetade delar på obestämd tid så länge de digitala filerna förblir säkra.
Low arbetskostnad
Även om det finns etiska överväganden för allt automatiserat arbete, kan användning av CNC-maskiner minska produktionskostnaderna jämfört med traditionell bearbetning. När G-koden väl har skapats och skickats till maskinen kan den lämnas utan uppsikt.
Att minska bearbetningsarbetet leder naturligtvis inte nödvändigtvis till överskottsarbete. Istället kan dessa maskinister välja att fokusera på att ge delen en överlägsen finish när den lämnar CNC-maskinen.
Mångsidighet
CNC-maskiner kan hantera en mängd olika material och kan skapa en rad komplexa former. Som sådana används de i en mängd olika komponenter, från bildelar till matbehållare.
Euthållighet
De flesta CNC-maskiner kan arbeta 24/7 med relativt enkelt underhåll. Så länge som skärverktygen underhålls och byts ut vid behov, kan CNC-maskiner uppvisa imponerande uthållighet, vilket möjliggör snabb produktion av stora volymer.
Nackdelar med CNC-bearbetning
Även om CNC-bearbetning används för en mängd olika applikationer, är den inte lämplig för alla tillverkningsjobb. Dess begränsningar sträcker sig från geometriska begränsningar till kostnadsfaktorer.
Cost
CNC-maskiner är mycket dyrare utrustning än manuella maskiner, och detta återspeglas i priset på CNC-bearbetade delar. Men när CNC blir mer utbrett kommer denna prisskillnad att bli mindre.
Kostnadsfaktorn är också till stor del beroende av volym. För engångsdelar kan 3D-utskrift vara ett billigare alternativ till CNC-bearbetning; för hundratusentals delar kan en storskalig tillverkningsprocess som formsprutning vara mer kostnadseffektiv.
Har du några specifika frågor omCNC Maskinbearbetningstjänster? Kontakta Yogie!Våra försäljningsingenjörer kommer att arbeta med dig från början till slut för att säkerställa att ditt projekt slutförs enligt dina krav.
Också,Yogieär en professionell tillverkare förGruvutrustning, CNC-verktygsmaskiner, ochMaskindelari över 20 år.
