Noțiuni de bază despre strunjirea CNC
Strunjirea CNC este un proces de fabricație subtractiv care îndepărtează materialul dintr-o piesă de prelucrat în rotație. Spre deosebire de strunguri manuale, strunjirea CNC utilizează programarea pe calculator pentru a controla sculele așchietoare cu o precizie extremă.
În acest proces, o bucată de material brut este ținută într-o mandrină și rotită la viteze mari. În timp ce materialul se rotește, sculele așchietoare se deplasează în piesa de prelucrat pentru a îndepărta materialul nedorit.
Computerul controlează poziția exactă, viteza și traiectoria acestor scule așchietoare. Acest lucru permite crearea de forme cilindrice complexe cu toleranțe strânse.
Majoritatea strunjirilor CNC se realizează pe mașini numite strunguri. Strungurile CNC moderne pot efectua mai multe operații într-o singură configurație, inclusiv strunjire, alezare, găurire și filetare.
Diferențe între strunjirea și frezarea CNC
Strunjirea și frezarea CNC sunt ambele procese de fabricație subtractive, dar funcționează diferit. La strunjire, piesa de prelucrat se rotește în timp ce sculele așchietoare rămân relativ staționare. La frezare, scula așchietoare se rotește în timp ce piesa de prelucrat rămâne fixă.
Strunjirea este ideală pentru crearea de piese cilindrice cu simetrie în jurul unei axe centrale. Frezarea funcționează mai bine pentru suprafețe plane, caneluri și elemente conturate.
Strunjirea produce de obicei piese mai rapid decât frezarea atunci când se lucrează cu obiecte cilindrice. Cu toate acestea, frezarea oferă mai multă flexibilitate pentru forme geometrice complexe care nu sunt simetrice.
O diferență cheie este că strunjirea poate tăia doar material accesibil din diametrul exterior, diametrul interior sau fața piesei rotative. Frezarea poate accesa materialul din mai multe unghiuri.
Materiale comune utilizate în strunjirea CNC
Strunjirea CNC lucrează cu o gamă largă de materiale pentru a satisface diferite nevoi ale aplicațiilor:
Metale:
- Aluminiu (ușor de prelucrat, ușor)
- Oțel (diverse grade pentru rezistență și durabilitate)
- Oțel inoxidabil (rezistență la coroziune)
- Alamă (conductivitate electrică bună)
- Titan (raportul rezistență-greutate)
Materiale plastice:
- Delrin/Acetal (rezistență la uzură)
- Nylon (rezistență și flexibilitate)
- PEEK (aplicații la temperaturi înalte)
- Policarbonat (rezistență la impact)
Alegerea materialelor depinde de cerințele piesei dumneavoastră în ceea ce privește rezistența, greutatea, costul și factorii de mediu. Materialele mai moi, precum aluminiul și materialele plastice, se prelucrează, în general, mai rapid și provoacă o uzură mai mică a sculelor decât materialele mai dure, precum oțelul inoxidabil sau titanul.
Duritatea, ductilitatea și proprietățile termice ale materialului ales vor afecta vitezele de așchiere, selecția sculelor și cerințele de răcire în timpul procesului de strunjire.
Operațiuni de strunjire CNC
Mașinile de strunjire CNC efectuează numeroase operații diferite pentru a modela piese metalice. Fiecare operație utilizează unelte și tehnici specifice pentru a crea caracteristici precum filete, găuri și finisaje de suprafață.
Refierăre, filetare și găurire
Fațetarea creează o suprafață plană la capătul piesei de prelucrat. Când aveți nevoie de un capăt perfect pătrat pe piesa cilindrică, scula de fațetare se mișcă peste materialul rotativ pentru a îndepărta un strat subțire. Această operațiune asigură că piesele se potrivesc corect în ansambluri.
Filetarea creează caneluri spiralate în piesa de prelucrat pentru a crea șuruburi sau găuri filetate. Puteți realiza diferite tipuri de filete, cum ar fi metrice, imperiale sau modele personalizate. Instrumentul de filetare se mișcă cu o viteză de avans precisă în timp ce piesa de prelucrat se rotește pentru a crea filete consistente.
Găurirea mărește și finisează găurile existente în piesa de prelucrat. Această operațiune îmbunătățește precizia diametrelor găurilor și creează suprafețe interne netede. Sculele de găurire ajung în interiorul cavităților pentru a îndepărta materialul cu o precizie ridicată, atingând adesea toleranțe de 0,001 inci sau mai bine.
Moletare și găurire
Moletarea creează modele în relief pe suprafața piesei de prelucrat pentru a îmbunătăți aderența. Când aveți nevoie de un mâner antiderapant sau de o roată de reglare, uneltele de moletare apasă pe materialul în rotație pentru a forma modele în formă de diamant sau linii drepte. Acest proces deplasează de fapt materialul, în loc să îl îndepărteze.
Găurirea realizează găuri în piesa de prelucrat folosind burghie rotative. Strungurile CNC pot găuri perfect centrate, deoarece piesa de prelucrat se rotește în timp ce burghiul staționar se mișcă înainte. Puteți crea găuri de diferite dimensiuni schimbând burghiele.
Mașina CNC ajustează automat vitezele și avansurile în funcție de tipul de material și diametrul găurii. Pentru rezultate mai bune, mașina folosește adesea găurirea rapidă - o tehnică în care burghiul se retrage periodic pentru a curăța așchiile și a preveni supraîncălzirea.
Debitare și canelare
Debitarea taie secțiuni finalizate ale piesei de prelucrat. Scula de debitare se mișcă spre interior, spre axa centrală, în timp ce materialul se rotește, creând un canal îngust până când piesa se separă. Această operație finalizează adesea o lucrare de strunjire prin îndepărtarea piesei finite.
Canelarea creează canale, adâncituri sau fante în piesa de prelucrat. Este posibil să aveți nevoie de caneluri pentru inele O, inele de fixare sau elemente decorative. Sculele de canelare sunt disponibile în diferite lățimi și forme pentru a se potrivi cerințelor dumneavoastră specifice.
Ambele operațiuni necesită o atenție deosebită la viteza de tăiere și răcire. Prea multă căldură poate deteriora uneltele și piesele.
Programul CNC va încetini de obicei viteza de rotație și va crește debitul lichidului de răcire în timpul acestor operațiuni pentru a menține calitatea și a prelungi durata de viață a sculei.
Mașini de strunjire CNC
Mașinile de strunjire CNC, cunoscute și sub denumirea de strunjire CNC, sunt echipamente specializate care efectuează procesul de strunjire cu control computerizat. Aceste mașini susțin și rotesc piesele de prelucrat, în timp ce sculele așchietoare îndepărtează materialul pentru a crea forma dorită.
Tipuri de strunguri CNC
Strunguri orizontale sunt cel mai comun tip. Acestea țin piesa de prelucrat pe orizontală, fiind ideale pentru piese lungi, cilindrice. Le veți găsi în multe ateliere mecanice care se ocupă de lucrări de strunjire zilnice.
Strunguri verticale poziționați piesa de prelucrat vertical. Le puteți alege pentru piese mari și grele care ar fi dificil de susținut pe orizontală. Sunt excelente pentru piese cu diametre mari.
Strunguri de tip elvețian sunt concepute pentru componente mici și precise. Veți aprecia capacitatea lor de a prelucra piese minuscule cu o precizie extremă, ceea ce le face perfecte pentru dispozitive medicale și componente de ceasuri.
Strunguri multiaxe oferă mișcare pe 4 sau 5 axe. Acestea vă oferă posibilitatea de a crea geometrii complexe într-o singură configurație, reducând timpul de manipulare și îmbunătățind precizia.
Caracteristici cheie ale centrelor de strunjire CNC
Sisteme de turelă susțineți mai multe scule așchietoare care pot fi rotite rapid în poziție. Puteți programa schimbările sculelor să se producă automat, economisind timp între operațiuni.
Scule antrenate permite sculelor rotative, precum burghiele și frezele, să lucreze la piesă în timp ce aceasta este montată. Această caracteristică vă ajută să finalizați piese complexe fără a le transfera pe o altă mașină.
Captatoare de piese Colectați piesele finite pe măsură ce sunt tăiate. Eficiența producției dumneavoastră se îmbunătățește, deoarece mașina poate funcționa continuu fără intervenția operatorului.
Sisteme de control variază în complexitate și capacitate. Controalele moderne oferă interfețe intuitive, capacități de simulare și conectivitate la rețea, astfel încât să puteți monitoriza producția de la distanță.
Alimentatoare automate de bare furnizați material nou după cum este necesar. Această automatizare vă permite să utilizați mașina pentru perioade lungi de timp, chiar și nesupravegheată peste noapte în unele cazuri.
Programare pentru strunjire CNC
Programarea este inima operațiunilor de strunjire CNC. Aceasta îi spune mașinii exact cum să se miște pentru a crea piesa și controlează totul, de la viteza de așchiere până la selectarea sculelor.
Înțelegerea codului G
Codul G este limbajul pe care îl înțeleg mașinile de strunjire CNC. Este un set de instrucțiuni care îi spun mașinii ce să facă și cum să se miște. Fiecare linie de cod reprezintă o acțiune sau o mișcare specifică.
Codurile G comune pentru strunjire includ:
- G00Poziționare rapidă
- G01Interpolare liniară (tăiere în linie dreaptă)
- G02/G03Interpolare circulară (crearea arcurilor)
- G70Ciclul de finisare
- G71Ciclu de strunjire brută
- G73Ciclu repetitiv de modele
Când scrii cod G, practic creezi un ghid pas cu pas pentru mașină. Fiecare comandă include coordonate care îi spun sculei unde să se miște.
Nu trebuie să memorezi toate codurile G. Mașinile moderne au interfețe utile care facilitează programarea.
Software CAM în strunjirea CNC
Software-ul de fabricație asistată de calculator (CAM) a revoluționat programarea strunjirii CNC. În loc să scrieți manual codul G, puteți utiliza software CAM pentru a-l genera automat.
Procesul funcționează astfel:
- Importați modelul 3D în software-ul CAM
- Selectați operațiunile pe care doriți să le efectuați
- Alegeți uneltele și parametrii de tăiere
- Software-ul generează codul G pentru dvs.
Printre programele CAM populare pentru strunjire se numără Mastercam, Fusion 360 și ESPRIT. Aceste programe simulează procesul de așchiere înainte de a trimite codul către mașina de prelucrat.
Această simulare este crucială. Vă permite să identificați potențialele probleme înainte de începerea tăierii propriu-zise, economisind timp și materiale. Puteți vedea exact cum se va mișca scula și puteți face ajustări după cum este necesar.
Aplicații ale strunjirii CNC
Strunjirea CNC creează componente cilindrice precise pentru multe industrii. Procesul excelează la realizarea de piese care necesită precizie ridicată și calitate constantă pentru aplicații critice.
Piese aerospațiale și auto
În industria aerospațială, strunjirea CNC produce componente de motor, arbori și elemente de fixare care trebuie să îndeplinească standarde stricte de siguranță. Aceste piese necesită un echilibru perfect și precizie pentru a face față condițiilor extreme. Veți găsi componente strunjite CNC în motoarele cu reacție, trenurile de aterizare și sistemele de control.
Pentru producția de automobile, strunjirea CNC creează piese esențiale precum arbori de transmisie, pistoane și componente de frână. Procesul asigură că aceste piese au dimensiunile exacte necesare pentru funcționarea corectă a vehiculului.
Beneficiile pentru aceste industrii includ:
- Consistență pe mii de părți identice
- Durabilitate prin selecția precisă a materialelor
- Reducerea în greutate prin eliminarea materialelor inutile
Producătorii de automobile se bazează pe strunjirea CNC atât pentru dezvoltarea prototipurilor, cât și pentru producția de masă a pieselor care necesită toleranțe strânse.
Dispozitive și echipamente medicale
Strunjirea CNC este crucială pentru crearea de dispozitive medicale în care precizia poate salva vieți. Veți găsi componente strunjite CNC în instrumente chirurgicale, implanturi și echipamente de diagnostic.
Aplicațiile medicale comune includ:
- Șuruburi osoase și implanturi dentare
- Componente pentru echipamente RMN și CT
- Instrumente chirurgicale cu caracteristici complexe
- Piese de precizie pentru pompe și monitoare medicale
Materialele biocompatibile utilizate în strunjirea CNC medicală, cum ar fi titanul și oțelul inoxidabil de calitate medicală, asigură siguranța pieselor pentru utilizarea în corpul uman.
Strunjirea CNC permite un control constant al calității în producția medicală, unde chiar și variații minuscule ar putea afecta rezultatele pacienților. Precizia mașinilor moderne de strunjire CNC le face ideale pentru crearea suprafețelor netede și lustruite necesare dispozitivelor implantabile.
Controlul calității în strunjirea CNC
Controlul calității este esențial în strunjirea CNC pentru a asigura că piesele îndeplinesc specificațiile și funcționează conform destinației. Măsurile adecvate de calitate ajută la prevenirea erorilor costisitoare și asigură satisfacția clienților.
Toleranțe și finisaj suprafață
În strunjirea CNC, toleranțele se referă la variația acceptabilă a dimensiunilor piesei finite. Toleranțele tipice de strunjire variază de la ±0,005″ pentru lucrări standard până la ±0,0005″ pentru aplicații de precizie.
Finisajul suprafeței se măsoară în valori Ra (rugozitatea medie). Cu cât valoarea Ra este mai mică, cu atât suprafața este mai netedă. Strunjirea CNC poate obține finisaje de la 32 Ra pentru așchii brute până la 8 Ra sau mai bine pentru trecerile de finisare.
Specificațiile dumneavoastră ar trebui să precizeze clar toleranțele necesare și finisajele suprafeței. Acest lucru asigură că mecanicul programează strungul CNC corect pentru nevoile dumneavoastră.
Centrele de strunjire CNC moderne pot menține toleranțe strânse pe tot parcursul producției. Această consecvență este un avantaj cheie față de metodele de strunjire manuală.
Metode de inspecție și asigurare a calității
Piesele dumneavoastră strunjite vor fi supuse diverselor metode de inspecție pentru a verifica calitatea. Printre instrumentele comune se numără:
- Micrometre și șublere pentru verificări dimensionale
- Aparate de testare a rugozității suprafețelor pentru verificarea finalizării
- Mașini de măsurat în coordonate (CMM) pentru validarea geometriei complexe
Inspecția primei piese este o practică standard, în care prima piesă este verificată temeinic înainte de începerea producției complete. Aceasta identifică din timp potențialele probleme.
Controlul statistic al procesului (SPC) ajută la monitorizarea calității continue a producției. Măsurătorile efectuate pe mostre de piese sunt urmărite pentru a identifica tendințele înainte ca acestea să devină probleme.
Sistemele de palpare pentru mașini-unelte pot efectua măsurători în timpul procesului de prelucrare. Acest lucru automatizează verificările de calitate și permite ajustări în timp real.
Cerințele dumneavoastră de calitate ar trebui comunicate clar atelierului mecanic pentru a se asigura că aplică metode de inspecție adecvate.