Mi az a CNC marás?

Mi az a CNC marás?

A CNC marás, teljes neve Computer Numerical Control Milling, egy olyan megmunkálási folyamat, amely számítógép által vezérelt és forgó többpontos forgácsolószerszámokat alkalmaz az anyag fokozatos eltávolítására a munkadarabból, és egyedi tervezésű alkatrész vagy termék előállítására. Az eljárás alkalmas különféle anyagok, például fém, műanyag, fa megmunkálására, valamint különféle egyedi tervezésű alkatrészek és termékek előállítására.
A precíziós CNC megmunkálási szolgáltatások égisze alatt többféle lehetőség áll rendelkezésre, beleértve a mechanikai, vegyi, elektromos és termikus megmunkálást. A CNC marás egy mechanikai folyamat, amely magában foglalja a fúrást, esztergálást és különféle egyéb megmunkálási folyamatokat, ami azt jelenti, hogy a munkadarabból mechanikus eszközökkel távolítják el az anyagot, például egy marógép forgácsolószerszámának hatására.
Ez a cikk a CNC marási folyamatra összpontosít, felvázolja a folyamat alapjait, valamint a CNC marógép alkatrészeit és szerszámait. Ezenkívül ez a cikk különféle marási műveleteket vizsgál, és alternatívákat kínál a CNC marási folyamathoz.

Milling definíciója

Mi az a marás? Ez egy olyan megmunkálási mód, amelynél szerszámot használnak a munkadarab asztalon történő formálására, amely általában mozgatható, bár egyes marógépek mozgatható szerszámokkal is rendelkeznek. A marás eredetileg kézi művelet volt, amelyet munkások végeztek, de ma már a legtöbb marást CNC marógéppel végzik, amelyek számítógépeket használnak a marási folyamat felügyeletére. A CNC-marás nagyobb pontosságot, pontosságot és termelékenységet biztosít, de vannak olyan helyzetek, amikor a kézi marás hasznos lehet. A kézi marás sok technikai készséget és tapasztalatot igényel, így csökkenti az átfutási időt. További előnye, hogy a kézi marók olcsóbbak, és a felhasználóknak nem kell aggódniuk a gép programozása miatt.

A CNC marás áttekintése

A legtöbb hagyományos mechanikus CNC megmunkálási folyamathoz hasonlóan a CNC marási folyamatok számítógépes vezérléseket használnak a nyersdarabokat vágó és formáló szerszámgépek működtetésére és manipulálására. Ezenkívül a folyamat ugyanazokat az alapvető gyártási szakaszokat követi, mint az összes CNC megmunkálási folyamat, beleértve:

• CAD modellek tervezése
• CAD modellek konvertálása CNC-programokká
• A CNC marógép beállítása
• Végezzen marási műveletet

Mi az a CNC marás?

A CNC marás A folyamat egy 2D vagy 3D CAD alkatrészterv elkészítésével kezdődik. A teljes tervet ezután CNC-kompatibilis fájlformátumba exportálják, és a CAM szoftverrel CNC gépi programmá alakítják, amely diktálja a gép mozgását és a szerszám mozgását a munkadarabon keresztül. Mielőtt a kezelő a CNC programot futtatná, előkészíti a CNC marógépet úgy, hogy a munkadarabot a szerszámgép munkafelületéhez (azaz az asztalhoz) vagy a munkadarabtartóhoz (például satu) rögzíti, és a marószerszámot a gépre rögzíti. szerszámorsó. A CNC marási folyamat vízszintes vagy függőleges CNC nagy teljesítményű marógépeket alkalmaz – a marási alkalmazás specifikációitól és követelményeitől függően –, valamint forgó többpontos (azaz többfogú) forgácsolószerszámokat, például marókat és fúrókat. Amikor a gép készen áll, a kezelő a gépi interfészen keresztül elindít egy programot, amely felszólítja a gépet egy marási művelet végrehajtására.

A CNC marási folyamat elindítása után a szerszámgép percenként akár több ezer fordulatszámmal is forgatni kezdi a vágószerszámot. A használt marógép típusától és a marási alkalmazás követelményeitől függően, amikor a szerszám belemerül a munkadarabba, a gép a következők egyikét teszi a szükséges vágások elvégzéséhez a munkadarabon:

1. Lassan tolja be a munkadarabot az álló forgó szerszámba
2. A szerszám mozgatása álló munkadarabon
3. A szerszám és a munkadarab relatív mozgása

A kézi marási eljárással ellentétben a CNC marásnál a szerszámgép általában a forgácsolószerszám forgásával táplálja a mozgatható munkadarabot, nem pedig a forgácsolószerszám forgásával. Azokat a marási műveleteket, amelyek megfelelnek ennek a konvenciónak, emelkedési marási műveleteknek, míg az ellenkező műveleteket hagyományos marási műveleteknek nevezik.
Általánosságban elmondható, hogy a marás a legmegfelelőbb a megmunkált munkadarab kiegészítőjeként vagy megmunkálásaként, hogy meghatározza az alkatrész jellemzőit, például furatokat, hornyokat és meneteket, vagy alkatrész-jellemzőket készítsen. Az eljárás azonban felhasználható alapanyag formázására is az elejétől a végéig. Mindkét esetben az őrlési folyamat fokozatosan eltávolítja az anyagot a kívánt forma és alkatrészforma létrehozásához. Először a szerszám kis darabokat vagy forgácsokat vág le a munkadarabból, hogy hozzávetőleges formát hozzon létre. A munkadarabot ezután nagyobb ütemben és nagyobb pontossággal marják, hogy az alkatrészt a pontos jellemzőkkel és specifikációkkal megmunkálják. Gyakran előfordul, hogy a kész alkatrészt többször kell megmunkálni a kívánt pontosság és tűrések eléréséhez. Bonyolultabb geometriájú alkatrészek esetében, miután a marási művelet befejeződött, és az alkatrészt az egyedi tervezésű specifikációk szerint gyártották, a mart alkatrész a gyártás befejező és utófeldolgozási szakaszába kerül.
CNC marási művelet

CNC marás egy megmunkálási eljárás, amely nagy pontosságú, nagy toleranciájú alkatrészek gyártására alkalmas prototípus, egyszeri, valamint kis és közepes gyártási sorozatokban. Míg az alkatrészeket általában a +/- 2 izzószáltól a +/- 10 szálig terjedő tűréshatárig gyártják, egyes marógépek akár +/- 1 izzószál tűrését is elérhetik, vagy még ennél is magasabbak. A marási folyamat sokoldalúsága lehetővé teszi, hogy az iparágak széles körében, valamint különféle alkatrészjellemzők és -kialakítások esetén használható legyen, beleértve a hornyokat, letöréseket, meneteket és zsebeket. A leggyakoribb CNC marási műveletek a következők:

• Síkmarás
• Lapos marás
• Szögmarás
• Formamarás

homlokmarás

Síkmarás, amelyben a forgácsolószerszám forgástengelye merőleges a munkadarab felületére. Ez a módszer olyan homlokmarót használ, amelynek a kerületén és a szerszám homlokfelületén is vannak fogak, ahol a kerületi fogakat elsősorban vágásra, a homlokfogakat pedig simításra használják. A homlokmarást jellemzően sík felületek és kontúrok létrehozására használják a kész alkatrészen, és jobb minőségű felületet képes előállítani, mint más marási eljárások. A függőleges és vízszintes marógépek egyaránt támogatják ezt a folyamatot.
A homlokmarás típusai közé tartoznak a szármarók és az oldalmarók, amelyek szármarót, illetve oldalmarót használnak.

Lapos marás

Síkmarás, más néven homlokmarás vagy lemezmarás, amelyben a forgácsolószerszám forgástengelye párhuzamos a munkadarab felületével. Az eljárás közönséges marófogakat használ a perifériás vágási műveletek végrehajtására. A marási alkalmazás specifikációitól, például a fogásmélységtől és a munkadarab méretétől függően keskeny és széles marók állnak rendelkezésre. A keskeny kések mélyebb vágásokat tesznek lehetővé, míg a széles kések nagyobb felületek vágására használhatók. Ha egy homlokmarásnál nagy mennyiségű anyagot kell eltávolítani a munkadarabból, a kezelő durvafogú maró, lassú forgácsolási sebesség és gyors előtolás használatával állítja elő az egyedi tervezésű alkatrész hozzávetőleges geometriáját. A kezelők ezután finomabb fogazatú marókat, nagyobb vágási sebességet és lassabb előtolást vezetnek be a kész alkatrész részleteinek elkészítéséhez.

Szögmarás

A szögmarásnál a forgácsolószerszám forgástengelye szöget zár be a munkadarab felületéhez képest. Az eljárás egyszögű marószerszámokat használ (a megmunkálás alatt álló konkrét kialakításnak megfelelően szögben), hogy olyan szögletes elemeket hozzon létre, mint a letörések, fogazatok és hornyok. A szögmarás általános alkalmazási területe a fecskefarok gyártása, amelyekben a fecskefark kialakításától függően 45°-os, 50°-os, 55°-os vagy 60°-os fecskefarkvágót használnak.

Formamarás

A profilmarás olyan marási műveletekre vonatkozik, amelyek szabálytalan felületeket, kontúrokat és profilokat foglalnak magukban, például ívelt és sík felületű vagy teljesen ívelt felületű alkatrészeket. Az eljárás speciális alkalmazásokhoz tervezett profil- vagy légyvágókat alkalmaz, mint például domború, homorú és sarokfilévágók. A formamarás néhány gyakori alkalmazása magában foglalja a félgömb és félkör alakú üregek, gyöngyök és profilok, valamint összetett kialakítások és bonyolult alkatrészek gyártása egyetlen gépbeállítással.

Egyéb marási műveletek

A marógépekkel a fenti műveleteken kívül egyéb speciális marási és megmunkálási műveletek is elvégezhetők. Példák más típusú marási műveletekre:

Lépésmarás: A lépcsős marás olyan marási műveletet jelent, amelyben egy szerszámgép két vagy több párhuzamos munkadarab felületet megmunkál egyetlen vágásban. Az eljárás két marót használ ugyanazon a géporsón, úgy elhelyezve, hogy a marók a munkadarab mindkét oldalán legyenek, és egyidejűleg mindkét oldalt meg tudják marni.

Kombinált marás: Mi az a kombinált marás? A kombinált marás olyan marási művelet, amelyet két vagy több (általában különböző méretű, alakú vagy szélességű) szerszámmal végeznek ugyanazon a gépi száron. Mindegyik vágó képes ugyanazt a vágási műveletet egyszerre vagy különböző vágási műveleteket végrehajtani, ami lehetővé teszi összetettebb alkatrészek előállítását rövidebb gyártási idő alatt.

Kontúrmarás: A kontúrmarás során a szerszámgép vágási pályát hoz létre a munkadarabon függőleges vagy ferde felület mentén. Az eljáráshoz profilmaró berendezéseket és forgácsolószerszámokat használnak, amelyek párhuzamosak vagy merőlegesek lehetnek a munkadarab felületével.

Fogaskerék vágás: A fogaskerekes vágás egy olyan marási művelet, amely evolvens fogaskerekes maró segítségével hoz létre fogaskerekeket. Ezek a marók egyfajta profilmaró, és különféle formában és osztásméretben állnak rendelkezésre az adott fogaskerék-konstrukcióhoz szükséges fogak számától függően. Ebben az eljárásban speciális esztergaszerszám biteket is lehet használni fogaskerekek fogainak előállítására.

Egyéb megmunkálási eljárások: Mivel a marógépek a marószerszámokon kívül más szerszámgépek használatát is támogatják, a maráson kívül más megmunkálási folyamatokhoz is használhatók, mint például fúrás, fúrás, dörzsárazás és menetfúrás.
A legtöbb CNC-megmunkálási folyamathoz hasonlóan a CNC-marási folyamat is CAD-szoftvert használ a kezdeti alkatrésztervezés elkészítéséhez, CAM-szoftvert pedig a CNC-program létrehozásához, amely a megmunkálási utasításokat adja az alkatrész előállításához. A CNC program ezután betöltődik a választott CNC gépre a marási folyamat elindításához és végrehajtásához.

A marógép óvintézkedései

Általában a marógépeket vízszintes és függőleges gépkonfigurációkra osztják, és a mozgástengelyek száma alapján különböztetik meg őket.

Függőleges marógépen a gépi orsó függőleges, míg vízszintes helyzetben a marógép orsója vízszintesen helyezkedik el. A vízszintes gépek a marás során orsókat is tartalmaznak a további támogatás és stabilitás érdekében, valamint a forgácsolószerszámok széles skálájának megtámasztására, például a kerekes és a terpeszmarásban.

A függőleges és vízszintes marógépek vezérlése a használt gép típusától függ. Egyes gépek például képesek felemelni és leengedni az orsót, és oldalirányban mozgatni az asztalt, míg más gépek fix orsóval és asztallal rendelkeznek, amelyek vízszintesen, függőlegesen és forgathatóan mozoghatnak. A függőleges és vízszintes marógépek kiválasztásakor a gyártóknak és az üzleteknek figyelembe kell venniük a marási alkalmazás követelményeit, például a marandó felületek számát, valamint az alkatrész méretét és alakját. Például a nehéz munkadarabok jobban megfelelnek a vízszintes marási műveletekhez, míg a süllyesztő alkalmazások a függőleges marási műveletekhez. Kiegészítő berendezések is rendelkezésre állnak, amelyek függőleges vagy vízszintes gépeket utólag beépíthetnek az ellenkező folyamat támogatására.

A legtöbb CNC maró 3-5 tengelyt használhat – jellemzően az XYZ tengely mentén és (ha van) a forgástengely körül biztosít teljesítményt. Az X és az Y tengely vízszintes mozgást (balra és jobbra, illetve előre-hátra mozgást a síkon), míg a Z tengely függőleges mozgást (felfelé és lefelé), W pedig vízszintes mozgást jelent. – A tengely a függőleges síkban történő átlós mozgást jelöli. Az alap CNC marógépekben a vízszintes mozgás két tengelyben (XY), míg az újabb modellek további mozgástengelyt tesznek lehetővé, mint például a 3, 4 és 5 tengelyes CNC gépek. Az alábbiakban áttekintést adunk a marógépek néhány jellemzőjéről, amelyeket a mozgási tengelyek száma szerint osztályoznak.

3 Tengely

• A legtöbb megmunkálási igényt képes kielégíteni
• A gép beállítása egyszerű.
• Csak egy munkaállomás szükséges
• Magasabb tudáskövetelmények az üzemeltetők számára
• alacsonyabb hatékonyság és minőség

4 Tengely

• Jobb képességek, mint a 3 tengelyes gépek
• Nagyobb precizitás és pontosság, mint a 3 tengelyes gépeknél
• A gép beállítása bonyolultabb, mint a 3 tengelyes gépeknél
• Drágább, mint egy háromtengelyes gép

5 Tengely

• Több tengellyel is konfigurálható (pl. 4+1, 3+2 vagy 5)
• erősebb
• A konfigurációtól függően a gyorsabb gombok könnyebben kezelhetők, mint a három- és négytengelyes gépek
• Magasabb minőség és pontosság
• Konfigurációtól függően lassabban fut, mint a 3 és 4 tengelyes megmunkálás
• Drágább, mint a 3 és 4 tengelyes gépek

A használt marógép típusától függően a gép, a gépasztal vagy mindkét alkatrész dinamikus lehet. A dinamikus táblázatok általában az XY tengely mentén mozognak, de felfelé és lefelé is mozoghatnak a vágási mélység beállításához, illetve a függőleges vagy vízszintes tengely mentén elforgatva a vágás kiterjesztéséhez. A dinamikus szerszámokat igénylő marási alkalmazásoknál a benne rejlő forgó mozgás mellett a szerszámgép függőlegesen mozog több tengely mentén, lehetővé téve, hogy a szerszám kerülete (és nem csak a hegye) belevágjon a munkadarabba. A nagyobb szabadságfokkal rendelkező CNC marógépek lehetővé teszik az előállított mart alkatrészek nagyobb sokoldalúságát és összetettségét.

Marógép típusa

Számos különböző típusú marógép áll rendelkezésre a különféle megmunkálási alkalmazásokhoz. Amellett, hogy a marógépeket kizárólag a gép konfigurációja vagy a mozgástengelyek száma alapján osztályozzák, a marógépeket speciális jellemzőik alapján is besorolhatják. A marógépek leggyakoribb típusai közé tartozik:

• térd típus
• Ram típusú
• Ágytípus (vagy gyártási típus)
• gyalu

Térdtípus: A térdmaró gépek fix orsóval és függőlegesen állítható asztallal rendelkeznek, amely a térd által megtámasztott nyeregen nyugszik. A gép helyzetétől függően a térd leengedhető és emelhető az oszlopon. A térdmarók néhány példája a padlón álló és az asztali vízszintes marók.

Nyomószár típus: A nyomószár típusú marógépek egy oszlophoz rögzített orsót használnak, amely lehetővé teszi a gép mozgatható házzal (azaz RAM-mal) az XY tengely mentén történő mozgását. A függőleges marógépek két legelterjedtebb típusa a padlón álló általános célú vízszintes és a forgóvágófejes marógép.

Ágytípus: Az ágyas marógép egy közvetlenül a gépre rögzített asztalt használ, hogy megakadályozza a munkadarab elmozdulását az Y és Z tengely mentén. A munkadarab a vágószerszám alatt található, amely géptől függően az XYZ tengely mentén mozoghat. A rendelkezésre álló ágyas marógépek egy része egyoldalas, kétoldalas és háromoldalas marógépeket tartalmaz. Az egyoldalas gépek egyetlen orsót használnak, amely az X vagy Y tengely mentén mozog, míg a kétoldalas gépek két orsót, míg a háromoldalas gépek három orsót (két vízszintes és egy függőleges) használnak az XY és XYZ tengely mentén történő megmunkáláshoz, illetőleg.

Gyalumarók: A gyalumarók hasonlítanak az ágymarókhoz, mivel az Y és Z tengely mentén rögzített asztallal és az XYZ tengely mentén mozgatható orsóval rendelkeznek. A gyalugépek azonban egyszerre több gépet is támogathatnak (általában legfeljebb négyet), csökkentve ezzel az összetett alkatrészek átfutási idejét.

A rendelkezésre álló speciális marógépek közé tartoznak a forgóasztalos, dobos és bolygómaró gépek. A forgóasztalos marógépek kör alakú asztallal rendelkeznek, amely egy függőleges tengely körül forog, és különböző magasságban elhelyezett gépeket használ a nagyoláshoz és a simításhoz. A dobmarógép hasonló egy forgóasztalos géphez, azzal a különbséggel, hogy az asztalt „dobnak” nevezik, és egy vízszintes tengely körül forog. Bolygógépben az asztal rögzített, a munkadarab hengeres. Egy forgó gép mozog a munkadarab felületén, elvágva mind a belső, mind a külső elemeket, például a meneteket.

Anyagfeldolgozás

A CNC marási eljárás a legcélszerűbb másodlagos megmunkálási eljárásként az egyedi tervezésű alkatrészek megmunkálásának biztosítására, de használható egyedi tervezésű és speciális alkatrészek előállítására is az elejétől a végéig. A CNC marási technológia lehetővé teszi a folyamat során a különböző anyagokból készült alkatrészek megmunkálását, beleértve:

• Fémek (beleértve az ötvözetek, speciális fémek, nehézfémek stb.)
• Műanyagok (beleértve a hőre keményedő és hőre lágyuló műanyagokat is)
• elasztomer
• kompozit anyag
• faipari

Mint minden megmunkálási folyamatnál, a marási alkalmazásokhoz használt anyag kiválasztásakor számos tényezőt figyelembe kell venni, például az anyag tulajdonságait (pl. keménység, szakító- és nyírószilárdság, valamint vegyi és magas hőmérsékleti ellenállás) és az anyag költséghatékonyságát. feldolgozó anyag. Ezek a kritériumok határozzák meg, hogy az anyag alkalmas-e az őrlési folyamatra, illetve az őrlési alkalmazás költségvetési korlátait. A kiválasztott anyag határozza meg a használt gép típusát és kialakítását, valamint az optimális gépbeállításokat, beleértve a vágási sebességet, az előtolást és a vágási mélységet.

Tehát mi az a CNC marás?

A CNC marás egy olyan megmunkálási eljárás, amely különféle anyagok megmunkálására és egyedi tervezésű alkatrészek előállítására alkalmas. Noha ez az eljárás előnyöket mutathat más megmunkálási eljárásokkal szemben, előfordulhat, hogy nem minden gyártási alkalmazásra alkalmas, és más eljárások alkalmasabbnak és költséghatékonyabbnak bizonyulhatnak.

Más hagyományosabb megmunkálási eljárások közé tartozik a fúrás és az esztergálás. A maráshoz hasonlóan a fúrást is általában többpontos szerszámmal (azaz fúróval), míg az esztergálást egyhegyű szerszámmal végezzük. Forgás közben azonban a munkadarab tud mozogni és forogni, mint egyes marási alkalmazások, míg a fúrás során a munkadarab a fúrási folyamat teljes ideje alatt álló helyzetben van.

Néhány nem szokványos megmunkálási eljárás (azaz szerszámgépek használata nélkül, de mégis mechanikus anyageltávolítási eljárásokkal) az ultrahangos megmunkálás, a vízsugaras vágás és a csiszolósugaras megmunkálás. A nem hagyományos, nem megmunkálási eljárások (azaz kémiai, elektromos és termikus megmunkálási eljárások) más alternatívákat kínálnak az anyag eltávolítására olyan munkadarabokról, amelyek nem használnak szerszámgépet vagy mechanikus anyageltávolítási eljárásokat, beleértve a kémiai marást, elektrokémiai sorjázást, lézeres vágást és plazmaíves vágást. . Ezek a nem szokványos megmunkálási eljárások bonyolultabb, igényesebb és speciálisabb alkatrészek gyártását támogatják, amelyek a hagyományos megmunkálással gyakran nem lehetségesek.