U Precision Machining hè un prucessu per caccià u materiale da un pezzu di travagliu durante a tenuta di finiture di tolleranza stretta.A macchina di precisione hà parechji tippi, cumprese fresatura, tornitura è machining di scarica elettrica.Una macchina di precisione oghje hè generalmente cuntrullata cù un Control Numerical Computer (CNC).
Quasi tutti i prudutti di metalli utilizanu machining di precisione, cum'è parechji altri materiali, cum'è plastica è legnu.Queste macchine sò operate da machinisti specializati è furmati.Per chì l'uttellu di taglio faci u so travagliu, deve esse spustatu in direzzione specificata per fà u tagliu currettu.Stu muvimentu primariu hè chjamatu "vitezza di taglio".U travagliu pò ancu esse spustatu, cunnisciutu com'è u muvimentu secundariu di "alimentazione".Inseme, sti muvimenti è a nitidezza di l'utillita di taglio permettenu à a macchina di precisione per operare.
A lavorazione di precisione di qualità richiede l'abilità di seguità schemi estremamente specifici fatti da prugrammi CAD (progettazione assistita da computer) o CAM (produzione assistita da computer) cum'è AutoCAD è TurboCAD.U software pò aiutà à pruduce i diagrammi cumplessi, tridimensionali o schemi necessarii per fà un strumentu, una macchina o un oggettu.Questi piani devenu esse aderiti cun grande dettagliu per assicurà chì un pruduttu mantene a so integrità.Mentre a maiò parte di l'imprese di machining di precisione travaglianu cù qualchì forma di prugrammi CAD / CAM, anu sempre travagliatu spessu cù schizzi disegnati à manu in e fasi iniziali di un disignu.
U machining di precisione hè aduprata nantu à una quantità di materiali cumpresi l'acciaio, u bronzu, u grafite, u vetru è i plastichi per citarne uni pochi.Sicondu a dimensione di u prugettu è i materiali da esse utilizati, diversi arnesi di machining di precisione seranu utilizati.Ogni cumminazzioni di torni, fresatrici, trapani, seghe è smerigliatrici, è ancu robotica d'alta velocità pò esse aduprata.L'industria aerospaziale pò usà a machinazione à alta velocità, mentre chì l'industria di a fabbricazione di l'arnesi di u legnu puderia utilizà prucessi di incisione è fresatura fotochimica.U churning fora di una corsa, o una quantità specifica di ogni articulu particulari, pò numeru in millaie, o esse solu uni pochi.A machinazione di precisione richiede spessu a prugrammazione di i dispositi CNC chì significa chì sò cuntrullati numericamente da computer.U dispositivu CNC permette di seguità dimensioni precise per tutta a corsa di un pruduttu.
A fresatura hè u prucessu di machinazione di l'usu di frese rotanti per caccià u materiale da un pezzu di travagliu avanzendu (o alimentandu) u cutter in a pezza in una certa direzzione.U cutter pò ancu esse tenutu in un angulu relative à l'assi di u strumentu.A fresatura copre una larga varietà di sferenti operazioni è macchine, in scale da piccule parti individuali à grandi operazioni di fresatura in gang di grande forza.Hè unu di i prucessi più cumunimenti utilizati per a machining parts custom tolleranze precise.
A fresatura pò esse fatta cù una larga gamma di macchine utensili.A classa uriginale di machini arnesi per a fresa era a fresa (spessu chjamatu mulinu).Dopu à l'avventu di u cuntrollu numericu di l'urdinatore (CNC), i fresatrici s'hè evolutu in centri di machining: fresatrici aumentate da cambiatori d'utensili automatichi, magazzini d'arnesi o carruselli, capacità CNC, sistemi di refrigerazione è recinzioni.I centri di fresatura sò generalmente classificati cum'è centri di machining verticali (VMC) o centri di machining horizontale (HMC).
L'integrazione di fresatura in ambienti di tornitura, è vice versa, principia cù l'utensili in diretta per i torni è l'usu occasionale di mulini per l'operazione di tornitura.Questu hà purtatu à una nova classa di macchine utensili, macchine multitasking (MTM), chì sò custruite apposta per facilità a fresatura è a tornitura in u stessu bustu di travagliu.
Per l'ingegneri di design, squadre di R&D è i pruduttori chì dependenu di l'approvvigionamentu di parti, a machinazione CNC di precisione permette a creazione di pezzi cumplessi senza trasfurmazioni supplementari.In fatti, a machinazione CNC di precisione permette spessu di fà i pezzi finiti nantu à una sola macchina.
U prucessu di machining elimina u materiale è usa una larga gamma di arnesi di taglio per creà u disignu finali, è spessu assai cumplessu, di una parte.U livellu di precisione hè rinfurzatu cù l'usu di u cuntrollu numericu di l'urdinatore (CNC), chì hè adupratu per automatizà u cuntrollu di l'utensili di machining.
U rolu di "CNC" in u machining di precisione
Utilizendu l'istruzzioni di prugrammazione codificata, a machinazione CNC di precisione permette à una pezza di esse tagliata è formata à e specificazioni senza intervenzione manuale da un operatore di a macchina.
Pigliendu un mudellu di cuncepimentu assistitu da computer (CAD) furnitu da un cliente, un machinista espertu usa un software di fabricazione assistita da computer (CAM) per creà l'istruzzioni per a lavorazione di a parte.Basatu nantu à u mudellu CAD, u software determina quali percorsi di l'utensili sò necessarii è genera u codice di prugrammazione chì dice à a macchina:
■ Chì sò l'RPM curretti è i tassi di alimentazione
■ Quandu è induve spustà u strumentu è/o u travagliu
■ Quantu prufonda per cutà
■ Quandu applicà u coolant
■ Ogni altri fattori ligati à a vitezza, a velocità di alimentazione è a coordinazione
Un controller CNC poi usa u codice di prugrammazione per cuntrullà, automatizà è monitorizà i movimenti di a macchina.
Oghje, CNC hè una funzione integrata di una larga gamma di equipaghji, da torni, mulini è routers à filu EDM (machine à scarica elettrica), laser, è macchine di taglio di plasma.In più di l'automatizazione di u prucessu di machinazione è di rinfurzà a precisione, CNC elimina i travaglii manuali è libera i machinisti per surveglià parechje macchine chì funzionanu à u stessu tempu.
Inoltre, una volta chì un percorsu d'utillita hè statu cuncepitu è una macchina hè programata, pò eseguisce una parte ogni quantità di volte.Questu furnisce un altu livellu di precisione è ripetibilità, chì à u turnu rende u prucessu altamente costu-efficace è scalabile.
Materiali chì sò machinati
Certi metalli chì sò cumunimenti machinati includenu l'aluminiu, u latu, u bronzu, u ramu, l'azzaru, u titaniu è u zincu.Inoltre, u legnu, a scuma, a fibra di vetro è i plastichi, cum'è u polipropilene, ponu ancu esse machinati.
In fatti, quasi ogni materiale pò esse usatu cù a machinazione CNC di precisione - di sicuru, secondu l'applicazione è e so esigenze.
Certi vantaghji di a machinazione CNC di precisione
Per parechji di i picculi pezzi è cumpunenti chì sò usati in una larga gamma di prudutti fabbricati, a machinazione CNC di precisione hè spessu u metudu di fabricazione di scelta.
Cumu hè veru di quasi tutti i metudi di taglio è di machining, diversi materiali si cumportanu in modu diversu, è a dimensione è a forma di un cumpunente anu ancu un grande impattu nantu à u prucessu.Tuttavia, in generale, u prucessu di machining CNC di precisione offre vantaghji nantu à altri metudi di machining.
Hè perchè a machinazione CNC hè capace di furnisce:
■ Un altu gradu di cumplessità di parte
■ Tolleranze strette, generalmente da ±0,0002" (±0,00508 mm) à ±0,0005" (±0,0127 mm)
■ Finitura di superficia eccezziunale liscia, cumprese finiture persunalizate
■ Ripetibilità, ancu à volumi elevati
Mentre chì un machinista qualificatu pò utilizà un tornu manuale per fà una parte di qualità in quantità di 10 o 100, chì succede quandu avete bisognu di 1000 parte?10.000 parti?100.000 o un milione di parti?
Cù a machinazione CNC di precisione, pudete ottene a scalabilità è a velocità necessaria per stu tipu di produzzione à grande volume.Inoltre, l'alta ripetibilità di a machinazione CNC di precisione vi dà pezzi chì sò tutti uguali da u principiu à a fine, ùn importa quante parti producete.
Ci sò metudi assai spicializati di machining CNC, cumpresi filu EDM (machine di scarica elettrica), machining additive, è stampa laser 3D.Per esempiu, l'EDM à filu usa materiali cunduttori - tipicamente metalli - è scarichi elettrici per erode un pezzu di travagliu in forme intricate.
Tuttavia, quì ci concentreremu nantu à i prucessi di fresatura è di tornitura - dui metudi sottrattivi chì sò largamente dispunibili è spessu usati per a machinazione CNC di precisione.
Fresatura vs tornitura
A fresatura hè un prucessu di machining chì usa un strumentu di taglio cilindricu rotativu per sguassà materiale è creà forme.L'attrezzatura di fresatura, cunnisciuta cum'è un mulinu o un centru di machining, rializeghja un universu di geometrie di parti cumplessu nantu à alcuni di i più grandi oggetti machinati metalli.
Una caratteristica impurtante di a fresatura hè chì a pezza di travagliu resta stazionaria mentre l'utillita di taglio gira.In altri palori, nantu à un mulinu, l'utillita di taglio rotanti si move intornu à u pezzu di travagliu, chì ferma in u locu nantu à un lettu.
Turning hè u prucessu di taglià o furmà un pezzu di travagliu nantu à l'equipaggiu chjamatu tornu.Di genere, u tornu spins a pezza di travagliu nantu à un assi verticale o horizontale, mentre chì un strumentu di tagliu fissu (chì pò esse spinning o micca) si move nantu à l'assi programatu.
U strumentu ùn pò micca fisicamenti giru attornu a parti.U materiale gira, chì permette à l'uttellu di fà l'operazioni programate.(Ci hè un subset di torni in quale l'arnesi giranu intornu à un filu alimentatu da bobina, però, chì ùn hè micca cupartu quì).
In u turnu, à u cuntrariu di fresatura, u pezzu di travagliu gira.U magazzinu di parte accende u spindle di u tornu è l'uttellu di taglio hè purtatu in cuntattu cù u travagliu.
Lavorazione manuale versus CNC
Mentre i mulini è i torni sò dispunibuli in mudelli manuali, e macchine CNC sò più adatte per scopi di fabricazione di pezzi chjuchi - offrenu scalabilità è ripetibilità per l'applicazioni chì necessitanu un altu voluminu di produzzione di pezzi di tolleranza stretta.
In più di offre macchine simplici di 2 assi in quale l'utillita si move in l'assi X è Z, l'equipaggiu di precisione CNC include mudelli multi-assi in quale u pezzu di travagliu pò ancu spustà.Questu hè in cuntrastu cù un tornu induve u travagliu hè limitatu à a filatura è l'arnesi si movenu per creà a geometria desiderata.
Queste cunfigurazioni multi-assi permettenu a produzzione di geometrii più cumplessi in una sola operazione, senza bisognu di travagliu supplementu da l'operatore di a macchina.Questu ùn solu facilita a produzzione di pezzi cumplessi, ma ancu riduce o elimina a chance d'errore di l'operatore.
Inoltre, l'usu di refrigerante d'alta pressione cù una machina CNC di precisione assicura chì i chips ùn entranu micca in l'opere, ancu quandu si usa una macchina cù un fusu orientatu verticalmente.
mulini CNC
Diversi fresatrici varienu in e so dimensioni, cunfigurazioni di l'assi, velocità di alimentazione, velocità di taglio, direzzione di alimentazione di fresatura, è altre caratteristiche.
Tuttavia, in generale, i mulini CNC utilizanu tutti un fusu rotativu per cutà u materiale indesideratu.Sò usati per taglià metalli duri cum'è l'azzaru è u titaniu, ma ponu ancu esse usatu cù materiali cum'è plastica è aluminiu.
I mulini CNC sò custruiti per a ripetibilità è ponu esse aduprati per tuttu, da u prototipu à a produzzione di altu volume.I mulini CNC di precisione high-end sò spessu usati per u travagliu di tolleranza stretta cum'è a fresatura di stampi fini è stampi.
Mentre a fresatura CNC pò furnisce una risposta rapida, a finitura cum'è fresata crea pezzi cù marchi di utensili visibili.Puderà ancu pruducia parti cù qualchi bordi affilati è sbavature, cusì prucessi supplementari ponu esse richiesti se i bordi è i burrs sò inaccettabili per queste caratteristiche.
Di sicuru, l'utensili di sbavatura programati in a sequenza sbavaranu, ancu s'ellu generalmente ottene u 90% di u requisitu finitu à u massimu, lascendu alcune caratteristiche per a finitura finale a manu.
In quantu à a finitura di a superficia, ci sò arnesi chì pruduceranu micca solu un finitu di superficia accettabile, ma ancu un finitu di specchiu nantu à porzioni di u pruduttu di u travagliu.
Tipi di mulini CNC
I dui tipi basi di fresatrici sò cunnisciuti cum'è centri di machining verticali è centri di machining horizontale, induve a diferenza primaria hè in l'orientazione di u spindle di a macchina.
Un centru di machining verticale hè un mulinu in u quale l'assi di u spindle hè allinatu in una direzzione di l'assi Z.Sti macchine verticali ponu esse divisu in dui tipi:
■Bed mills, in quale u spindle si move parallella à u so propiu assi, mentri a tavola si move perpendicularmente à l'assi di u spindle
■ Turret mills, in quale u spindle hè stazionariu è a tavola hè mossa in modu chì hè sempre perpendiculare è parallelu à l'assi di spindle durante l'operazione di taglio.
In un centru di machining horizontale, l'assi di u fustu di u mulinu hè allinatu in una direzzione di l'assi Y.A struttura horizontale significa chì sti mulini tendenu à piglià più spaziu nantu à u pianu di a macchina;sò ancu in generale più pisanti in pesu è più putenti cà i machini verticali.
Un mulinu horizontale hè spessu usatu quandu un finitu di superficia megliu hè necessariu;hè perchè l'orientazione di u spindle significa chì i chips di taglio cascanu naturalmente è sò facilmente eliminati.(Cum'è un benefiziu aghjuntu, a rimozione efficace di chip aiuta à aumentà a vita di l'utensili).
In generale, i centri di machining verticali sò più prevalenti perchè ponu esse putenti cum'è centri di machining horizontale è ponu manighjà pezzi assai chjuchi.Inoltre, i centri verticali anu una impronta più chjuca cà i centri di machining horizontale.
Frese CNC multiasse
I centri di mulino CNC di precisione sò dispunibuli cù parechji assi.Un mulinu à 3 assi utilizza l'assi X, Y è Z per una larga varietà di travagliu.Cù un mulinu à 4 assi, a macchina pò rotà nantu à un assi verticale è horizontale è move u pezzu di travagliu per permette una machinazione più cuntinua.
Un mulinu à 5 assi hà trè assi tradiziunali è dui assi rotativi supplementari, chì permettenu à a pezza di rotazione mentre a testa di u spindle si move intornu.Questu permette à cinque lati di un pezzu di travagliu per esse machinatu senza caccià a pezza è resettate a macchina.
Torni CNC
Un tornu - chjamatu ancu un centru di turnu - hà unu o più fusi, è assi X è Z.A macchina hè aduprata per rotà un pezzu di travagliu nantu à u so assi per eseguisce diverse operazioni di taglio è forma, applicà una larga gamma di arnesi à a pezza.
I torni CNC, chì sò ancu chjamati torni d'attrezzi in live action, sò ideali per creà parti cilindriche o sferiche simmetriche.Cum'è i mulini CNC, i torni CNC ponu gestisce operazioni più chjuche cum'è prototipu, ma ponu ancu esse stallati per una alta ripetibilità, chì sustene a produzzione di altu volume.
I torni CNC ponu ancu esse stallati per a produzzione relativamente senza mani, chì li rende largamente utilizati in l'industria di l'automobile, l'elettronica, l'aerospaziale, a robotica è i dispositi medichi.
Cumu funziona un tornu CNC
Cù un tornu CNC, una barra bianca di materiale di stock hè caricata in u mandrinu di u spindle di u tornu.Stu mandrinu mantene a pezza in u locu mentre u spindle gira.Quandu u spindle righjunghji a vitezza necessaria, un strumentu di taglio stazionariu hè purtatu in cuntattu cù a pezza di travagliu per sguassà materiale è ottene a geometria curretta.
Un tornu CNC pò eseguisce una quantità di operazioni, cum'è perforazione, filettatura, alesatura, alesatura, sfacciatura e tornitura conica.E diverse operazioni necessitanu cambiamenti di l'uttellu è ponu aumentà u costu è u tempu di installazione.
Quandu tutte l'operazioni di machining necessarie sò finite, a parte hè tagliata da u magazzinu per più trasfurmazioni, se necessariu.U tornu CNC hè allora prontu à ripetiri l'operazione, cù pocu o nimu tempu di setup addiziale di solitu necessariu in trà.
I torni CNC ponu ancu accoglie una varietà di alimentatori automatici di barre, chì riducenu a quantità di manipolazione manuale di materie prime è furnisce vantaghji cum'è i seguenti:
■ Reduce u tempu è u sforzu necessariu di l'operatore di a macchina
■ Supporta u barstock per riduce e vibrazioni chì ponu influenzà negativamente a precisione
■ Lasciate funziunà a machina utensile à a velocità ottimali di u fustu
■ Minimize i tempi di cambiamentu
■ Reduce i rifiuti di materiale
Tipi di torni CNC
Ci hè una quantità di sfarenti tippi di torni, ma i più cumuni sò i torni CNC à 2 assi è i torni automatichi in stile Chine.
A maiò parte di i torni CNC China utilizanu unu o dui fusi principali più unu o dui spindles back (o secundarii), cù trasferimentu rotativu rispunsevuli di u primu.U spindle principale esegue l'operazione di machining primariu, cù l'aiutu di una bussola di guida.
Inoltre, certi torni in stile Chine venenu equipati di una seconda testa di strumentu chì opera cum'è un mulinu CNC.
Cù un tornu automaticu CNC in stile Cina, u materiale di stock hè alimentatu à traversu un spindle di testa scorrevule in una bussola di guida.Questu permette à l'uttellu di taglià u materiale più vicinu à u puntu induve u materiale hè supportatu, facendu a machina di Cina soprattuttu benefica per i pezzi di tornu longu è slender è per micromachining.
I centri di tornitura CNC multi-assi è i torni in stile cinese ponu realizà parechje operazioni di lavorazione cù una sola macchina.Questu li rende una opzione rentabile per geometrie cumplesse chì altrimenti necessitanu parechje macchine o cambiamenti d'utensili utilizendu equipaghji cum'è un mulinu CNC tradiziunale.