Cos'è la lavorazione CNC?

Cos'è la lavorazione CNC?

CNC 101: Il termine CNC sta per "controllo numerico computerizzato" e ilDefinizione lavorazione CNC è che si tratta di un processo di produzione sottrattiva che in genere impiega controlli computerizzati e macchine utensili per rimuovere strati di materiale da un pezzo grezzo, noto come pezzo grezzo o pezzo in lavorazione, e produrre una parte progettata su misura. Questo processo è adatto per un'ampia gamma di materiali, inclusi metalli,plastica, legna,bicchiere, schiuma e compositi e trova applicazione in una varietà di settori, come ad esempiograndi lavorazioni CNC, lavorazione di pezzi e prototipi per le telecomunicazioni, eParti aerospaziali lavoranti di CNC, che richiedono tolleranze più strette rispetto ad altri settori. Tieni presente che esiste una differenza tra la definizione di lavorazione CNC e la definizione di macchina CNC: una è un processo e l'altra è una macchina. Una macchina CNC (a volte erroneamente chiamata macchina C e C) è una macchina programmabile in grado di eseguire autonomamente le operazioni di lavorazione CNC.

La lavorazione CNC come processo di produzione e servizio è disponibile in tutto il mondo. Puoi trovarlo facilmenteServizi di lavorazione CNC in Europa, così come in Asia, Nord America e in altre parti del mondo.

Processi di produzione sottrattiva, comeLavorazione CNC, sono spesso presentati in contrasto conprocessi di produzione additiva, come la stampa 3D, o processi di produzione formativa, comestampaggio ad iniezione liquida . Mentre i processi sottrattivi rimuovono strati di materiale dal pezzo in lavorazione per produrre forme e disegni personalizzati, i processi additivi assemblano strati di materiale per produrre la forma desiderata e i processi formativi deformano e spostano il materiale grezzo nella forma desiderata. La natura automatizzata della lavorazione CNC consente la produzione di alta precisione e accuratezza, di parti semplici e di efficienza in termini di costi quando si realizzano cicli di produzione una tantum e di volume medio. Tuttavia, sebbene la lavorazione CNC presenti alcuni vantaggi rispetto ad altri processi di produzione, il grado di complessità e complessità ottenibile per la progettazione delle parti e il rapporto costo-efficacia della produzione di parti complesse sono limitati.

Sebbene ogni tipo di processo di produzione presenti vantaggi e svantaggi, questo articolo si concentra sul processo di lavorazione CNC, delineando le basi del processo e i vari componenti e utensili della macchina CNC. Inoltre, questo articolo esplora varie operazioni di lavorazione meccanica CNC e presenta alternative allaProcesso di lavorazione CNC.

Panoramica del processo di lavorazione CNC

Evoluzione del processo di lavorazione a controllo numerico (NC).che utilizzava schede a nastro perforate, la lavorazione CNC è un processo di produzione che utilizzacontrolli computerizzati utilizzare e manipolare macchine e utensili da taglio per modellare il materiale grezzo, ad esempio metallo, plastica, legno, schiuma, composito, ecc., in parti e progetti personalizzati. Sebbene il processo di lavorazione CNC offra diverse funzionalità e operazioni, i principi fondamentali del processo rimangono sostanzialmente gli stessi in tutti i processi. Il processo di lavorazione CNC di base comprende le seguenti fasi:

• Progettazione del modello CAD
• Conversione del file CAD in un programma CNC
• Preparazione della macchina CNC
• Esecuzione dell'operazione di lavorazione

• Progettazione di modelli CAD

  Il processo di lavorazione CNC inizia con la creazione di un progetto CAD vettoriale 2D o di parte solida 3D internamente o tramite unAzienda di servizi di progettazione CAD/CAM.Software di progettazione assistita da computer (CAD).consente a progettisti e produttori di produrre un modello o un rendering delle loro parti e prodotti insieme alle specifiche tecniche necessarie, come dimensioni e geometrie, per la produzione della parte o del prodotto.

  I progetti per le parti lavorate a CNC sono limitati dalle capacità (o incapacità) della macchina e degli utensili CNC. Ad esempio, la maggior parte delle macchine utensili CNC sono cilindriche, pertanto le geometrie delle parti possibili tramite il processo di lavorazione CNC sono limitate poiché l'utensile crea sezioni angolari curve. Inoltre, le proprietà del materiale da lavorare, la progettazione degli utensili e le capacità di presa pezzo della macchina limitano ulteriormente le possibilità di progettazione, come gli spessori minimi delle parti, le dimensioni massime delle parti e l'inclusione e la complessità di cavità e caratteristiche interne.

  Una volta completata la progettazione CAD, il progettista la esporta in un formato file compatibile con CNC, come STEP o IGES.

  Tabelle delle tolleranze di lavorazione CNC

  Quando si specificano i pezzi a un'officina meccanica, è importante includere tutte le tolleranze necessarie. Sebbene le macchine CNC siano molto precise, lasciano comunque qualche leggera variazione tra i duplicati della stessa parte, generalmente intorno a + o – 0,005 pollici (0,127 mm), ovvero circa il doppio della larghezza di un capello umano. Per risparmiare sui costi, gli acquirenti dovrebbero specificare le tolleranze solo nelle aree della parte che dovranno essere particolarmente precise perché entreranno in contatto con altre parti. Sebbene esistano tolleranze standard per diversi livelli di lavorazione (come mostrato nelle tabelle seguenti), non tutte le tolleranze sono uguali. Se, ad esempio, una parte non può assolutamente essere più grande della misurazione, potrebbe avere una tolleranza specificata di +0,0/-0,5 per mostrare che può essere leggermente più piccola, ma non più grande in quell'area.

  Tabella 1: Tolleranze lineari nella lavorazione CNC

  

Conversione di file CAD

Il file di progettazione CAD formattato viene eseguito attraverso un programma, in genere un software di produzione assistita da computer (CAM), per estrarre la geometria della parte e generare il codice di programmazione digitale che controllerà la macchina CNC e manipolerà gli utensili per produrre la parte progettata su misura.

Le macchine CNC ne utilizzavano diverselinguaggi di programmazione, CompresoCodice GECodice M . Il più noto dei linguaggi di programmazione CNC,generaleOcodice geometrico, indicato comeCodice G , controlla quando, dove e come si muovono le macchine utensili (ad esempio, quando accenderle o spegnerle, la velocità con cui spostarsi verso una posizione particolare, quali percorsi intraprendere, ecc.) attraverso il pezzo. Il codice di funzione varia, denominato codice M, controlla le funzioni ausiliarie della macchina, come l'automazione della rimozione e della sostituzione del coperchio della macchina rispettivamente all'inizio e alla fine della produzione.

Una volta generato il programma CNC, l'operatore lo carica sulla macchina CNC.

Configurazione della macchina

Prima di eseguire il programma CNC, l'operatore deve preparare la macchina CNC per il funzionamento. Queste preparazioni includono il fissaggio del pezzo direttamente nella macchina, sumandrini di macchinario nella macchinaarrivedercio simili dispositivi di fissaggio del pezzo e collegare gli strumenti necessari, come ad espunta del trapanoe frese, ai componenti corretti della macchina.

Una volta completata la configurazione della macchina, l'operatore può eseguire il programma CNC.

Esecuzione dell'operazione di lavorazione

Il programma CNC funge da istruzioni per la macchina CNC; invia i comandi della macchina che dettano le azioni e i movimenti degli utensili al computer integrato della macchina, che aziona e manipola la macchina utensile. L'avvio del programma richiede alla macchina CNC di iniziare il processo di lavorazione CNC e il programma guida la macchina durante tutto il processo mentre esegue le operazioni della macchina necessarie per produrre una parte o un prodotto personalizzato.

I processi di lavorazione CNC possono essere eseguiti internamente, se l'azienda investe nell'ottenimento e nella manutenzione delle proprie attrezzature CNC, o esternalizzati a personale dedicato.Fornitori di servizi di lavorazione CNC.

Tipi di operazioni di lavorazione CNC

La lavorazione CNC è un processo di produzione adatto a un'ampia varietà di settori, tra cui quello automobilistico,aerospaziale, edilizia e agricoltura e in grado di produrre una gamma di prodotti, come telai di automobili, attrezzature chirurgiche, motori di aerei,ingranaggi e attrezzi manuali e da giardino. Il processo comprende diverse operazioni di lavorazione controllate da computer, inclusi processi meccanici, chimici, elettrici e termici, che rimuovono il materiale necessario dal pezzo in lavorazione per produrre una parte o un prodotto progettato su misura. Mentre i processi di lavorazione chimica, elettrica e termica sono trattati in una sezione successiva, questa sezione esplora alcune delle operazioni di lavorazione meccanica CNC più comuni, tra cui:

• Perforazione
• Fresatura
• Girando

Foratura CNC

La foratura è un processo di lavorazione che utilizza più puntipunta del trapano per produrre fori cilindrici nel pezzo. InForatura CNC , tipicamente la macchina CNC alimenta la punta rotante perpendicolarmente al piano della superficie del pezzo, che produce fori allineati verticalmente con diametro pari al diametro della punta utilizzata per l'operazione di foratura. Tuttavia, le operazioni di foratura angolare possono essere eseguite anche mediante l'uso di configurazioni di macchine e dispositivi di bloccaggio specializzati. Le capacità operative del processo di perforazione includonocontronoioso, svasatura, alesatura etoccando.

Fresatura CNC

La fresatura è un processo di lavorazione che impiega utensili da taglio rotanti multipunto per rimuovere materiale dal pezzo. InFresatura CNC , la macchina CNC tipicamente alimenta il pezzo all'utensile da taglio nella stessa direzione di rotazione dell'utensile da taglio, mentre nella fresatura manuale la macchina alimenta il pezzo nella direzione opposta alla rotazione dell'utensile da taglio. Le capacità operative del processo di fresatura includono la fresatura frontale, ovvero il taglio di superfici piane e poco profonde e cavità a fondo piatto nel pezzo, e la fresatura periferica, ovvero il taglio di cavità profonde, come fessure e filettature, nel pezzo.

Tornitura CNC

Tornitura CNC e lavorazione multimandrino – Credito immagine: Buell Automatics

La tornitura è un processo di lavorazione che utilizza utensili da taglio a punto singolo per rimuovere materiale dal pezzo rotante. InTornitura CNC, la macchina, in genere aTornio CNC —alimenta l'utensile da taglio con un movimento lineare lungo la superficie del pezzo rotante, rimuovendo materiale attorno alla circonferenza fino al raggiungimento del diametro desiderato, per produrre parti cilindriche con caratteristiche esterne ed interne, come fessure, conicità e filettature. Le capacità operative del processo di tornitura includononoioso, rivestimento, scanalatura etaglio del filo . Quando si tratta di una fresatrice CNC rispetto a un tornio, la fresatura, con i suoi utensili da taglio rotanti, funziona meglio per le parti più complesse. Tuttavia, i torni, con pezzi rotanti e utensili da taglio fissi, funzionano meglio per una creazione più rapida e accurata di parti rotonde.