Wat is CNC-bewerking?

Wat is CNC-bewerking?

CNC 101: De term CNC staat voor 'computer numerieke besturing', en deDefinitie van CNC-bewerking is dat het een subtractief productieproces is waarbij doorgaans gebruik wordt gemaakt van computergestuurde besturingen en gereedschapswerktuigen om materiaallagen van een voorraadstuk (ook wel het onbewerkte stuk of werkstuk genoemd) te verwijderen en een op maat ontworpen onderdeel te produceren. Dit proces is geschikt voor een breed scala aan materialen, waaronder metalen,kunststoffen, hout,glas, schuim en composieten, en vindt toepassing in een verscheidenheid aan industrieën, zoalsgrote CNC-bewerking, bewerking van onderdelen en prototypes voor telecommunicatie, enCNC-bewerking van ruimtevaartonderdelen, die nauwere toleranties vereisen dan andere industrieën. Merk op dat er een verschil is tussen de CNC-bewerkingsdefinitie en de CNC-machinedefinitie: de ene is een proces en de andere is een machine. Een CNC-machine (soms ten onrechte C- en C-machine genoemd) is een programmeerbare machine die in staat is om autonoom de bewerkingen van CNC-bewerkingen uit te voeren.

CNC-bewerking als productieproces en service is wereldwijd beschikbaar. Je kunt het gemakkelijk vindenCNC-bewerkingsdiensten in Europa, maar ook in Azië, Noord-Amerika en elders in de wereld.

Subtractieve productieprocessen, zoalsCNC-bewerking, worden vaak gepresenteerd in tegenstelling totadditieve productieprocessen, zoals 3D-printen, of formatieve productieprocessen, zoalsvloeibaar spuitgieten . Terwijl subtractieve processen materiaallagen van het werkstuk verwijderen om op maat gemaakte vormen en ontwerpen te produceren, assembleren additieve processen materiaallagen om de gewenste vorm te produceren, terwijl formatieve processen het basismateriaal vervormen en in de gewenste vorm verplaatsen. Het geautomatiseerde karakter van CNC-bewerking maakt de productie van hoge precisie en hoge nauwkeurigheid, eenvoudige onderdelen en kosteneffectiviteit mogelijk bij het uitvoeren van eenmalige en middelgrote productieruns. Hoewel CNC-bewerking bepaalde voordelen biedt ten opzichte van andere productieprocessen, zijn de mate van complexiteit en complexiteit die haalbaar is voor het ontwerpen van onderdelen en de kosteneffectiviteit van het produceren van complexe onderdelen beperkt.

Hoewel elk type productieproces zijn voor- en nadelen heeft, concentreert dit artikel zich op het CNC-bewerkingsproces, waarbij de basisprincipes van het proces worden beschreven, en de verschillende componenten en gereedschappen van de CNC-machine. Daarnaast onderzoekt dit artikel verschillende mechanische CNC-bewerkingen en presenteert het alternatieven voor deCNC-bewerkingsproces.

Overzicht van CNC-bewerkingsproces

Evoluerend uit het bewerkingsproces met numerieke besturing (NC).waarbij gebruik werd gemaakt van ponsbandkaarten, is CNC-bewerking een productieproces waarbij gebruik wordt gemaakt vangeautomatiseerde controles het bedienen en manipuleren van machines en snijgereedschappen om uitgangsmateriaal (bijvoorbeeld metaal, plastic, hout, schuim, composiet, enz.) om te vormen tot aangepaste onderdelen en ontwerpen. Hoewel het CNC-bewerkingsproces verschillende mogelijkheden en bewerkingen biedt, blijven de fundamentele principes van het proces grotendeels hetzelfde. Het basis CNC-bewerkingsproces omvat de volgende fasen:

• Het ontwerpen van het CAD-model
• Het CAD-bestand omzetten naar een CNC-programma
• Het voorbereiden van de CNC-machine
• Het uitvoeren van de machinale bewerking

• CAD-modelontwerp

  Het CNC-bewerkingsproces begint met het maken van een 2D-vector- of 3D-CAD-ontwerp voor massieve onderdelen, hetzij intern, hetzij door eenCAD/CAM-ontwerpservicebedrijf.Computerondersteunde ontwerpsoftware (CAD).stelt ontwerpers en fabrikanten in staat een model of weergave van hun onderdelen en producten te produceren, samen met de noodzakelijke technische specificaties, zoals afmetingen en geometrieën, voor de productie van het onderdeel of product.

  Ontwerpen voor CNC-gefreesde onderdelen worden beperkt door de mogelijkheden (of onmogelijkheden) van de CNC-machine en gereedschappen. De meeste CNC-bewerkingsmachines zijn bijvoorbeeld cilindrisch, daarom zijn de onderdeelgeometrieën die mogelijk zijn via het CNC-bewerkingsproces beperkt, omdat de gereedschappen gebogen hoeksecties creëren. Bovendien beperken de eigenschappen van het materiaal dat wordt bewerkt, het gereedschapsontwerp en de werkstukvasthoudmogelijkheden van de machine de ontwerpmogelijkheden verder, zoals de minimale onderdeeldikte, maximale onderdeelgrootte en de integratie en complexiteit van interne holtes en kenmerken.

  Zodra het CAD-ontwerp voltooid is, exporteert de ontwerper het naar een CNC-compatibel bestandsformaat, zoals STEP of IGES.

  Tolerantietabellen voor CNC-bewerking

  Bij het specificeren van onderdelen aan een machinewerkplaats is het belangrijk om eventuele noodzakelijke toleranties op te nemen. Hoewel CNC-machines zeer nauwkeurig zijn, laten ze nog steeds een kleine variatie tussen duplicaten van hetzelfde onderdeel achter, meestal rond de + of – 0,005 inch (0,127 mm), wat ongeveer tweemaal de breedte van een mensenhaar is. Om kosten te besparen mogen kopers alleen toleranties specificeren in delen van het onderdeel die bijzonder nauwkeurig moeten zijn omdat ze in contact komen met andere onderdelen. Hoewel er standaardtoleranties zijn voor verschillende bewerkingsniveaus (zoals weergegeven in de onderstaande tabellen), zijn niet alle toleranties gelijk. Als een onderdeel bijvoorbeeld absoluut niet groter kan zijn dan de afmeting, kan het een gespecificeerde tolerantie van +0,0/-0,5 hebben om aan te geven dat het iets kleiner kan zijn, maar niet groter in dat gebied.

  Tabel 1: Lineaire toleranties bij CNC-bewerking

  

CAD-bestandsconversie

Het opgemaakte CAD-ontwerpbestand loopt door een programma, doorgaans computerondersteunde productiesoftware (CAM), om de geometrie van het onderdeel te extraheren en genereert de digitale programmeercode die de CNC-machine bestuurt en de gereedschappen manipuleert om het op maat ontworpen onderdeel te produceren.

CNC-machines gebruikten er meerdereprogrammeertalen, inbegrepenG-codeEnM-code . De meest bekende van de CNC-programmeertalen,algemeenofgeometrische code, verwezen naar AlsG-code , regelt wanneer, waar en hoe de werktuigmachines zich over het werkstuk bewegen (bijvoorbeeld wanneer ze moeten worden in- of uitgeschakeld, hoe snel ze naar een bepaalde locatie moeten reizen, welke paden ze moeten nemen, enz.). Diverse functiecodes, ook wel M-code genoemd, besturen de hulpfuncties van de machine, zoals het automatiseren van het verwijderen en vervangen van de machinekap aan respectievelijk het begin en het einde van de productie.

Zodra het CNC-programma is gegenereerd, laadt de operator het in de CNC-machine.

Machine-instellingen

Voordat de operator het CNC-programma uitvoert, moet hij de CNC-machine bedrijfsklaar maken. Deze voorbereidingen omvatten onder meer het rechtstreeks in de machine bevestigen van het werkstukmachinespindels, of in de machinedoeiof soortgelijke werkstukopspaninrichtingen, en het bevestigen van het benodigde gereedschap, zoalsborenen vingerfrezen, tot de juiste machinecomponenten.

Zodra de machine volledig is ingesteld, kan de operator het CNC-programma uitvoeren.

Uitvoering van machinale bewerking

Het CNC-programma fungeert als instructies voor de CNC-machine; het verzendt machineopdrachten die de acties en bewegingen van het gereedschap dicteren naar de geïntegreerde computer van de machine, die de gereedschapsmachine bedient en manipuleert. Door het programma te starten, wordt de CNC-machine gevraagd het CNC-bewerkingsproces te starten, en het programma begeleidt de machine door het hele proces terwijl deze de noodzakelijke machinebewerkingen uitvoert om een ​​op maat ontworpen onderdeel of product te produceren.

CNC-bewerkingsprocessen kunnen intern worden uitgevoerd (als het bedrijf investeert in de aanschaf en het onderhoud van hun eigen CNC-apparatuur) of worden uitbesteed aan specialeDienstverleners op het gebied van CNC-bewerking.

Soorten CNC-bewerkingen

CNC-bewerking is een productieproces dat geschikt is voor een grote verscheidenheid aan industrieën, waaronder de automobielsector,ruimtevaart, bouw en landbouw, en in staat een reeks producten te produceren, zoals autoframes, chirurgische apparatuur, vliegtuigmotoren,versnellingen en hand- en tuingereedschap. Het proces omvat verschillende computergestuurde bewerkingen, waaronder mechanische, chemische, elektrische en thermische processen, waarbij het benodigde materiaal uit het werkstuk wordt verwijderd om een ​​op maat ontworpen onderdeel of product te produceren. Hoewel chemische, elektrische en thermische bewerkingsprocessen in een later gedeelte worden behandeld, worden in dit gedeelte enkele van de meest voorkomende mechanische CNC-bewerkingsbewerkingen besproken, waaronder:

• Boren
• Frezen
• Draaien

CNC-boren

Boren is een bewerkingsproces waarbij gebruik wordt gemaakt van meerdere puntenboren om cilindrische gaten in het werkstuk te maken. InCNC-boren Normaal gesproken voedt de CNC-machine de roterende boor loodrecht op het vlak van het oppervlak van het werkstuk, waardoor verticaal uitgelijnde gaten ontstaan ​​met diameters gelijk aan de diameter van de boor die voor de boorbewerking wordt gebruikt. Hoekboorbewerkingen kunnen echter ook worden uitgevoerd met behulp van gespecialiseerde machineconfiguraties en werkstukopspaninrichtingen. Operationele mogelijkheden van het boorproces omvatten:tegenboren, verzinken, ruimen, entikken.

CNC-frezen

Frezen is een bewerkingsproces waarbij gebruik wordt gemaakt van roterende meerpuntssnijgereedschappen om materiaal van het werkstuk te verwijderen. InCNC-frezen Bij handmatig frezen voert de CNC-machine het werkstuk doorgaans in dezelfde richting naar het snijgereedschap als de rotatie van het snijgereedschap, terwijl bij handmatig frezen de machine het werkstuk in de tegenovergestelde richting van de rotatie van het snijgereedschap voert. De operationele mogelijkheden van het freesproces omvatten vlakfrezen – het snijden van ondiepe, vlakke oppervlakken en holtes met een platte bodem in het werkstuk – en perifeer frezen – het snijden van diepe holtes, zoals sleuven en schroefdraden, in het werkstuk.

CNC-draaien

CNC-draaien en meerspindelbewerking – Beeldcredits: Buell Automatics

Draaien is een bewerkingsproces waarbij gebruik wordt gemaakt van enkelpunts snijgereedschappen om materiaal van het roterende werkstuk te verwijderen. InCNC-draaien, de machine – meestal aCNC-draaibank —voert het snijgereedschap in een lineaire beweging langs het oppervlak van het roterende werkstuk, waarbij materiaal rond de omtrek wordt verwijderd totdat de gewenste diameter is bereikt, om cilindrische onderdelen te produceren met externe en interne kenmerken, zoals sleuven, taps toelopende delen en schroefdraad. Operationele mogelijkheden van het draaiproces omvatten:saai, geconfronteerd, groef, endraadsnijden . Als het gaat om een ​​CNC-freesmachine versus een draaibank, werkt frezen, met zijn roterende snijgereedschappen, beter voor complexere onderdelen. Draaibanken, met roterende werkstukken en stationaire snijgereedschappen, werken echter het beste voor het sneller en nauwkeuriger maken van ronde onderdelen.