Mae Peiriannu Precision yn broses i dynnu deunydd o ddarn gwaith wrth ddal gorffeniadau goddefgarwch agos. Mae gan y peiriant manwl lawer o fathau, gan gynnwys melino, troi a pheiriannu rhyddhau trydanol. Yn gyffredinol, rheolir peiriant manwl heddiw gan ddefnyddio Rheolaethau Rhifiadol Cyfrifiadurol (CNC).
Mae bron pob cynnyrch metel yn defnyddio peiriannu manwl, fel y mae llawer o ddeunyddiau eraill fel plastig a phren. Mae'r peiriannau hyn yn cael eu gweithredu gan beirianwyr arbenigol a hyfforddedig. Er mwyn i'r offeryn torri wneud ei waith, rhaid ei symud i gyfarwyddiadau a bennir i wneud y toriad cywir. Gelwir y cynnig sylfaenol hwn yn "gyflymder torri." Gellir symud y workpiece hefyd, a elwir y cynnig eilaidd o "feed." Gyda'i gilydd, mae'r cynigion hyn a miniogrwydd yr offeryn torri yn caniatáu i'r peiriant manwl gywirdeb weithredu.
Mae peiriannu manwl gywirdeb ansawdd yn gofyn am y gallu i ddilyn glasbrintiau hynod benodol a wneir gan raglenni CAD (dylunio gyda chymorth cyfrifiadur) neu CAM (gweithgynhyrchu â chymorth cyfrifiadur) fel AutoCAD a TurboCAD. Gall y feddalwedd helpu i gynhyrchu'r diagramau neu'r amlinelliadau 3 dimensiwn cymhleth sydd eu hangen er mwyn cynhyrchu teclyn, peiriant neu wrthrych. Rhaid cadw at y glasbrintiau hyn yn fanwl iawn er mwyn sicrhau bod cynnyrch yn cadw ei gyfanrwydd. Er bod y rhan fwyaf o gwmnïau peiriannu manwl yn gweithio gyda rhyw fath o raglenni CAD / CAM, maent yn dal i weithio'n aml gyda brasluniau wedi'u tynnu â llaw yng nghamau cychwynnol dyluniad.
Defnyddir peiriannu manwl ar nifer o ddeunyddiau gan gynnwys dur, efydd, graffit, gwydr a phlastig i enwi ond ychydig. Yn dibynnu ar faint y prosiect a'r deunyddiau i'w defnyddio, defnyddir amrywiol offer peiriannu manwl. Gellir defnyddio unrhyw gyfuniad o turnau, peiriannau melino, gweisg drilio, llifiau a llifanu, a hyd yn oed roboteg cyflym. Gall y diwydiant awyrofod ddefnyddio peiriannu cyflymder uchel, tra gallai diwydiant gwneud offer gwaith coed ddefnyddio prosesau ysgythru a melino ffoto-gemegol. Gall corddi rhediad, neu swm penodol o unrhyw eitem benodol, rifo yn y miloedd, neu fod yn ddim ond ychydig. Mae peiriannu trachywiredd yn aml yn gofyn am raglennu dyfeisiau CNC sy'n golygu eu bod yn cael eu rheoli'n rhifiadol ar gyfrifiadur. Mae'r ddyfais CNC yn caniatáu dilyn union ddimensiynau trwy gydol rhediad cynnyrch.
Melino yw'r broses beiriannu o ddefnyddio torwyr cylchdro i dynnu deunydd o ddarn gwaith trwy symud (neu fwydo) y torrwr i'r darn gwaith i gyfeiriad penodol. Gellir dal y torrwr hefyd ar ongl sy'n gymharol ag echel yr offeryn. Mae melino'n cynnwys amrywiaeth eang o wahanol weithrediadau a pheiriannau, ar raddfeydd o rannau bach unigol i weithrediadau melino gangiau mawr, trwm. Mae'n un o'r prosesau a ddefnyddir amlaf ar gyfer peiriannu rhannau arfer i union oddefiadau.
Gellir melino gydag ystod eang o offer peiriant. Y dosbarth gwreiddiol o offer peiriant ar gyfer melino oedd y peiriant melino (a elwir yn aml yn felin). Ar ôl dyfodiad rheolaeth rifiadol gyfrifiadurol (CNC), esblygodd peiriannau melino yn ganolfannau peiriannu: peiriannau melino wedi'u gwella gan newidwyr offer awtomatig, cylchgronau offer neu garwseli, gallu CNC, systemau oerydd, a chaeau. Yn gyffredinol, mae canolfannau melino yn cael eu dosbarthu fel canolfannau peiriannu fertigol (VMCs) neu ganolfannau peiriannu llorweddol (HMCs).
Dechreuwyd integreiddio melino i amgylcheddau troi, ac i'r gwrthwyneb, gydag offer byw ar gyfer turnau a defnyddio melinau o bryd i'w gilydd ar gyfer gweithrediadau troi. Arweiniodd hyn at ddosbarth newydd o offer peiriant, peiriannau amldasgio (MTMs), sydd wedi'u hadeiladu'n bwrpasol i hwyluso melino a throi o fewn yr un amlen waith.
Ar gyfer peirianwyr dylunio, timau Ymchwil a Datblygu, a gweithgynhyrchwyr sy'n dibynnu ar ran-gyrchu, mae peiriannu manwl CNC yn caniatáu ar gyfer creu rhannau cymhleth heb brosesu ychwanegol. Mewn gwirionedd, mae peiriannu manwl CNC yn aml yn ei gwneud hi'n bosibl i rannau gorffenedig gael eu gwneud ar un peiriant.
Mae'r broses beiriannu yn tynnu deunydd ac yn defnyddio ystod eang o offer torri i greu'r dyluniad terfynol, ac yn aml yn gymhleth iawn, o ran. Mae lefel y manwl gywirdeb yn cael ei wella trwy ddefnyddio rheolaeth rifiadol gyfrifiadurol (CNC), a ddefnyddir i awtomeiddio rheolaeth yr offer peiriannu.
Rôl "CNC" mewn peiriannu manwl
Gan ddefnyddio cyfarwyddiadau rhaglennu wedi'u codio, mae peiriannu manwl CNC yn caniatáu torri a siapio darn gwaith i fanylebau heb ymyrraeth â llaw gan weithredwr peiriant.
Gan gymryd model dylunio gyda chymorth cyfrifiadur (CAD) a ddarperir gan gwsmer, mae peiriannydd arbenigol yn defnyddio meddalwedd gweithgynhyrchu â chymorth cyfrifiadur (CAM) i greu'r cyfarwyddiadau ar gyfer peiriannu'r rhan. Yn seiliedig ar y model CAD, mae'r meddalwedd yn penderfynu pa lwybrau offer sydd eu hangen ac yn cynhyrchu'r cod rhaglennu sy'n dweud wrth y peiriant:
■ Beth yw'r RPMs a'r cyfraddau bwyd anifeiliaid cywir
■ Pryd a ble i symud yr offeryn a / neu'r darn gwaith
■ Pa mor ddwfn i'w dorri
■ Pryd i wneud cais oerydd
■ Unrhyw ffactorau eraill sy'n gysylltiedig â chyflymder, cyfradd porthiant a chydsymud
Yna mae rheolwr CNC yn defnyddio'r cod rhaglennu i reoli, awtomeiddio a monitro symudiadau'r peiriant.
Heddiw, mae CNC yn nodwedd adeiledig o ystod eang o offer, o turnau, melinau, a llwybryddion i wifren EDM (peiriannu rhyddhau trydanol), laser, a pheiriannau torri plasma. Yn ogystal ag awtomeiddio'r broses beiriannu a gwella manwl gywirdeb, mae CNC yn dileu tasgau llaw ac yn rhyddhau peirianwyr i oruchwylio peiriannau lluosog sy'n rhedeg ar yr un pryd.
Yn ogystal, unwaith y bydd llwybr offer wedi'i ddylunio a pheiriant wedi'i raglennu, gall redeg rhan unrhyw nifer o weithiau. Mae hyn yn darparu lefel uchel o gywirdeb ac ailadroddadwyedd, sydd yn ei dro yn gwneud y broses yn hynod gost-effeithiol a graddadwy.
Deunyddiau sydd wedi'u peiriannu
Mae rhai metelau sy'n cael eu peiriannu'n gyffredin yn cynnwys alwminiwm, pres, efydd, copr, dur, titaniwm, a sinc. Yn ogystal, gellir peiriannu pren, ewyn, gwydr ffibr a phlastigau fel polypropylen hefyd.
Mewn gwirionedd, gellir defnyddio bron unrhyw ddeunydd gyda pheiriannu CNC manwl gywir - wrth gwrs, yn dibynnu ar y cymhwysiad a'i ofynion.
Rhai o fanteision peiriannu CNC manwl
I lawer o'r rhannau bach a'r cydrannau sy'n cael eu defnyddio mewn ystod eang o gynhyrchion wedi'u cynhyrchu, peiriannu CNC manwl yn aml yw'r dull saernïo o ddewis.
Fel sy'n wir am bron pob dull torri a pheiriannu, mae gwahanol ddefnyddiau'n ymddwyn yn wahanol, ac mae maint a siâp cydran hefyd yn cael effaith fawr ar y broses. Fodd bynnag, yn gyffredinol mae'r broses o beiriannu CNC manwl yn cynnig manteision dros ddulliau peiriannu eraill.
Mae hynny oherwydd bod peiriannu CNC yn gallu cyflawni:
■ Gradd uchel o gymhlethdod rhannol
■ Goddefiannau tynn, yn nodweddiadol yn amrywio o ± 0.0002 "(± 0.00508 mm) i ± 0.0005" (± 0.0127 mm)
■ Gorffeniadau wyneb eithriadol o esmwyth, gan gynnwys gorffeniadau personol
■ Ailadroddadwyedd, hyd yn oed ar gyfeintiau uchel
Er y gall peiriannydd medrus ddefnyddio turn â llaw i wneud rhan o ansawdd mewn meintiau o 10 neu 100, beth sy'n digwydd pan fydd angen 1,000 o rannau arnoch chi? 10,000 rhan? 100,000 neu filiwn o rannau?
Gyda pheiriannu CNC manwl gywir, gallwch gael y scalability a'r cyflymder sydd eu hangen ar gyfer y math hwn o gynhyrchu cyfaint uchel. Yn ogystal, mae ailadroddadwyedd uchel peiriannu CNC yn rhoi rhannau i chi sydd yr un fath o'r dechrau i'r diwedd, ni waeth faint o rannau rydych chi'n eu cynhyrchu.
Mae yna rai dulliau arbenigol iawn o beiriannu CNC, gan gynnwys EDM gwifren (peiriannu rhyddhau trydanol), peiriannu ychwanegion, ac argraffu laser 3D. Er enghraifft, mae EDM gwifren yn defnyddio deunyddiau dargludol - metelau yn nodweddiadol— a gollyngiadau trydanol i erydu darn gwaith yn siapiau cymhleth.
Fodd bynnag, yma byddwn yn canolbwyntio ar y prosesau melino a throi - dau ddull tynnu sydd ar gael yn eang ac a ddefnyddir yn aml ar gyfer peiriannu manwl CNC.
Melino vs troi
Mae melino yn broses beiriannu sy'n defnyddio teclyn torri cylchdro, silindrog i dynnu deunydd a chreu siapiau. Mae offer melino, a elwir yn felin neu ganolfan beiriannu, yn cyflawni bydysawd o geometregau rhan gymhleth ar rai o'r gwrthrychau mwyaf wedi'u peiriannu metel.
Nodwedd bwysig o felino yw bod y darn gwaith yn aros yn llonydd tra bod yr offeryn torri yn troelli. Hynny yw, ar felin, mae'r teclyn torri cylchdroi yn symud o amgylch y darn gwaith, sy'n parhau i fod yn sefydlog yn ei le ar wely.
Troi yw'r broses o dorri neu siapio darn gwaith ar offer o'r enw turn. Yn nodweddiadol, mae'r turn yn troelli'r darn gwaith ar echel fertigol neu lorweddol tra bod teclyn torri sefydlog (a all fod yn troelli neu beidio) yn symud ar hyd yr echel wedi'i raglennu.
Ni all yr offeryn fynd o amgylch y rhan yn gorfforol. Mae'r deunydd yn cylchdroi, gan ganiatáu i'r offeryn gyflawni'r gweithrediadau sydd wedi'u rhaglennu. (Mae yna is-set o turnau lle mae'r offer yn troelli o amgylch gwifren sy'n cael ei bwydo gan sbŵl, fodd bynnag, nad yw wedi'i gorchuddio yma.)
Wrth droi, yn wahanol i felino, mae'r workpiece yn troelli. Mae'r stoc rhannol yn troi ar werthyd y turn a deuir â'r teclyn torri i gysylltiad â'r darn gwaith.
Peiriannu â llaw yn erbyn CNC
Er bod melinau a turnau ar gael mewn modelau llaw, mae peiriannau CNC yn fwy priodol at ddibenion gweithgynhyrchu rhannau bach - gan gynnig scalability ac ailadroddadwyedd ar gyfer cymwysiadau sy'n gofyn am gynhyrchu rhannau goddefgarwch tynn mewn cyfaint uchel.
Yn ogystal â chynnig peiriannau 2-echel syml lle mae'r offeryn yn symud yn yr echelinau X a Z, mae offer manwl CNC yn cynnwys modelau aml-echel lle gall y darn gwaith symud hefyd. Mae hyn yn wahanol i durn lle mae'r darn gwaith wedi'i gyfyngu i nyddu a bydd yr offer yn symud i greu'r geometreg a ddymunir.
Mae'r cyfluniadau aml-echel hyn yn caniatáu ar gyfer cynhyrchu geometregau mwy cymhleth mewn un gweithrediad, heb fod angen gwaith ychwanegol gan weithredwr y peiriant. Mae hyn nid yn unig yn ei gwneud hi'n haws cynhyrchu rhannau cymhleth, ond hefyd yn lleihau neu'n dileu'r siawns o gamgymeriad gweithredwr.
Yn ogystal, mae defnyddio oerydd pwysedd uchel gyda pheiriannu CNC manwl gywir yn sicrhau nad yw sglodion yn mynd i mewn i'r gwaith, hyd yn oed wrth ddefnyddio peiriant â gwerthyd wedi'i gyfeirio'n fertigol.
Melinau CNC
Mae gwahanol beiriannau melino yn amrywio o ran eu maint, ffurfweddiadau echelin, cyfraddau bwyd anifeiliaid, cyflymder torri, cyfeiriad porthiant melino, a nodweddion eraill.
Fodd bynnag, yn gyffredinol, mae melinau CNC i gyd yn defnyddio gwerthyd cylchdroi i dorri deunydd diangen i ffwrdd. Fe'u defnyddir i dorri metelau caled fel dur a thitaniwm ond gellir eu defnyddio hefyd gyda deunyddiau fel plastig ac alwminiwm.
Mae melinau CNC yn cael eu hadeiladu ar gyfer ailadroddadwyedd a gellir eu defnyddio ar gyfer popeth o brototeipio i gynhyrchu cyfaint uchel. Yn aml, defnyddir melinau CNC manwl uchel ar gyfer gwaith goddefgarwch tynn fel melino mân yn marw a mowldiau.
Er y gall melino CNC gyflawni troi cyflym, mae gorffen fel melin yn creu rhannau â marciau offer gweladwy. Efallai y bydd hefyd yn cynhyrchu rhannau gyda rhai ymylon miniog a burrs, felly efallai y bydd angen prosesau ychwanegol os yw ymylon a burrs yn annerbyniol ar gyfer y nodweddion hynny.
Wrth gwrs, bydd offer dadleuol sydd wedi'u rhaglennu i'r dilyniant yn deburr, er eu bod fel arfer yn cyflawni 90% o'r gofyniad gorffenedig ar y mwyaf, gan adael rhai nodweddion ar gyfer gorffen â llaw yn derfynol.
Fel ar gyfer gorffeniad wyneb, mae yna offer a fydd yn cynhyrchu nid yn unig orffeniad wyneb derbyniol, ond hefyd gorffeniad tebyg i ddrych ar ddognau o'r cynnyrch gwaith.
Mathau o felinau CNC
Gelwir y ddau fath sylfaenol o beiriannau melino yn ganolfannau peiriannu fertigol a chanolfannau peiriannu llorweddol, lle mae'r prif wahaniaeth yng nghyfeiriadedd gwerthyd y peiriant.
Melin yw canolfan beiriannu fertigol lle mae echel y werthyd wedi'i alinio i gyfeiriad echel Z. Gellir rhannu'r peiriannau fertigol hyn ymhellach yn ddau fath:
■ Melinau gwely, lle mae'r gwerthyd yn symud yn gyfochrog â'i echel ei hun tra bod y bwrdd yn symud yn berpendicwlar i echel y werthyd
■ Melinau tyred, lle mae'r werthyd yn llonydd ac mae'r bwrdd yn cael ei symud fel ei fod bob amser yn berpendicwlar ac yn gyfochrog ag echel y werthyd yn ystod y gwaith torri.
Mewn canolfan beiriannu lorweddol, mae echel werthyd y felin wedi'i halinio i gyfeiriad echel Y. Mae'r strwythur llorweddol yn golygu bod y melinau hyn yn tueddu i gymryd mwy o le ar lawr y siop beiriannau; maent hefyd yn gyffredinol yn drymach o ran pwysau ac yn fwy pwerus na pheiriannau fertigol.
Defnyddir melin lorweddol yn aml pan fydd angen gorffeniad wyneb gwell; mae hynny oherwydd bod cyfeiriadedd y werthyd yn golygu bod y sglodion torri yn cwympo i ffwrdd yn naturiol ac yn hawdd eu tynnu. (Fel budd ychwanegol, mae tynnu sglodion yn effeithlon yn helpu i gynyddu bywyd offer.)
Yn gyffredinol, mae canolfannau peiriannu fertigol yn fwy cyffredin oherwydd gallant fod mor bwerus â chanolfannau peiriannu llorweddol a gallant drin rhannau bach iawn. Yn ogystal, mae gan ganolfannau fertigol ôl troed llai na chanolfannau peiriannu llorweddol.
Melinau CNC aml-echel
Mae canolfannau melin manwl CNC ar gael gyda sawl echel. Mae melin 3-echel yn defnyddio'r echelinau X, Y a Z ar gyfer amrywiaeth eang o waith. Gyda melin 4-echel, gall y peiriant gylchdroi ar echel fertigol a llorweddol a symud y darn gwaith i ganiatáu ar gyfer peiriannu mwy parhaus.
Mae gan felin 5 echel dair echel draddodiadol a dwy echel cylchdro ychwanegol, sy'n galluogi cylchdroi'r darn gwaith wrth i'r pen gwerthyd symud o'i gwmpas. Mae hyn yn galluogi peiriannu pum ochr darn gwaith heb gael gwared ar y darn gwaith ac ailosod y peiriant.
Turnau CNC
Mae gan turn - a elwir hefyd yn ganolfan droi - un spindles neu fwy, ac echelinau X a Z. Defnyddir y peiriant i gylchdroi darn gwaith ar ei echel i berfformio amryw o weithrediadau torri a siapio, gan gymhwyso ystod eang o offer i'r darn gwaith.
Mae turnau CNC, a elwir hefyd yn turnau offer gweithredu byw, yn ddelfrydol ar gyfer creu rhannau silindrog neu sfferig cymesur. Fel melinau CNC, gall turnau CNC drin gweithrediadau llai fel prototeipio ond gellir eu sefydlu hefyd ar gyfer ailadroddadwyedd uchel, gan gefnogi cynhyrchu cyfaint uchel.
Gellir sefydlu turnau CNC hefyd ar gyfer cynhyrchu cymharol ddi-dwylo, sy'n eu gwneud yn cael eu defnyddio'n helaeth yn y diwydiannau modurol, electroneg, awyrofod, roboteg a dyfeisiau meddygol.
Sut mae turn CNC yn gweithio
Gyda turn CNC, mae bar gwag o ddeunydd stoc yn cael ei lwytho i mewn i gwtsh gwerthyd y turn. Mae'r chuck hwn yn dal y darn gwaith yn ei le tra bod y werthyd yn cylchdroi. Pan fydd y werthyd yn cyrraedd y cyflymder gofynnol, deuir ag offeryn torri llonydd i gysylltiad â'r darn gwaith i gael gwared ar ddeunydd a chyflawni'r geometreg gywir.
Gall turn CNC gyflawni nifer o lawdriniaethau, megis drilio, edafu, diflas, reamio, wynebu a throi tapr. Mae angen newid offer ar wahanol weithrediadau a gallant gynyddu cost ac amser sefydlu.
Pan fydd yr holl weithrediadau peiriannu gofynnol wedi'u cwblhau, mae'r rhan yn cael ei thorri o'r stoc i'w phrosesu ymhellach, os oes angen. Yna mae turn CNC yn barod i ailadrodd y llawdriniaeth, gydag ychydig neu ddim amser sefydlu ychwanegol fel arfer yn ofynnol rhyngddynt.
Gall turnau CNC hefyd ddarparu ar gyfer amrywiaeth o borthwyr bar awtomatig, sy'n lleihau faint o drin deunydd crai â llaw ac yn darparu manteision fel y canlynol:
■ Lleihau'r amser a'r ymdrech sy'n ofynnol gan weithredwr y peiriant
■ Cefnogwch y bloc bar i leihau dirgryniadau a all effeithio'n negyddol ar gywirdeb
■ Caniatáu i'r teclyn peiriant weithredu ar y cyflymderau gwerthyd gorau posibl
■ Lleihau amseroedd newid
■ Lleihau gwastraff deunydd
Mathau o turnau CNC
Mae yna nifer o wahanol fathau o turnau, ond y rhai mwyaf cyffredin yw turnau CNC 2-echel a turnau awtomatig yn arddull Tsieina.
Mae'r rhan fwyaf o turnau CNC China yn defnyddio un neu ddau o werthydau ynghyd ag un neu ddau werthyd yn ôl (neu eilaidd), gyda throsglwyddiad cylchdro yn gyfrifol am y cyntaf. Mae'r prif werthyd yn cyflawni'r prif waith peiriannu, gyda chymorth tywysydd bushing.
Yn ogystal, mae gan rai turnau yn arddull Tsieina ail ben offer sy'n gweithredu fel melin CNC.
Gyda turn awtomatig CNC yn arddull China, mae'r deunydd stoc yn cael ei fwydo trwy werthyd pen llithro i mewn i fws canllaw. Mae hyn yn caniatáu i'r offeryn dorri'r deunydd yn agosach at y pwynt lle mae'r deunydd yn cael ei gefnogi, gan wneud peiriant Tsieina yn arbennig o fuddiol ar gyfer rhannau hir, main wedi'u troi ac ar gyfer micromachining.
Gall canolfannau troi CNC aml-echel a turnau yn null Tsieina gyflawni gweithrediadau peiriannu lluosog gan ddefnyddio un peiriant. Mae hyn yn eu gwneud yn opsiwn cost-effeithiol ar gyfer geometregau cymhleth a fyddai fel arall yn gofyn am beiriannau lluosog neu newidiadau offer gan ddefnyddio offer fel melin CNC draddodiadol.