Gia công CNC toàn diện Phân tích: Hướng dẫn cuối cùng từ nguyên tắc cơ bản đến ứng dụng công nghiệp

I. giới thiệu về công nghệ gia công CNC

1.1 là gia công CNC

Gia công CNC (điều khiển số máy tính) là một công nghệ sản xuất tiên tiến sử dụng các chương trình máy tính để điều khiển các công cụ máy để xử lý chính xác các vật liệu khác nhau. Nó chuyển đổi các hoạt động thủ công truyền thống thành một quá trình sản xuất kỹ thuật số, tự động, cho phép sản xuất chính xác cao và phù hợp các thành phần phức tạp. Bằng cách tích hợp liên tục CAD (máy tính hỗ trợ thiết kế) và CAM (sản xuất với sự hỗ trợ của máy tính), dữ liệu thiết kế được chuyển đổi trực tiếp thành hướng dẫn bằng công cụ máy, đạt được quy trình khép kín hiệu quả từ thiết kế sản phẩm đến sản xuất hoàn chỉnh.

Nền tảng phát triển 1.2 của gia công CNC

Kể từ giữa thế kỷ 20, những tiến bộ nhanh chóng trong vi điện tử, tự động hóa và công nghệ máy tính đã trưởng thành công nghệ CNC và cho phép nó được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực sản xuất. Đặc biệt trong các ngành công nghiệp như hàng không vũ trụ, ô tô, thiết bị y tế và tạo khuôn, tăng nhu cầu về độ chính xác và lặp lại đã dần dần thay thế quá trình thủ công truyền thống bằng gia công CNC. Công nghệ này đã thúc đẩy quá trình chuyển đổi sang sản xuất thông minh cao cấp.

II. Nguyên tắc làm việc của gia công CNC

2.1 Hệ thống điều khiển số và hướng dẫn chương trình

Tại trung tâm của các công cụ máy CNC là hệ thống điều khiển số, nhận được đường dẫn kế hoạch kỹ thuật số - thường ở dạng mã G hoặc mã M-và chuyển đổi chúng thành các hướng dẫn chuyển động chính xác bằng cách sử dụng các thuật toán phức tạp. Động cơ Servo, động cơ bước, và các ổ đĩa tuyến tính thực hiện các lệnh này, đảm bảo mỗi đường cắt đáp ứng các thông số kỹ thuật thiết kế. Mức độ cao của tự động hóa này làm ngắn đáng kể các chu kỳ sản xuất trong khi tăng cường độ chính xác gia công.

2.2 Phản hồi vòng kín và điều chỉnh thời gian thực

Các máy CNC hiện đại được trang bị các cảm biến và hệ thống phát hiện khác nhau theo dõi vị trí công cụ, tốc độ thức ăn, nhiệt độ và rung động trong thời gian thực, tạo thành một hệ thống điều khiển vòng kín. Với phản hồi liên tục, máy có thể tự động sửa các độ lệch nhỏ, đảm bảo sự ổn định và nhất quán gia công trong suốt quá trình. Ví dụ, trong quá trình cắt tốc độ cao, một hệ thống phát hiện rung động có thể điều chỉnh các thông số cắt trong ruồi để tránh lỗi do rung động, do đó đạt được độ chính xác cần thiết.

III. Các quy trình chính trong gia công CNC

3.1 Thiết kế và viết chương trình

• Thiết kế sản phẩm:Phần mềm CAD tiên tiến được sử dụng để tạo các mô hình 3D và thiết kế một phần, có tính đến các quy trình gia công và cố định để đảm bảo khả năng sản xuất.

• Quy hoạch đường đi của công cụ:Phần mềm CAM được sử dụng để mô phỏng hoạt động gia công trên mô hình, tối ưu hóa đường dẫn công cụ và sắp xếp chuỗi cắt và các thông số để đạt được chiến lược loại bỏ vật liệu hiệu quả nhất.

• Lập trình và xác minh:Các đường dẫn công cụ được lên kế hoạch được chuyển đổi thành chương trình CNC (G-code) và được xác nhận thông qua mô phỏng trong một môi trường ảo trước khi được tải lên công cụ máy.

3. Chuẩn bị vật liệu và cố định

Trước khi gia công, vật liệu thích hợp phải được lựa chọn dựa trên yêu cầu thiết kế. Vật liệu phổ biến bao gồm Kim loại (nhôm, thép không gỉ, đồng, thép nhẹ, thép hợp Kim, thép công cụ, thép lò xo) và không Kim loại (ABS, nylon, polypropylen, vv). Thiết kế của hệ thống cố định là rất quan trọng, vì nó đảm bảo các thiết bị vẫn ổn định và xác định vị trí trong quá trình gia công. Thiết bị đo chính xác không chỉ bảo vệ thiết bị mà còn giảm thiểu các lỗi gây ra bởi rung động.Các bộ phận gia công CNC

3, 3 gia công thực hiện

• Công nghệ với 3 trục:Việc cắt dọc theo trục X, Y và Z phù hợp với gia công phẳng, khoan và xay. Cấu trúc đơn giản của nó và chi phí thấp hơn làm cho nó lý tưởng cho sản xuất khối lượng cao, nơi các yêu cầu chính xác tiêu chuẩn được đáp ứng.

• Gia công 4 trục:Thêm trục quay (thường là trục A hoặc trục B) vào thiết lập 3 trục cơ bản, cho phép máy quay được xoay để gia công hiệu quả các cạnh của nó hoặc các bề mặt góc. Quá trình này đặc biệt hữu ích cho việc gia công các bề mặt cong hoặc xiên.

• Gia công 5 trục:Kết hợp thêm hai trục quay bổ sung (thường là A và B hoặc C trục), cho phép điều khiển đồng thời công cụ và miếng làm việc ở nhiều góc độ. Điều này không chỉ cải thiện đáng kể độ chính xác gia công mà còn giảm số lượng thiết lập, làm cho nó được sử dụng rộng rãi trong không gian vũ trụ, chế tạo khuôn có độ chính xác cao và gia công bề mặt phức tạp.

• CNC quay:Sử dụng vòng quay của mảnh máy và một công cụ cắt cố định cho các bộ phận đối xứng máy (như trục, hình nón hoặc xi-lanh), cung cấp hiệu quả cao và tự động hóa trong sản xuất hàng loạt.

3.4 kĩ thuật hậu xử lý

Sau khi gia công, các bộ phận thường trải qua các phương pháp điều trị bổ sung để nâng cao chất lượng và chức năng bề mặt:

• Tiêu chuẩn xay bột:Sử dụng bánh xe mài mòn hoặc các dụng cụ mài khác để mài bề mặt, loại bỏ các bụi và đạt mức độ hoàn thiện cao.

• Xử lý oxy hóa:Sử dụng các phương pháp hóa học hoặc điện hóa để tạo ra một màng ôxít dày đặc (như anodizing trên nhôm) trên bề mặt Kim loại, tăng cường khả năng chống ăn mòn và độ cứng.

• Mạ điện/mạ bạc:Sử dụng lắng đọng điện hóa để phủ lớp vật liệu bằng một lớp Kim loại mỏng, không chỉ cải thiện bề ngoài của nó mà còn tăng độ dẫn điện và kháng mài mòn.

  
  

• 

IV. Ưu điểm và nhược điểm của công ty CNC

4.1 lợi thế

• Có độ chính xác cao và khả năng lặp lại:Hệ thống CNC đảm bảo rằng tất cả các bộ phận được gia công trong phạm vi dung sai nghiêm ngặt, làm cho nó lý tưởng cho sản xuất hàng loạt.

• Tự động hóa và linh hoạt:Gia công CNC giảm đáng kể can thiệp bằng tay và chỉ đơn giản là thay đổi chương trình, các bộ phận khác nhau có thể được sản xuất trên cùng một máy, tăng cường đáng kể tính linh hoạt và hiệu quả sản xuất.

• Khả năng xử lý các bộ phận phức tạp:Gia công đa trục cho phép sản xuất các bề mặt và thành phần phức tạp mà sẽ không thể với gia công truyền thống, do đó mở rộng khả năng thiết kế.

• Số hóa và lưu trữ dữ liệu:Dữ liệu gia công có thể được lưu trữ và sử dụng lại trong dài hạn, tạo điều kiện tối ưu hóa quy trình, theo dõi chất lượng và cải tiến sản phẩm lặp.

Nhược điểm 4, 2

• Đầu tư ban đầu cao:Chi phí của máy móc chính xác cao, phần mềm chuyên dụng và bảo trì liên tục có thể là đáng kể, đặt ra một thách thức đối với các doanh nghiệp vừa và nhỏ.

• Yêu cầu cao đối với lập trình và hoạt động:Gia công CNC yêu cầu kỹ năng chuyên môn để viết chương trình và hoạt động, làm cho nó thách thức cho người mới bắt đầu mà không được đào tạo và kinh nghiệm thích hợp.

• Bảo dưỡng và hiệu chuẩn nghiêm ngặt:Để duy trì độ chính xác cao, hiệu chuẩn thường xuyên và bảo trì máy móc và cảm biến là cần thiết, và sửa chữa có thể tốn kém.

• Giới hạn về kích thước và mẫu công việc:Mặc dù có những cải tiến liên tục về kích thước giường máy, vẫn có giới hạn về kích thước, trọng lượng và sự ổn định tối đa trong quá trình gia công.

V. Multi-Axis Machining và CNC Turning

Công nghệ gia công 5.1 3 trục

Gia công 3 trục là hình thức cơ bản nhất của xử lý CNC, lý tưởng cho các nhiệm vụ như phay phẳng, khoan và slotting. Sự đơn giản, hiệu quả và dễ bảo trì của nó làm cho nó không thể thiếu cho việc sản xuất khối lượng lớn các bộ phận tiêu chuẩn.

Công nghệ gia công 4 trục 5.2

Bằng cách thêm một trục quay vào thiết lập 3 trục truyền thống, gia công 4 trục cho phép gia công đồng thời các cạnh của một xưởng hoặc các bề mặt góc. Nó đặc biệt có lợi cho việc tạo ra các đường viền phức tạp, chẳng hạn như những đường được tìm thấy trong bánh răng xoắn ốc và bề mặt khuôn.

Công nghệ gia công 5, 3 5 trục

Công nghệ gia công 5 trục điều khiển nhiều trục cùng một lúc, cho phép công cụ và chi tiết có thể được định vị ở hầu như bất kỳ góc nào. Ưu điểm của nó bao gồm:

• Khả năng cấu tạo các bề mặt tự do phức tạp và các bộ phận không đều;

• Giảm lỗi cố định và thiết lập bằng cách giảm thiểu những thay đổi kẹp mẫu công;

• Cải thiện hiệu quả và rút ngắn chu kỳ sản xuất.
  Công nghệ này được áp dụng rộng rãi trong hàng không vũ trụ, sản xuất khuôn ô tô, và thiết bị y tế chính xác cao, đòi hỏi độ cứng máy móc cao và lập trình tinh vi.

5.4 CNC chuyển công nghệ

Chuyển CNC sử dụng chuyển động tương đối giữa một mảnh máy quay và một công cụ cắt cố định để máy hình trụ, hình nón và đối xứng tương tự. Các thông số chính bao gồm tốc độ quay, tốc độ thức ăn, và hình học công cụ, phải được điều chỉnh cẩn thận để đạt được chất lượng bề mặt cao và độ chính xác chiều.

VI. Phân tích vật liệu phổ biến được sử dụng trong gia công CNC

6.1 Vật liệu Kim loại

• Thôi nào.Được biết đến với khả năng gia công tuyệt vời, tính chất nhẹ và khả năng chống ăn mòn, nhôm được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử hàng không vũ trụ, ô tô và người tiêu dùng. Lực cắt thấp hơn của nó cho phép tốc độ gia công nhanh hơn.

• Thép không gỉ:Với độ cứng, độ cứng cao và khả năng chống chịu tuyệt vời với nhiệt độ và ăn mòn cao, thép không gỉ thường được sử dụng trong các thiết bị y tế, thiết bị hóa học và các bộ phận cơ khí cao cấp, mặc dù nó thường đòi hỏi dụng cụ và phương pháp làm mát chuyên dụng do khó khăn gia công.

• Đồng và đồng:Cả hai đều có tính dẫn điện và dẫn nhiệt tuyệt vời. Đồng thau dễ dàng cho máy và cung cấp bề mặt hoàn thiện hấp dẫn, trong khi đồng là không thể thiếu cho các ứng dụng có độ dẫn cao.

• Thép nhẹ, thép hợp Kim, thép công cụ và thép lò xuân:Mỗi loại có những công trình cơ khí độc đáo — thép nhẹ thích hợp để hàn và dập; Thép hợp Kim và thép công cụ được chọn vì sức chịu mài và sức nén trong các bộ phận tải cao; Spring Steel có giá trị cho tính đàn hồi của nó, làm cho nó lý tưởng cho lò xo và khóa.

6, 2 vật liệu không phải Kim loại

• ABS:Cung cấp khả năng kháng cự mạnh và ảnh hưởng tốt, làm cho nó phổ biến cho các bộ phận trang trí và vỏ bọc.

• Nylon:Được biết đến với sức mạnh và khả năng chống mài mòn cao, thường được sử dụng trong bánh răng và vòng bi.

• Polypropylen:Có tính ổn định hóa học tuyệt vời và khả năng chống ăn mòn, làm cho nó lý tưởng cho các ứng dụng bao bì thực phẩm và dược phẩm.

Đối với mỗi vật liệu, gia công CNC phải xem xét không chỉ các tính chất cơ học của nó mà còn các yếu tố như giãn nở nhiệt, tản nhiệt và hao mòn công cụ, do đó xác định các thông số cắt thích hợp và chiến lược làm mát.

VII. Xử lý hậu xử lý và xử lý bề mặt trong gia công CNC

Sau quá trình gia công chính, hậu xử lý là rất quan trọng để tăng cường cả hiệu suất và sự xuất hiện của các bộ phận thành phẩm. Các kỹ thuật hậu xử lý phổ biến bao gồm:

• Tiêu chuẩn xay bột:Sử dụng các bánh mài chính xác để làm mịn bề mặt miếng máy, loại bỏ các đốm và đạt được một độ bóng tối cần thiết cho các bộ phận trang trí hoặc các bộ phận chính xác cao.

• Quá trình oxy hóa hóa/ôxi hóaĐặc biệt đối với nhôm, anodizing tạo ra một bộ phim oxit mạnh mẽ để cải thiện khả năng chống ăn mòn và các đặc tính trang phục trong khi cũng cung cấp các cải tiến thẩm mỹ thông qua màu sắc.

• Mạ điện (bao gồm mạ bạc và mạ niken) :Quá trình này lắng đọng một lớp Kim loại mỏng trên vật liệu làm việc thông qua các phương tiện điện hóa, không chỉ cải thiện độ dẫn điện mà còn tăng sức chịu oxi hóa và sự hấp dẫn trang trí, được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp điện tử, ô tô và trang trí.

Mỗi phương pháp sau xử lý được điều chỉnh cho vật liệu và các tính chất cuối cùng mong muốn, với các nhà sản xuất thường phát triển các giải pháp tùy chỉnh dựa trên sử dụng sản phẩm, điều kiện môi trường và yêu cầu của khách hàng.

VIII. Kiểm soát khả năng chịu đựng, giới hạn chiều và độ chính xác hình học

8.1 Tolerance Control và Machining Precision

Gia công CNC đạt được kiểm soát khả năng chịu đựng nghiêm ngặt trên tất cả các chiều thông qua lập trình chính xác và các công cụ máy có độ chính xác cao. Tiêu chuẩn khoan dung quốc tế (như ISO và ANSI) được áp dụng rộng rãi trong cả thiết kế và sản xuất. Để đáp ứng các thông số thiết kế, các kỹ sư thực hiện các phép đo chính xác trên mọi bề mặt, lỗ hổng và cạnh bằng cách sử dụng các máy đo tọa độ (CMM) và hệ thống phát hiện laser, liên tục điều chỉnh các thông số gia công để đảm bảo tuân thủ đầy đủ.

Giới hạn 8, 2 chiều và thông số thiết bị

Mặc dù các công cụ máy CNC hiện đại cung cấp các khu vực làm việc mở rộng, hạn chế vẫn tồn tại liên quan đến khoảng cách đi lại tối đa, độ dài công cụ và sự ổn định của mảnh công việc. Trong giai đoạn thiết kế, nó là cần thiết để xem xét machine' khả năng s và kích thước workpiece để tránh biến dạng hoặc lỗi gia công gây ra bởi vượt quá phạm vi hoạt động của máy. Ngoài ra, các hình dạng phức tạp đòi hỏi thiết kế cố định phức tạp và lập kế hoạch đường dẫn công cụ cẩn thận, tất cả đều phải được đánh giá kỹ lưỡng trong giai đoạn lập kế hoạch quy trình.

Chúng tôi không phải là một dịch vụ bộ phận OEM CNC, nếu bạn muốn có các bộ phận được gia công,Anh có thể tới đây.. Chúng tôi là nhà sản xuấtTrung tâm gia công CNCMáy móc, và chúng ta bán những chiếc máy của mình cho toàn thế giới. Bây giờ chúng tôi đang tuyển dụng những điệp viên mạnh trên toàn thế giới, nếu ông quan tâm, ông có thể liên lạc với chúng tôi, ông có thể nói về đặc vụ chiết khấu từng chi tiết.