Что такое CNC-обработка и как она работает

Что такое CNC-обработка и как она работает



Если вы когда-нибудь посещали магазин в старших классах или смотрели эпизод того, как он сделан, у вас, вероятно, есть представление о том, как работают токарные станки и другие металлообрабатывающие станки. Поскольку технологии и компьютеры совершенствовались с годами, появилась новая высокоточная технология производства с компьютерным управлением, которая называется CNC-обработка.

Станки с ЧПУ, или станки с числовым программным управлением, являются электромеханическими устройствами, которые могут манипулировать инструментами вокруг различного числа осей, обычно 3 или 5, с высокой точностью на инструкцию из компьютерной программы. Обработка на станках с ЧПУ - это один из двух способов, которыми инженеры, машинисты или производители могут сгенерировать физическую деталь из файла компьютерного проектирования, а другой является печать 3D, известная как аддитивное производство.

Контраст между этими двумя методами резко. Обработка с ЧПУ, как и другие процессы обработки, является вычитающим процессом, когда материал удаляется из заготовки, а печать 3D - это аддитивный процесс, в сущности работающий в обратном порядке.

Первые станки с ЧПУ были разработаны в 1940 и 50 и основывались главным образом на технике хранения данных, известной как «перфорированная лента». «Код» для управления станками вручную перфорировался в карту данных и передавался в систему, которая затем интерпретировать эти данные. Излишне говорить, что эти ранние машины были зачаточными, и их функциональность была ограничена.

Технологии обработки на станках с ЧПУ быстро росли, поскольку технологические возможности только усилились в конце 20-го века - что подводит нас к работе современных станков с ЧПУ.

Как упоминалось ранее, механическая обработка - это способ преобразования заготовки из материала, такого как алюминий, сталь или титан, в готовое изделие или деталь. Станки с ЧПУ полагаются на цифровые инструкции, в частности, G-код. До появления современных программ автоматизированного производства (CAM) и программ автоматизированного проектирования (CAD), таких как Autodesk Fusion 360, машинисты вручную писали G-код для управления этими машинами. CAM-программы сегодня позволяют вам брать модель 3D и автоматически генерировать G-код, который будет приводить машину в действие с минимальными затратами.

Когда вы сравните возможности автоматической обработки с ЧПУ с ручной альтернативой, такой как токарные станки и другие методы обработки, вы увидите преимущества. Станки с ЧПУ просто работают быстрее с более высокой точностью и точностью, одновременно позволяя преобразовать цифровой дизайн в физическую часть.

Станки с ЧПУ точны и измеряются в тысячах дюймов, называемых ты. Стандартная обработка может обеспечить допуски для деталей около ± 0.005 ″, точная обработка может дать допуски ± 0.001 ″, а специализированные процессы, такие как полировка, могут обеспечить повторяемые допуски, такие же жесткие, как ± 0.00005 ″. Для справки: человеческий волос толщиной в .00069.

Теперь, когда у нас есть основы обработки на станках с ЧПУ, мы можем начать копаться в тонкостях, которые существуют внутри.

Многие конструкции или конкретные процессы обработки требуют использования нескольких инструментов для выполнения надрезов. Один инструмент не работает универсально. Для этого машинисты часто создают библиотеки цифровых инструментов, которые взаимодействуют с физическим станком с ЧПУ. Эти машины, часто стоившие сотни тысяч долларов, могут автоматически переключать инструмент, когда на них указывают их цифровые инструкции, что позволяет им стать рабочими лошадками.

Базовые станки с ЧПУ будут перемещаться по одной или двум осям, называемым осью X и Y, а затем третьей осью Z, в которой вы услышите термин ось 2.5, что означает, что только две оси движутся вместе, а не все 3. Вы часто будете слышать термины станки с ЧПУ 2.5, 3-ось и 5-ось, которые просто относятся к степеням свободы, в которых станок может выполнять резку. Трехосный станок может перемещаться по осям x, y и z- ось, тогда как станок с осью 5 может перемещаться по этим осям 3 вместе с осью вращения 2. Как вы можете себе представить, возможности производства на станках с осью 5 практически безграничны. Раньше станки с осью 5 предназначались для высокоточной работы, но, поскольку они стали более доступными, они быстро становятся стандартом во многих магазинах.

Для понимания основ того, как материал удаляется со склада в станках с ЧПУ, нужно понять три технологии обработки.

Получить в Тох