Wat is CNC-frees?

Wat is CNC frees?

CNC frees, volle naam is Computer Numerical Control Milling, is 'n bewerkingsproses wat rekenaarbeheerde en roterende multi-punt snygereedskap gebruik om materiaal geleidelik van 'n werkstuk te verwyder en 'n pasgemaakte onderdeel of produk te vervaardig. Die proses is geskik vir die bewerking van 'n verskeidenheid materiale, soos metaal, plastiek, hout, en die vervaardiging van 'n verskeidenheid van pasgemaakte onderdele en produkte.
Veelvuldige vermoëns is beskikbaar onder die sambreel van presisie CNC-bewerkingsdienste, insluitend meganiese, chemiese, elektriese en termiese bewerking. CNC-frees is 'n meganiese proses wat boor-, draai- en verskeie ander bewerkingsprosesse insluit, wat beteken dat materiaal op meganiese wyse van 'n werkstuk verwyder word, soos die werking van 'n freesmasjien se snywerktuig.
Hierdie artikel fokus op die CNC freesproses, wat die basiese beginsels van die proses uiteensit, sowel as die komponente en gereedskap van 'n CNC freesmasjien. Daarbenewens ondersoek hierdie artikel verskeie freesbewerkings en bied alternatiewe vir die CNC freesproses.

Milling se definisie

Wat is maalwerk? Dit is 'n tipe bewerking wat 'n gereedskap gebruik om die werkstuk te vorm op 'n tafel wat gewoonlik beweegbaar is, hoewel sommige freesmasjiene ook beweegbare gereedskap het. Frees was oorspronklik 'n handbewerking wat deur werkers uitgevoer is, maar vandag word die meeste frees deur CNC freesmasjiene gedoen, wat rekenaars gebruik om toesig te hou oor die freesproses. CNC-frees kan groter akkuraatheid, akkuraatheid en produktiwiteit bied, maar daar is situasies waarin handfrees nuttig kan wees. Handfrees verg baie tegniese vaardighede en ondervinding, wat dus omkeertyd verminder. Dit het ook die bykomende voordeel dat handmeulens goedkoper is en gebruikers hoef nie bekommerd te wees oor die programmering van die masjien nie.

Oorsig van CNC-frees

Soos die meeste tradisionele meganiese CNC-bewerkingsprosesse, gebruik CNC-freesprosesse rekenaarkontroles om masjiengereedskap te bedryf en te manipuleer wat spasies sny en vorm. Daarbenewens volg die proses dieselfde basiese produksiestadiums as alle CNC-bewerkingsprosesse, insluitend:

• Ontwerp CAD-modelle
• Skakel CAD-modelle om na CNC-programme
• Die opstel van die CNC freesmasjien
• Voer 'n freesbewerking uit

Wat is CNC frees?

Die CNC-frees proses begin met die skepping van 'n 2D of 3D CAD deel ontwerp. Die volledige ontwerp word dan na 'n CNC-versoenbare lêerformaat uitgevoer en deur CAM-sagteware omgeskakel na 'n CNC-masjienprogram wat die beweging van die masjien en die beweging van die gereedskap oor die werkstuk dikteer. Voordat die operateur die CNC-program uitvoer, berei hulle die CNC-freesmasjien voor deur die werkstuk aan die werkoppervlak van die masjiengereedskap (dws die tafel) of aan die werkstukhouer (soos 'n bankschroef) vas te maak en die freesgereedskap aan die masjien te monteer gereedskapspil. Die CNC freesproses gebruik horisontale of vertikale CNC kragtige freesmasjiene – afhangende van die spesifikasies en vereistes van die freestoepassing – sowel as roterende multi-punt (dws multi-tand) snygereedskap soos freessnyers en bore. Wanneer die masjien gereed is, begin die operateur 'n program deur die masjienkoppelvlak wat die masjien vra om 'n freesbewerking uit te voer.

Sodra die CNC freesproses begin is, begin die masjiengereedskap die snywerktuig teen snelhede van tot etlike duisende omwentelinge per minuut draai. Afhangende van die tipe freesmasjien wat gebruik word en die vereistes van die freestoepassing, wanneer die werktuig in die werkstuk induik, sal die masjien een van die volgende doen om die nodige snitte op die werkstuk te maak:

1. Voer die werkstuk stadig in die stilstaande roterende gereedskap
2. Beweeg die gereedskap op 'n stilstaande werkstuk
3. Relatiewe beweging van gereedskap en werkstuk

In teenstelling met die handfreesproses, voer die masjiengereedskap in CNC-frees gewoonlik die beweegbare werkstuk deur die rotasie van die snygereedskap eerder as deur die rotasie van die snygereedskap. Meulbewerkings wat aan hierdie konvensie voldoen, word klimmeulbewerkings genoem, terwyl die teenoorgestelde bewerking konvensionele maalbewerkings genoem word.
In die algemeen is freeswerk die beste geskik as 'n aanvulling of afwerkingsproses vir 'n gemasjineerde werkstuk om die definisie van onderdeelkenmerke soos gate, gleuwe en drade te verskaf, of om onderdeelkenmerke te produseer. Die proses kan egter ook gebruik word om voorraadmateriaal van begin tot einde te vorm. In beide gevalle verwyder die maalproses materiaal geleidelik om die gewenste vorm en deelvorm te skep. Eerstens sny die gereedskap klein stukkies, of skyfies, van die werkstuk af om 'n benaderde vorm te skep. Die werkstuk word dan teen 'n hoër skedule en met groter akkuraatheid gemaal om die onderdeel met sy presiese kenmerke en spesifikasies af te werk. Dikwels moet die voltooide deel verskeie kere gemasjineer word om die verlangde akkuraatheid en toleransies te bereik. Vir onderdele met meer komplekse geometrieë, sodra die freesbewerking voltooi is en die onderdeel volgens pasgemaakte spesifikasies vervaardig is, gaan die gemaalde deel na die afwerkings- en naverwerkingstadiums van produksie.
CNC freesbewerking

CNC-frees is 'n bewerkingsproses wat geskik is vir die vervaardiging van hoë-presisie, hoë-toleransie onderdele in prototipe, eenmalige en klein tot medium produksielopies. Terwyl onderdele tipies vervaardig word met toleransies wat wissel van +/- 2 filamente tot +/- 10 filamente, kan sommige freesmasjiene toleransies van so hoog as +/- 1 filament of selfs hoër bereik. Die veelsydigheid van die maalproses laat dit toe om in 'n wye reeks nywerhede en vir 'n verskeidenheid onderdeelkenmerke en -ontwerpe gebruik te word, insluitend gleuwe, afkante, drade en sakke. Die mees algemene CNC freesbewerkings sluit in:

• Gesigsmaal
• Plat maalwerk
• Hoekfrees
• Vorm frees

gesigfrees

Vlakfrees waarin die rotasie-as van die snygereedskap loodreg op die werkstukoppervlak is. Hierdie metode gebruik 'n vlakmeul wat tande op beide die omtrek en die gereedskapvlak het, waar die omtrektande hoofsaaklik gebruik word om te sny en die gesigtande vir afwerkingstoepassings. Tipies word vlakfrees gebruik om plat oppervlaktes en kontoere op die voltooide deel te skep en is dit in staat om 'n hoër kwaliteit afwerking te lewer as ander freesprosesse. Beide vertikale en horisontale freesmasjiene ondersteun hierdie proses.
Tipes vlakfrees sluit eindmeuls en symeule in, wat onderskeidelik eindmeule en symeule gebruik.

Plat maalwerk

Vlasfrees, ook bekend as vlakfrees of plaatfrees, waarin die rotasie-as van die snygereedskap parallel is met die oppervlak van die werkstuk. Die proses gebruik gewone freessnyertande om snybewerkings aan die periferie uit te voer. Afhangende van die spesifikasies van die freestoepassing, soos snydiepte en werkstukgrootte, is smal en wye snyers beskikbaar. Smal messe maak voorsiening vir dieper snye, terwyl wye messe gebruik kan word om groter oppervlaktes te sny. As 'n vlakfreestoepassing die verwydering van 'n groot hoeveelheid materiaal van 'n werkstuk vereis, begin die operateur deur 'n growwe tandsnyer, stadige snyspoed en vinnige toevoertempo te gebruik om die benaderde geometrie van die pasgemaakte deel te produseer. Operateurs stel dan snyers met fyner tande, vinniger snyspoed en stadiger voertempo's bekend om die besonderhede van die voltooide deel te produseer.

Hoekfrees

Hoekfrees is waar die rotasie-as van die snywerktuig teen 'n hoek relatief tot die werkstukoppervlak is. Die proses maak gebruik van enkelhoek freessnyers (gehoek volgens die spesifieke ontwerp wat gemasjineer word) om hoekige kenmerke soos afkante, tande en groewe te skep. 'n Algemene toepassing vir hoekfrees is die vervaardiging van swaelsterte, wat 45°, 50°, 55° of 60° swaelstertsnyers gebruik, afhangende van die ontwerp van die swaelstert.

Vorm frees

Profielfrees verwys na freesbewerkings wat onreëlmatige oppervlaktes, kontoere en profiele behels, soos dele met geboë en plat oppervlaktes of volledig geboë oppervlaktes. Die proses maak gebruik van profiel- of vliegsnyers wat ontwerp is vir spesifieke toepassings, soos konvekse, konkawe en hoekfiletsnyers. Sommige algemene toepassings vir vormfrees sluit in die vervaardiging van halfronde en halfsirkelvormige holtes, krale en profiele, sowel as komplekse ontwerpe en ingewikkelde onderdele vanaf 'n enkele masjienopstelling.

Ander maalbewerkings

Benewens die bogenoemde bewerkings, kan freesmasjiene gebruik word om ander gespesialiseerde frees- en masjineringsoperasies uit te voer. Voorbeelde van ander tipes freesbewerkings wat beskikbaar is, sluit in:

Stap frees: Stapfrees verwys na 'n freesbewerking waarin 'n masjiengereedskap twee of meer parallelle werkstukoppervlaktes in 'n enkele snit masjineer. Die proses gebruik twee snyers op dieselfde masjienspil, so gerangskik dat die snyers weerskante van die werkstuk is en albei kante gelyktydig kan frees

Gekombineerde maalwerk: Wat is gekombineerde freeswerk? Gekombineerde frees is 'n freesbewerking wat uitgevoer word met twee of meer gereedskap (gewoonlik van verskillende groottes, vorms of breedtes) op dieselfde masjienprieel. Elke snyer kan dieselfde snybewerking op dieselfde tyd uitvoer, of verskillende snybewerkings op dieselfde tyd, sodat meer komplekse dele in korter produksietye vervaardig kan word.

Kontoer maal: Kontoerfrees is waar 'n masjiengereedskap 'n snypad op 'n werkstuk langs 'n vertikale of skuins oppervlak skep. Die proses maak gebruik van profielfreestoerusting en snygereedskap, wat parallel of loodreg op die werkstukoppervlak kan wees.

Rat sny: Ratsny is 'n freesbewerking wat 'n involute ratsnyer gebruik om rattande te skep. Hierdie snyers is 'n tipe profielfrees en is beskikbaar in 'n verskeidenheid vorms en steekgroottes, afhangende van die aantal tande wat benodig word vir 'n spesifieke ratontwerp. In hierdie proses kan spesiale draaigereedskappunte ook gebruik word om rattande te vervaardig.

Ander bewerkingsprosesse: Aangesien freesmasjiene die gebruik van ander masjiengereedskap as freesgereedskap ondersteun, kan dit gebruik word vir ander bewerkingsprosesse as frees, soos boor, boor, ruim en tap.
Soos die meeste CNC-bewerkingsprosesse, gebruik die CNC-freesproses CAD-sagteware om die aanvanklike onderdeelontwerp te genereer en CAM-sagteware om die CNC-program te genereer wat die bewerkingsinstruksies verskaf om die onderdeel te vervaardig. Die CNC-program word dan op die CNC-masjien van keuse gelaai om die freesproses te begin en uit te voer.

Meulmasjien Voorsorgmaatreëls

Oor die algemeen word freesmasjiene verdeel in horisontale en vertikale masjienkonfigurasies en word gedifferensieer deur die aantal bewegings-as.

Op 'n vertikale freesmasjien is die masjienspil vertikaal georiënteer, terwyl die freesmasjienspil horisontaal in 'n horisontale oriëntasie geplaas is. Horisontale masjiene inkorporeer ook spilpunte tydens frees vir bykomende ondersteuning en stabiliteit, sowel as die vermoë om 'n wye verskeidenheid snygereedskap te ondersteun, soos in wiel- en straddle frees.

Die beheer van beide vertikale en horisontale freesmasjiene hang af van die tipe masjien wat gebruik word. Sommige masjiene kan byvoorbeeld die spil verhoog en verlaag en die tafel sywaarts beweeg, terwyl ander masjiene 'n vaste spil en tafel het wat horisontaal, vertikaal en rotasie kan beweeg. By die keuse van vertikale en horisontale freesmasjiene moet vervaardigers en winkels die vereistes van die freestoepassing in ag neem, soos die aantal oppervlaktes wat gemaal moet word en die grootte en vorm van die onderdeel. Swaar werkstukke is byvoorbeeld beter geskik vir horisontale freesbewerkings, terwyl sinkertoepassings beter geskik is vir vertikale freesbewerkings. Hulptoerusting is ook beskikbaar wat vertikale of horisontale masjiene kan retrofit om die teenoorgestelde proses te ondersteun.

Die meeste CNC-meulens kan 3 tot 5 asse gebruik - wat tipies prestasie langs die XYZ-as en (indien van toepassing) om die rotasie-as lewer. Die X- en Y-as verteenwoordig horisontale beweging (beweeg onderskeidelik links en regs en heen en weer op die vlak), terwyl die Z-as vertikale beweging (op en af ​​beweeg), en W verteenwoordig horisontale beweging. – Die as verteenwoordig die diagonale beweging in die vertikale vlak. In basiese CNC freesmasjiene is horisontale beweging moontlik in twee asse (XY), terwyl nuwer modelle addisionele as van beweging toelaat, soos 3-, 4- en 5-as CNC-masjiene. Hieronder is 'n oorsig van sommige van die kenmerke van freesmasjiene geklassifiseer volgens die aantal bewegings-as.

3 As

• In staat om aan die meeste bewerkingsbehoeftes te voldoen
• Masjienopstelling is eenvoudig.
• Slegs een werkstasie word benodig
• Hoër kennisvereistes vir operateurs
• laer doeltreffendheid en kwaliteit

4 As

• Beter vermoëns as 3-as masjiene
• Hoër akkuraatheid en akkuraatheid as 3-as masjiene
• Masjienopstelling is meer kompleks as 3-as masjiene
• Duurder as 'n drie-assige masjien

5 As

• Kan met veelvuldige asse gekonfigureer word (bv. 4+1, 3+2 of 5)
• kragtiger
• Afhangende van die konfigurasie, is vinniger sleutels makliker om te gebruik as drie- en vier-as masjiene
• Hoër vlak van kwaliteit en akkuraatheid
• Afhangende van konfigurasie, loop dit stadiger as 3-as en 4-as bewerking
• Duurder as 3-as en 4-as masjiene

Afhangende van die tipe freesmasjien wat gebruik word, kan die masjien, die masjientafel of albei komponente dinamies wees. Tipies beweeg dinamiese tafels langs die XY-as, maar hulle kan ook op en af ​​beweeg om die snydiepte aan te pas, en langs die vertikale of horisontale as draai om die sny uit te brei. Vir freestoepassings wat dinamiese gereedskap benodig, beweeg die masjiengereedskap, benewens sy inherente rotasiebeweging, vertikaal langs verskeie asse, wat die omtrek van die gereedskap (eerder as net sy punt) toelaat om in die werkstuk te sny. CNC freesmasjiene met groter grade van vryheid maak voorsiening vir groter veelsydigheid en kompleksiteit van die gemaalde dele wat vervaardig word.

Tipe freesmasjien

Verskeie verskillende tipes freesmasjiene is beskikbaar vir 'n verskeidenheid bewerkingstoepassings. Benewens dat dit geklassifiseer word slegs op grond van masjienkonfigurasie of aantal bewegings-as, kan freesmasjiene ook geklassifiseer word volgens hul spesifieke eienskappe. Sommige van die mees algemene tipes freesmasjiene sluit in:

• tipe knie
• Ram tipe
• Bedtipe (of vervaardigingstipe)
• planer

Knie tipe: Knie tipe freesmasjiene beskik oor 'n vaste spil en 'n vertikaal verstelbare tafel wat rus op 'n saal wat deur die knie ondersteun word. Afhangende van die posisie van die masjien, kan die knie op die kolom laat sak en gelig word. Enkele voorbeelde van kniemeulens sluit in vloerstaande en tafelblad horisontale meulens.

Ramtipe: Ramtipe freesmasjiene gebruik 'n spil wat aan 'n kolom vasgemaak is, wat die masjien in staat stel om langs die XY-as te beweeg met 'n beweegbare behuising (dws RAM). Die twee mees algemene tipes vertikale freesmasjiene sluit in vloerstaande algemene doel horisontale en roterende snykop freesmasjiene.

Bedtipe: 'n Bedtipe freesmasjien gebruik 'n tafel wat direk op die masjien vasgemaak is om te verhoed dat die werkstuk langs die Y- en Z-as beweeg. Die werkstuk is onder die snygereedskap geleë, wat, afhangende van die masjien, langs die XYZ-as kan beweeg. Sommige van die bed-tipe freesmasjiene wat beskikbaar is, sluit in enkel-, dubbel- en driekant freesmasjiene. Enkelzijdige masjiene gebruik 'n enkele spil wat langs die X- of Y-as beweeg, terwyl dubbelzijdige masjiene twee asse gebruik, terwyl driezijdige masjiene drie asse (twee horisontale en een vertikaal) gebruik om langs die XY- en XYZ-as te masjineer, onderskeidelik.

Skaafmeulens: Skaafmeulens is soortgelyk aan bedmeulens deurdat hulle 'n tafel het wat langs die Y- en Z-as vasgemaak is en 'n spil wat langs die XYZ-as kan beweeg. Skaafmasjiene kan egter gelyktydig verskeie masjiene ondersteun (gewoonlik tot vier), wat leitye vir komplekse onderdele verminder.

Sommige van die spesiale soorte freesmasjiene wat beskikbaar is, sluit in roterende tafel-, drom- en planetêre freesmasjiene. Roterende tafelfreesmasjiene het 'n sirkelvormige tafel wat om 'n vertikale as draai en gebruik masjiene wat op verskillende hoogtes geleë is vir rofwerk en afwerking. 'n Dromfreesmasjien is soortgelyk aan 'n roterende tafelmasjien, behalwe dat die tafel 'n "drom" genoem word en dit om 'n horisontale as draai. In 'n planetêre masjien is die tafel vas en die werkstuk is silindries. ’n Roterende masjien beweeg oor die werkstukoppervlak en sny beide interne en eksterne kenmerke soos drade.

Verwerkingsmateriaal

Die CNC freesproses word die beste gebruik as 'n sekondêre bewerkingsproses om afwerkingsvermoëns vir pasgemaakte onderdele te verskaf, maar kan ook gebruik word om pasgemaakte en spesialiteitsonderdele van begin tot einde te vervaardig. CNC freestegnologie laat die proses toe om onderdele in 'n verskeidenheid materiale te masjineer, insluitend:

• Metale (insluitend legerings, spesiale metale, swaar metale, ens.)
• Plastiek (insluitend termoharde en termoplastiese)
• elastomeer
• saamgestelde materiaal
• hout

Soos met alle bewerkingsprosesse, moet verskeie faktore in ag geneem word wanneer 'n materiaal vir freestoepassings gekies word, soos die materiaal se eienskappe (dws hardheid, trek- en skuifsterkte, en chemiese en hoë temperatuurweerstand) en die kostedoeltreffendheid van die materiaal. materiaal verwerk. Hierdie kriteria bepaal onderskeidelik of die materiaal geskik is vir die maalproses en die begrotingsbeperkings van die maalaansoek. Die materiaal wat gekies word, bepaal die tipe masjien wat gebruik word en die ontwerp daarvan, sowel as die optimale masjieninstellings insluitend snyspoed, voertempo en snydiepte.

So, wat is CNC frees?

CNC frees is 'n bewerkingsproses wat geskik is vir die bewerking van 'n verskeidenheid materiale en die vervaardiging van 'n verskeidenheid van pasgemaakte onderdele. Alhoewel hierdie proses voordele bo ander bewerkingsprosesse kan toon, is dit dalk nie geskik vir elke vervaardigingstoepassing nie, en ander prosesse kan meer geskik en kostedoeltreffend wees.

Sommige ander meer konvensionele bewerkingsprosesse sluit boor en draai in. Soos freeswerk word geboor gewoonlik met 'n meerpuntgereedskap (dit wil sê 'n boor), terwyl draaiwerk met 'n enkelpuntwerktuig gedoen word. Terwyl dit egter roteer, kan die werkstuk beweeg en draai soos sommige freestoepassings, terwyl die werkstuk gedurende die boorproses stilstaan.

Sommige onkonvensionele bewerkingsprosesse (dws sonder die gebruik van masjiengereedskap, maar steeds met meganiese materiaalverwyderingsprosesse) sluit in ultrasoniese bewerking, waterstraalsny en skuurstraalbewerking. Onkonvensionele, nie-bewerkingsprosesse (dws chemiese, elektriese en termiese bewerkingsprosesse) bied ander alternatiewe vir die verwydering van materiaal van werkstukke wat nie masjiengereedskap of meganiese materiaalverwyderingsprosesse gebruik nie, insluitend chemiese maal, elektrochemiese ontbraming, lasersny en plasmaboogsny. . Hierdie onkonvensionele bewerkingsmetodes ondersteun die produksie van meer komplekse, meer veeleisende en gespesialiseerde onderdele wat dikwels nie met konvensionele bewerking moontlik is nie.