تصنيع CNC: دليل عملية الطحن الكامل للمهندسين

إذا كنت أخصائي شراء أو مهندس منتج, أنت تعلم أن اختيار طريقة الآلات المناسبة يمكن أن يؤدي إلى أو كسر تكلفة مشروعك, سرعة, والجودة. طحن CNC- جزء أساسي من الحديث تصنيع CNC- هي واحدة من أكثر عمليات التصنيع الطري تنوعا, تستخدم لإنشاء كل شيء من أقواس بسيطة إلى أجزاء الفضاء المعقدة. هذا الدليل يكسر عملية طحن CNC بأكملها, من أجزاء الآلات إلى تطبيقات العالم الحقيقي, لذلك يمكنك اتخاذ قرارات مستنيرة وتجنب المزالق الشائعة.

1. ما هو طحن CNC, وكيف تطورت?

طحن CNC هي عملية تصنيع طحولية حيث تقوم أداة القطع التي تسيطر عليها الكمبيوتر بإزالة المواد من قطعة عمل لتشكيلها في التصميم المطلوب. على عكس الطحن اليدوي (الذي اعتمد على مهارة الميكانيكيين وكان عرضة للأخطاء), CNC (التحكم في الحاسوب العددي) الطحن يستخدم التعليمات البرمجية المبرمجة لضمان دقة وصولاً 0.025 MM - حرجة للصناعات مثل الفضاء والسيارات.

درس تاريخ سريع

قبل الثورة الصناعية في القرن الثامن عشر, اعتمد التصنيع على الصب اليدوي - Slow, مضجر, والخطأ المعرض. بحلول القرن العشرين, ظهرت آلات الطحن اليدوية, لكنهم ما زالوا يعتمدون على سيطرة الإنسان. لقد غير صعود التكنولوجيا الرقمية كل شيء: تقوم آلات طحن CNC اليوم بتحويل التصميمات ثلاثية الأبعاد إلى أجزاء دقيقة بسرعات عالية, مع الحد الأدنى من التدخل البشري.

مثال في العالم الحقيقي: إنتاج جزء السيارات

كانت شركة تصنيع سيارات رائدة في السابق تستخدم طحنًا يدويًا لصنع أقواس المحرك. استغرقت العملية 2 ساعات لكل قوس وكان 10% معدل الخطأ (هدر $150 لكل جزء فاشل). بعد التبديل إلى طحن CNC, خفضوا وقت الإنتاج 30 دقائق لكل قوس وخفض الأخطاء إلى 0.5 ٪ - تنقذ أكثر $50,000 سنويا على النفايات المادية.

2. الأجزاء الرئيسية من آلة طحن CNC

لفهم كيفية عمل طحن CNC, تحتاج إلى معرفة مكوناتها الأساسية. بينما تختلف أجزاء الماكينة حسب الشركة المصنعة والنوع, تم العثور على هذه الأجزاء الستة في كل مصنع CNC:

• مغزل: يحمل أداة القطع في مكانها وينبعها بسرعات عالية (ما يصل إلى الآلاف من دورة في الدقيقة).
• لوحة التحكم: واجهة الكمبيوتر حيث يقوم المشغلون بإدخال برامج ومراقبة العملية.
• الأعمدة: الإطار الرئيسي الذي يدعم المكونات الأخرى, ضمان الاستقرار أثناء الآلات.
• قطع السرج: متصل بالأعمدة, يحملون وينقلون طاولة العمل.
• طاولة العمل: السطح الذي يتم فيه تأمين قطعة العمل بمشابك أو الرذائل.
• مؤسسة: القاعدة التي تبقي الجهاز بأكمله مستقرًا على الأرض, منع الاهتزاز.

3. سير عمل طحن CNC خطوة بخطوة

طحن CNC ليس فقط "الضغط على زر"-إنه يتبع عملية منظمة من 4 خطوات لضمان الدقة. إليك كيفية عملها, مع مثال حقيقي من الشركة المصنعة للأجهزة الطبية:

خطوة 1: تصميم نموذج CAD ثلاثي الأبعاد

أولاً, يقوم المهندسون بإنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد للجزء باستخدام CAD (تصميم بمساعدة الكمبيوتر) برمجة (على سبيل المثال, Solidworks, أوتوكاد). يمكن تضمين كل ميزة - من الثقوب إلى فتحات -. على سبيل المثال, صممت شركة أجهزة طبية المسمار الجراحي التيتانيوم في شركة Solidworks, إضافة تفاصيل مثل عمق الخيط ونصيحة مستديرة.

خطوة 2: تحويل CAD إلى G-Code مع CAM

لا يمكن لـ CNC Mills قراءة ملفات CAD مباشرة - إنها بحاجة G-Code (التعليمات الرقمية لحركة الأدوات). كام (التصنيع بمساعدة الكمبيوتر) برمجة (على سبيل المثال, الانصهار 360 كام) يحول نموذج CAD إلى G-Code. للمسمار الجراحي, الانصهار 360 رمز تم إنشاؤه CAM الذي أخبر المصنع مدى سرعة تدوير الأداة وأين يتم قطعها.

خطوة 3: قم بإعداد آلة الطحن

يقوم المشغلون بإعداد الجهاز:

1. تأمين الشغل (التيتانيوم, في المثال الطبي) إلى طاولة العمل.
2. إرفاق أداة القطع الصحيحة (طاحونة نهاية متعددة) إلى المغزل.
3. إضافة سائل القطع لتبريد الأداة والعمالة.

خطوة 4: أداء الطحن

يدير الجهاز رمز G., وتزيل أداة القطع المواد. اعتمادًا على نوع المصنع, إما أن تتحرك الأداة, تحركات الشغل, أو كليهما. للمسمار الجراحي, قامت مطحنة CNC ذات 5 محاور بتدوير قطعة العمل بينما قطعت الأداة الخيوط-مما يجعل في جزء دقيق يستوفي المعايير الطبية.

4. مصطلحات طحن CNC الحرجة تحتاج إلى معرفتها

إن فهم هذه المصطلحات سيساعدك على التواصل مع الميكانيكيين وتجنب سوء الفهم:

• أداة قطع: الجزء القابل للفصل الذي يقطع المواد (على سبيل المثال, نهاية المطاحن للأسطح المسطحة). اختر الأدوات بناءً على مادة الشغل - يحتاج الألومنيوم إلى أداة مختلفة عن الصلب.
• سرعة (دورة في الدقيقة): ما مدى سرعة الأداة (تقاس في الثورات في الدقيقة). يمكن طحن الألومنيوم في 3,000 دورة في الدقيقة, بينما يحتاج الصلب إلى سرعات أبطأ (1,500 دورة في الدقيقة) لمنع ارتداء الأدوات.
• يٌطعم: المسافة التي تتحرك الأداة أو الشغل لكل ثورة. تغذية أعلى (على سبيل المثال, 100 مم/دقيقة للألمنيوم) يسرع الإنتاج, لكن تغذية أقل (50 مم/دقيقة للصلب) يضمن الدقة.
• عمق القطع: إلى أي مدى تخترق الأداة قطعة العمل. قطع أعمق (على سبيل المثال, 5 مم) يزيل المزيد من المواد ولكن قد يتطلب المزيد من الطاقة.
• قطع السائل: سائل يبرد الأداة والعمالة, تقليل الاحتكاك وتوسيع عمر الأداة.

5. أنواع آلات طحن CNC: 3-المحور مقابل. 5-محور

عدد المحاور التي يحددها مطحنة قدراتها. فيما يلي مقارنة بين النوعين الأكثر شعبية:

مثال: إنتاج جزء الفضاء

شركة طيران مطلوبة لصنع شفرة توربينات معقدة. كان سيتطلب مطحنة 3 محاور 3 إعادة وضع يدوي (زيادة خطر الخطأ), لكن طاحونة 5 محاور أنتجت النصل في شوط واحد-التنقيب 4 ساعات لكل جزء وتحسين الدقة 50%.

6. مواد مناسبة لطحن CNC

يعمل طحن CNC مع Over 50 المواد الهندسية. يبرز الجدول أدناه الخيارات الشائعة واستخداماتها:

نصيحة للمحترفين لأخصائيي المشتريات

اختر الألومنيوم للتكلفة المنخفضة, أجزاء خفيفة الوزن (على سبيل المثال, إلكترونيات المستهلك). لقطع الغيار عالية (على سبيل المثال, مكونات المحرك), استخدم الصلب أو التيتانيوم - على الرغم من أنها تكلف أكثر, يستمرون لفترة أطول وخفض تكاليف الصيانة.

7. مزايا وقيود طحن CNC

المزايا

• قابلية التوسع: يعمل لنماذج أولية لمرة واحدة أو الإنتاج الضخم (10,000+ أجزاء). انخفاض التكاليف مع زيادة حجم الإنتاج - إنتاج 1,000 تكاليف الأقواس 30% أقل لكل وحدة من الإنتاج 100.
• تحول سريع: تخفيضات تكامل CAD/CAM في أوقات الرصاص. نموذج أولي استغرق 1 يمكن إجراء أسبوع مع الطحن اليدوي 1 يوم مع CNC.
• دقة: التحمل ضيق مثل 0.025 MM تلبية معايير الصناعة الصارمة (على سبيل المثال, الفضاء, طبي).
• التنوع: يمكن خلق ثقوب, فتحات, المواضيع, والأسطح المنحنية.

القيود

• تكاليف الهندسة المعقدة: المزيد من إزالة المواد تعني تكاليف أعلى. قد يكلف جزء من تجاويف عميقة 50% أكثر من جزء مسطح بسيط.
• قيود الوصول إلى الأداة: يمكن لصاحب العمل منع الأداة - إعادة تحديد موضع التوطين اليدوي (زيادة الوقت ومخاطر الخطأ).
• ميزات غير قابلة للإصابة: الثقوب المنحنية, حواف داخلية مستقيمة, والجدران أرق من 0.5 لا يمكن طحن MM (استخدم قطع الليزر أو EDM بدلاً من ذلك).
• نفايات المواد: التصنيع الطبق ينتج الخردة 30% من الشغل للأجزاء المعقدة.

8. وجهة نظر Yigu Technology حول طحن CNC

في Yigu Technology, نحن نساعد الشركات المصنعة على تحسين عمليات طحن CNC الخاصة بهم. نوصي مصانع 3 محاور بسيطة, أجزاء عالية الحجم (على سبيل المثال, أقواس السيارات) للحفاظ على انخفاض التكاليف. للأجزاء المعقدة (على سبيل المثال, الأدوات الطبية), 5-تستحق مطاحن المحور الاستثمار - فهي تقلل من إعادة صياغة وتحسين الجودة. ننصح العملاء أيضًا باستخدام سوائل القطع المصممة بموادهم (على سبيل المثال, السوائل القائمة على الزيت للصلب) لتمديد عمر الأداة بواسطة 25%. لفرق المشتريات, الشراكة مع الموردين الذين يقدمون كل من المحاور 3 و 5 محاور يضمن المرونة لجميع احتياجات المشروع.

التعليمات

1. يمكن أن تنتج طحن CNC أجزاء مع ثقوب منحنية?

لا, لا يمكن أن يخلق طحن CNC ثقوبًا منحنية - وهذا هو القيد الرئيسي. للثقوب المنحنية, استخدم طرقًا بديلة مثل حفر الليزر أو تصنيع التفريغ الكهربائي (EDM), التي يمكنها التعامل مع الأشكال الهندسية المعقدة التي لا تستطيع ميلز.

2. كيف أختار بين طاحونة 3 محاور ومحاور لمشروعي?

اختر مطحنة 3 محاور إذا كان الجزء الخاص بك بسيطًا (لا توجد أسطح منحنية تحتاج إلى قطع متعددة الزاوية) وتحتاج إلى حجم كبير بتكلفة منخفضة. اختر مطحنة 5 محاور إذا كان الجزء الخاص بك معقدًا (على سبيل المثال, مكونات الفضاء) ويتطلب التحمل الضيق - على الرغم من أنه أكثر تكلفة, يوفر الوقت في إعادة وضع الأخطاء ويقلل من الأخطاء.

3. ما هي المواد الأكثر فعالية من حيث التكلفة لطحن CNC?

الألمنيوم هو الخيار الأكثر فعالية من حيث التكلفة لمعظم المشاريع. إنه رخيص (عن $2 لكل كجم), من السهل مصنع (السرعات السريعة والأعلاف), وينتج عن ارتداء أدوات أقل (تكاليف استبدال الأدوات المنخفضة). للأجزاء التي تحتاج إلى قوة, الصلب بديل جيد - رغم أنه يكلف أكثر ($5 لكل كجم), إنه أكثر متانة من الألمنيوم.