Sekiranya anda terlibat dalam membuat bahagian -sama ada untuk aeroangkasa, Peranti perubatan, atau kereta-Pemesinan CNC adalah tulang belakang tepat, pengeluaran yang konsisten. Tetapi dengan begitu banyak jenis mesin, alat, dan bahan untuk dipilih, Sangat mudah untuk merasa terharu. Panduan ini memecah semua yang anda perlu tahu mengenai pemesinan CNC: bagaimana ia berfungsi, mesin yang akan anda gunakan, Perangkap biasa untuk dielakkan, dan contoh dunia nyata untuk membuat keputusan lebih mudah.
1. Apakah pemesinan CNC, Tepat?
Mari kita mulakan dengan asas -asas: CNC bermaksud "Kawalan Berangka Komputer." Tidak seperti mesin manual (di mana pekerja membimbing alat dengan tangan), Mesin CNC Ikut Perintah Pra-Program yang DipanggilG-code-A senarai koordinat yang memberitahu mesin bagaimana bergerak.
Fakta utama untuk mengetahui:
- Paksi pergerakan: Sebilangan besar mesin CNC menggunakan 3 paksi teras (X = kiri-kanan, Y = ke hadapan, Z = Up-down). Model Lanjutan Tambahkan paksi putaran (A, B, C) Untuk bentuk kompleks.
- Jenis Mesin: Mana-mana alat yang dikawal oleh g-code dikira sebagai mesin CNC-dari kilang dan pelik kepada pemotong plasma. Kami akan memberi tumpuan kepada yang paling biasa: penggilingan, berpaling, penggerudian, dan pengisaran.
- Kaedah pembuatan: CNC uses pembuatan subtractive-Ia memotong bahan dari kosong pepejal (seperti blok aluminium) Untuk menjadikan bahagian anda. Ini adalah kebalikan dari percetakan 3D (Pembuatan Aditif), di mana bahan dibina lapisan mengikut lapisan.
2. Jenis mesin CNC yang paling biasa (Dengan kes penggunaan)
Tidak semua mesin CNC adalah sama -masing -masing direka untuk tugas tertentu. Berikut adalah pecahan mesin yang paling anda hadapi, ditambah bila menggunakannya.
2.1 Mesin penggilingan CNC: Untuk bentuk rata atau kompleks
Kilang CNC adalah kerja untuk bahagian dengan permukaan rata, lubang, atau luka yang rumit. Bahannya tetap ada, dan alat berputar bergerak di sepanjang paksi x/y/z untuk mengukir bentuknya.
Terdapat dua jenis pusat penggilingan utama:
| Ciri | Pusat Pemesinan menegak (VMC) | Pusat Pemesinan Horizontal (HMC) |
|---|---|---|
| Orientasi gelendong | Menegak (titik lurus ke bawah) | Mendatar (titik ke sisi) |
| Julat kerja | Lebih kecil (terbaik untuk bahagian di bawah 1m) | Lebih besar (Ideal untuk volum tinggi, bahagian panjang) |
| Kelajuan & kecekapan | Bagus untuk pengeluaran pengeluaran rendah ke sederhana | 3x lebih banyak bahagian per shift daripada VMCS (pengeluaran berterusan) |
| Kos | Lebih murah (Bermula pada ~ $ 20,000) | Lebih mahal (Bermula pada ~ $ 100,000) |
| Terbaik untuk | Prototaip, kurungan kecil, atau bahagian dengan potongan sederhana | Blok enjin, komponen aeroangkasa besar, atau bahagian yang dihasilkan secara massal |
Contoh sebenar: Permulaan yang membuat bingkai drone menggunakan VMC untuk bahagian aluminium prototaip. Setelah permintaan meningkat, Mereka beralih ke masa pengeluaran HMC dari 2 jam setiap bingkai ke 40 minit.
2.2 CNC LATHES: Untuk bahagian silinder
CNC Bathes adalah untuk bahagian bulat (seperti batang, paip, atau bolt). Mesin ini berputar bahan (diadakan dalam aChuck), dan alat pegun memotong bahan berlebihan untuk membentuknya.
Jenis pelarik biasa:
- Lathes biasa: Asas, Model serba boleh untuk bahagian silinder mudah (Mis., batang keluli dengan kemasan yang lancar).
- Turret Lathes: Mempercepat pengeluaran dengan preloading semua alat yang diperlukan pada turet berputar. Tidak lagi berhenti untuk menukar alat-hebat untuk bahagian-bahagian yang dihasilkan secara besar-besaran seperti bolt.
- Bilik alat pelik: Mesin ketepatan tinggi untuk volum rendah, kerja terperinci (Mis., Membuat acuan atau perkakas tersuai).
- Lathes berkelajuan tinggi: Mudah, Mesin pantas untuk kerja ringan (Mis., pin aluminium untuk elektronik).
- Pusat Pusing CNC: Model lanjutan dengan ciri tambahan -seperti alat gelendong atau penggilingan kedua. Ada yang menegak (lebih mudah untuk mengautomasikan, kerepek jatuh mengikut graviti) atau mendatar (cip pergi ke penghantar).
Contoh sebenar: Syarikat peranti perubatan menggunakan pusat pusing CNC untuk membuat tong suntikan keluli tahan karat. Spindle kedua membiarkan mesin memotong kedua -dua hujung laras dalam satu ralat pengurangan dan menggandakan output.
2.3 Mesin CNC penting lain
- Mesin penggerudian CNC: Khusus untuk lubang penggerudian-mereka hanya bergerak di sepanjang paksi z (Tiada pemotongan x/y). Lebih cepat dan lebih tepat daripada penggerudian manual untuk lubang berulang (Mis., 100 lubang yang sama di pinggan logam).
- Mesin pengisaran CNC: Menggunakan roda pengisaran berputar untuk melicinkan bahan keras (seperti keluli) dan mewujudkan permukaan ultra siap. Sering digunakan sebagai langkah terakhir (Mis., menggilap bilah turbin untuk mengurangkan geseran).
3. Alat CNC: Alat yang membuat potongan
Malah mesin CNC terbaik tidak berguna tanpa alat yang betul. Berikut adalah alat yang paling biasa untuk penggilingan dan beralih, ditambah apa yang mereka lakukan.
3.1 Alat pengilangan
| Jenis Alat | Tujuan | Contoh Gunakan Kes |
|---|---|---|
| Kilang akhir | Pemotongan masuk 3 arahan (X/y/z)- Alat penggilingan yang paling serba boleh. Datang di kepala rata (untuk lurus lurus), bola-hidung (untuk permukaan melengkung), atau tirus-shank (untuk lubang dalam). | Ukiran slot di bahagian plastik atau membentuk kelebihan melengkung pada aluminium. |
| Kilang muka | Memotong permukaan rata yang besar (Mis., bahagian atas blok logam). Menggunakan sisipan karbida untuk ketahanan. | Melancarkan permukaan pendakap enjin keluli. |
| Kilang benang | Membuat utas dalaman atau luaran (seperti benang di bolt). Berputar di sekitar bahagian untuk memotong bentuk benang. | Membuat lubang berulir di perumahan aluminium untuk elektronik. |
| Pemotong pemotong pemotongan | Membuat T-Grooves (slot dengan bahagian bawah yang lebih luas). Mesti masuk dari pinggir bahan. | Menambah T-Groove ke meja kerja untuk pengapit. |
3.2 Alat Lathe
| Jenis Alat | Tujuan | Contoh Gunakan Kes |
|---|---|---|
| Alat Pusing Di Luar | Memotong diameter luar bahagian silinder (Mis., Menyempit batang keluli). | Membentuk bahagian luar bolt. |
| Alat alur/threading dalaman | Alat nipis yang mencapai bahagian dalam untuk memotong alur atau benang (Mis., di dalam paip). | Menambah benang ke bahagian dalam kacang. |
| Alat pemotongan | Memotong bahagian siap dari kosong (langkah terakhir). | Memisahkan bolt siap dari seluruh batang keluli. |
| Alat penggerudian | Lubang latihan di sepanjang panjang bahagian silinder. | Menggerudi lubang melalui pusat pin logam. |
3.3 Bahan alat: Yang hendak dipilih?
Bahan alat mempengaruhi seberapa cepat anda boleh memotong, Berapa lama alat itu berlangsung, Dan bahan apa yang dapat dikendalikannya.
| Bahan | Rintangan suhu maksimum | Terbaik untuk | Kos & Ketahanan |
|---|---|---|---|
| Keluli karbon yang tinggi | ~ 200 ° C. | Bahan lembut (kayu, plastik) | Murah, tetapi memakai cepat (memerlukan penggantian yang kerap). |
| Keluli berkelajuan tinggi (HSS) | ~ 600 ° C. | Aluminium, keluli ringan | Lebih tahan lama daripada keluli karbon; berpatutan untuk kebanyakan tugas. |
| Karbida | ~ 900 ° C. | Keluli keras, Keluli tahan karat | Lebih sukar daripada HSS, Tetapi rapuh (rehat jika jatuh). Lebih mahal. |
| Seramik | ~ 1,200 ° C. | Bahan Superhard (Titanium) | Sangat sukar, tetapi hanya untuk pemotongan suhu tinggi. |
| Nitrida boron kubik (Cbn) | ~ 1,300 ° C. | Keluli keras, Superalloys | Terbaik untuk pekerjaan yang sukar; mahal tetapi tahan lama. |
Untuk hujungnya: Untuk aluminium, Gunakan alat HSS atau karbida -mereka menahan "melekat" (kelembutan aluminium boleh mengikat alat). Untuk titanium, Pergi dengan seramik atau CBN untuk mengendalikan api yang tinggi.
4. Bahan Pemesinan CNC: Apa yang berfungsi (Dan apa yang tidak)
Mesin CNC boleh memotong hampir apa -apa bahan, Tetapi masing -masing mempunyai cabaran. Berikut adalah cara memilih yang sesuai untuk bahagian anda.
| Bahan | Cabaran utama | Alat terbaik & Tetapan | Contoh Gunakan Kes |
|---|---|---|---|
| Aluminium | Lembut, melekat pada alat; titik lebur yang rendah. | Alat HSS/Carbide; kelajuan pemotongan tinggi. | Bingkai drone, Kes telefon pintar. |
| Keluli karbon | Kebolehkerjaan berbeza mengikut gred (Lead/Tin menambah pelinciran). | HSS untuk keluli ringan; karbida untuk keluli keras. | Bahagian kereta (Piston), bolt. |
| Titanium | Menjana haba; kerja keras dengan cepat. | Alat seramik/CBN; kelajuan rendah, Beban cip tinggi. | Implan perubatan (lutut), bahagian aeroangkasa. |
| Superalloys (Mis., Inconel) | Kekuatan tinggi pada suhu tinggi; mengeras cepat. | Alat CBN; Mesin yang kuat, kelajuan rendah. | Bilah turbin enjin jet. |
| Tembaga | Mudah dibentuk (menggulung alat dan bukannya memotong). | Alat karbida; kadar suapan yang tinggi. | Penyambung elektrik, penukar haba. |
| Plastik (tegar) | Meleleh jika terlalu panas (penebat, perangkap panas). | Alat HSS; kelajuan rendah, tepi tajam. | 3D muncung pencetak, gear plastik. |
Contoh sebenar: Sebuah syarikat yang membuat penyambung elektrik tembaga beralih dari HSS ke alat karbida. Alat karbida dipotong lebih cepat tanpa "gumming up,"Mengurangkan masa pengeluaran oleh 30%.
5. Kelebihan & Kekurangan pemesinan CNC (Kerosakan jujur)
Pemesinan CNC popular dengan alasan -tetapi ia tidak sempurna. Inilah yang perlu ditimbang:
| Kelebihan | Keburukan |
|---|---|
| Lebih cepat daripada mesin manual: A Lathe CNC boleh menjadikan 10x lebih banyak bolt sejam daripada pelarik manual. | Pendahuluan mahal: Kilang CNC asas berharga $ 20k- $ 50k; Model Lanjutan Teratas $ 500K. |
| Kos pengeluaran yang lebih rendah: Satu pengendali boleh menjalankan mesin 3-4 CNC (vs. 1 mesin manual), memotong kos buruh. | Memerlukan pengendali mahir: Pengaturcaraan g-code dan penyelesaian masalah memerlukan latihan (Gaji bermula pada $ 60k/tahun). |
| Ketepatan yang lebih tinggi: Mesin CNC memukul toleransi yang ketat ± 0.001mm -kritikal untuk bahagian perubatan atau aeroangkasa. | Kos penyelenggaraan yang tinggi: Bahagian kompleks bermaksud pembaikan yang lebih kerap (Penyelenggaraan tahunan boleh menelan kos $ 5k- $ 15k). |
| Fleksibel: Tukar antara bahagian dalam beberapa saat (hanya memuat naik kod g baru)-Mengesali prototaip dan larian kecil. | Bahan buangan: Pembuatan subtractive mencipta sekerap (Mis., Memotong blok aluminium 1kg untuk membuat bahagian 0.5kg). |
6. Kesalahan pemesinan CNC biasa (dan bagaimana untuk mengelakkannya)
Malah pasukan berpengalaman membuat kesilapan -di sini adalah yang terbesar untuk ditonton, pembetulan ditambah:
6.1 Sistem CNC terhempas
Kemalangan berlaku apabila alat itu menyentuh mesin atau kosong (Mis., Sekiranya g-code mempunyai koordinat yang salah). Ia boleh memecahkan alat atau merosakkan mesin.
Betulkan:
- Simulasi jalan alat terlebih dahulu: Gunakan perisian (seperti gabungan 360 atau MasterCam) Untuk menguji G-Code sebelum memuat naik. Untuk mesin 5 paksi, Gunakan alat simulasi khusus -perisian CAM sahaja sering merindui pergerakan yang kompleks.
6.2 Kelajuan yang salah & Tetapan suapan
"Kelajuan" adalah seberapa cepat alat berputar; "Feed" adalah seberapa cepat ia bergerak melalui bahan. Tetapan yang salah memakai alat dengan cepat atau meninggalkan permukaan kasar.
Betulkan:
- Mulakan dengan panduan khusus bahan: Contohnya, Aluminium menggunakan kelajuan 1,000-3,000 rpm; Titanium menggunakan 100-500 rpm. Uji pada sekeping sekerap pertama -Selesaikan sehingga anda mendapat penamat yang lancar.
6.3 Kekurangan penyelenggaraan
Habuk, cip, dan bahagian yang dipakai menyebabkan mesin rosak. Kilang CNC yang diabaikan mungkin memerlukan pembaikan $ 10k dan bukannya $500 perkhidmatan.
Betulkan:
- Ikuti jadual OEM: Cip bersih setiap hari, Lubricate paksi mingguan, dan ganti penapis setiap bulan. Simpan log untuk mengesan penyelenggaraan - ini memanjangkan kehidupan mesin sebanyak 2-3 tahun.
7. Industri mana yang bergantung pada pemesinan CNC?
Pemesinan CNC ada di mana -mana -di sini adalah sektor yang paling bergantung padanya:
- Aeroangkasa: Membuat bilah turbin (memerlukan toleransi ± 0.005mm) dan ruang pembakaran roket (bentuk kompleks).
- Automotif: Menghasilkan enjin piston dan acuan untuk bahagian kereta (volum tinggi, tepat).
- Perubatan: Mewujudkan implan tersuai (Mis., Penggantian pinggul titanium) yang sesuai dengan pesakit individu.
- Tentera: Membina komponen peluru berpandu dan tong senjata (Toleransi ketat untuk keselamatan).
- Tenaga: Membuat bilah turbin untuk kincir angin dan rongga penindasan plasma untuk gabungan nuklear (besar, bahan keras).
8. Teknologi Yigu Mengambil CNC Pemesinan
Di Yigu Technology, Kami telah membantu beratus -ratus pelanggan menavigasi pemesinan CNC -dari permulaan ke firma aeroangkasa. Kesalahan terbesar yang kita lihat? Memilih mesin atau alat yang salah untuk pekerjaan (Mis., Menggunakan VMC untuk bahagian silinder volum tinggi). Nasihat kami: Mulakan dengan keperluan bahagian anda -Size, bahan, dan jumlah pengeluaran -maka pilih mesin. Contohnya, Gunakan pelarik turet untuk bolt yang dihasilkan secara besar-besaran, atau HMC untuk bahagian aeroangkasa yang besar. Dengan menyelaraskan alat dan mesin dengan matlamat anda, anda akan mendapat bahagian yang tepat pada kos yang lebih rendah.
9. Soalan Lazim: Soalan pemesinan CNC biasa
Q1: Bolehkah mesin CNC membuat bentuk?
Hampir -tetapi mereka mempunyai had. Contohnya, Kilang 3 paksi tidak dapat dipotong di bawah potong (bentuk yang "menyembunyikan" di belakang permukaan lain). Anda memerlukan mesin 5 paksi untuk itu. Sentiasa periksa sama ada reka bentuk anda sesuai dengan keupayaan paksi mesin.
S2: Berapa lama masa yang diperlukan untuk memprogram mesin CNC?
Ia bergantung pada kerumitan: Bahagian yang mudah (seperti lubang di blok) mengambil 30 minit ke program. Bahagian yang kompleks (seperti bilah turbin) boleh mengambil masa 8-10 jam. Menggunakan templat g-code pra-buatan atau perisian cam kelajuan ini.
Q3: Adakah pemesinan CNC lebih baik daripada percetakan 3D?
Ia bergantung pada keperluan anda. CNC lebih baik untuk ketepatan tinggi, bahagian tahan lama (Mis., kurungan logam) atau pengeluaran besar berjalan. 3D Percetakan lebih baik untuk bentuk kompleks (Mis., struktur kekisi) atau prototaip kecil. Untuk banyak projek, Anda akan menggunakan kedua -dua -3D mencetak prototaip, Kemudian mesin CNC bahagian logam akhir.