Pemesinan CNC: Panduan Proses Pengilangan Lengkap untuk Jurutera

Sekiranya anda seorang pakar perolehan atau jurutera produk, Anda tahu bahawa memilih kaedah pemesinan yang betul boleh membuat atau memecahkan kos projek anda, kelajuan, dan kualiti. CNC Milling- Sebahagian teras moden Pemesinan CNC- adalah salah satu proses pembuatan subtractive yang paling serba boleh, digunakan untuk membuat segala -galanya dari kurungan mudah ke bahagian aeroangkasa yang kompleks. Panduan ini memecah keseluruhan proses penggilingan CNC, dari bahagian mesin ke aplikasi dunia nyata, Oleh itu, anda boleh membuat keputusan yang tepat dan mengelakkan perangkap biasa.

1. Apa itu penggilingan CNC, Dan bagaimana ia berkembang?

CNC Milling adalah proses pembuatan subtractive di mana alat pemotongan dikawal komputer menghilangkan bahan dari bahan kerja untuk membentuknya menjadi reka bentuk yang dikehendaki. Tidak seperti pengilangan manual (yang bergantung pada kemahiran machinists dan terdedah kepada kesilapan), CNC (Kawalan berangka komputer) penggilingan menggunakan kod preprogrammed untuk memastikan ketepatan turun ke 0.025 mm -kritikal untuk industri seperti aeroangkasa dan automotif.

Pelajaran Sejarah Cepat

Sebelum Revolusi Perindustrian abad ke-18, Pembuatan bergantung pada pemutus manual, membosankan, dan rawan ralat. Menjelang abad ke -20, mesin penggilingan manual muncul, tetapi mereka masih bergantung pada kawalan manusia. Kebangkitan teknologi digital mengubah segalanya: Mesin penggilingan CNC hari ini menjadikan reka bentuk 3D menjadi bahagian yang tepat pada kelajuan tinggi, dengan campur tangan manusia yang minimum.

Contoh dunia nyata: Pengeluaran bahagian automotif

Pengilang kereta terkemuka yang pernah digunakan penggilingan manual untuk membuat kurungan enjin. Proses itu mengambil 2 jam setiap pendakap dan mempunyai 10% Kadar ralat (membuang -buang $150 setiap bahagian yang gagal). Selepas beralih ke CNC Milling, Mereka memotong masa pengeluaran untuk 30 minit setiap kurungan dan dikurangkan ralat hingga 0.5%-menghabasikan $50,000 setiap tahun pada sisa bahan.

2. Bahagian utama mesin penggilingan CNC

Untuk memahami bagaimana penggilingan CNC berfungsi, anda perlu mengetahui komponen terasnya. Sementara bahagian mesin berbeza dengan pengilang dan jenis, Enam bahagian ini terdapat di setiap kilang CNC:

• Spindle: Memegang alat pemotongan di tempat dan berputar pada kelajuan tinggi (Hingga ribuan rpm).
• Panel kawalan: Antara muka komputer di mana pengendali memasukkan program dan memantau prosesnya.
• Lajur: Bingkai utama yang menyokong komponen lain, memastikan kestabilan semasa pemesinan.
• Kepingan pelana: Dilekatkan pada lajur, mereka memegang dan menggerakkan meja kerja.
• Meja kerja: Permukaan di mana bahan kerja dijamin dengan pengapit atau kejahatan.
• Yayasan: Pangkalan yang menjadikan seluruh mesin stabil di lantai, mencegah getaran.

3. Aliran kerja pengilangan CNC langkah demi langkah

Pengilangan CNC bukan sekadar "menekan butang"-ia mengikuti proses 4-langkah berstruktur untuk memastikan ketepatan. Begini cara ia berfungsi, dengan contoh sebenar dari pengeluar peranti perubatan:

Langkah 1: Reka bentuk model CAD 3D

Pertama, jurutera membuat model 3D bahagian menggunakan CAD (Reka bentuk bantuan komputer) perisian (Mis., Solidworks, AutoCAD). Setiap ciri -dari lubang ke slot -mesti dimasukkan. Contohnya, Syarikat peranti perubatan merancang skru pembedahan titanium di SolidWorks, Menambah butiran seperti kedalaman benang dan hujung bulat.

Langkah 2: Tukar CAD ke G-Code dengan Cam

Kilang CNC tidak dapat membaca fail CAD secara langsung -mereka memerlukan G-code (Arahan digital untuk pergerakan alat). Cam (Pembuatan bantuan komputer) perisian (Mis., Fusion 360 Cam) Menukar model CAD menjadi G-Code. Untuk skru pembedahan, Fusion 360 Cam dihasilkan kod yang memberitahu kilang berapa cepat untuk berputar alat dan di mana hendak dipotong.

Langkah 3: Sediakan mesin penggilingan

Pengendali menyediakan mesin dengan:

1. Mengamankan bahan kerja (Titanium, Dalam contoh perubatan) ke meja kerja.
2. Melampirkan alat pemotong yang betul (kilang akhir pelbagai flute) ke gelendong.
3. Menambah cecair pemotongan untuk menyejukkan alat dan bahan kerja.

Langkah 4: Melakukan penggilingan

Mesin menjalankan g-code, dan alat pemotong membuang bahan. Bergantung pada jenis kilang, Sama ada alat bergerak, Kerja bergerak, atau kedua -duanya. Untuk skru pembedahan, Kilang CNC 5 paksi memutar bahan kerja sementara alat memotong benang-menembusi bahagian yang tepat yang memenuhi piawaian perubatan.

4. Terminologi pengilangan CNC kritikal yang perlu anda ketahui

Memahami Terma ini akan membantu anda berkomunikasi dengan ahli mesin dan mengelakkan salah faham:

• Alat pemotong: Bahagian yang boleh dilepaskan yang memotong bahan (Mis., kilang akhir untuk permukaan rata). Pilih Alat Berdasarkan bahan bahan kerja -Aluminium memerlukan alat yang berbeza daripada keluli.
• Kelajuan (Rpm): Berapa cepat alat berputar (diukur dalam revolusi setiap minit). Aluminium boleh digiling di 3,000 Rpm, sementara keluli memerlukan kelajuan yang lebih perlahan (1,500 Rpm) Untuk mengelakkan pakaian alat.
• Suapan: Jarak alat atau bahan kerja bergerak setiap revolusi. Suapan yang lebih tinggi (Mis., 100 mm/min untuk aluminium) mempercepatkan pengeluaran, Tetapi makanan yang lebih rendah (50 mm/min untuk keluli) memastikan ketepatan.
• Kedalaman potong: Sejauh mana alat itu menembusi bahan kerja. Potongan yang lebih mendalam (Mis., 5 mm) membuang lebih banyak bahan tetapi mungkin memerlukan lebih banyak kuasa.
• Memotong cecair: Cecair yang menyejukkan alat dan bahan kerja, mengurangkan geseran dan memanjangkan hayat alat.

5. Jenis Mesin Pengilangan CNC: 3-Axis vs. 5-Paksi

Bilangan paksi kilang telah menentukan keupayaannya. Berikut adalah perbandingan dua jenis yang paling popular:

Contoh: Pengeluaran bahagian aeroangkasa

Syarikat aeroangkasa perlu membuat pisau turbin yang kompleks. Kilang 3 paksi diperlukan 3 reposisi manual (Meningkatkan risiko kesilapan), Tetapi kilang 5 paksi menghasilkan bilah dalam satu larian 4 jam setiap bahagian dan meningkatkan ketepatan oleh 50%.

6. Bahan Sesuai untuk Pengilangan CNC

Pengilangan CNC berfungsi dengan lebih 50 Bahan Kejuruteraan. Jadual di bawah menyoroti pilihan biasa dan kegunaan mereka:

Petua Pro untuk Pakar Perolehan

Pilih aluminium untuk kos rendah, bahagian ringan (Mis., Elektronik Pengguna). Untuk bahagian tekanan tinggi (Mis., Komponen enjin), Gunakan keluli atau titanium -walaupun mereka lebih mahal, Mereka bertahan lebih lama dan mengurangkan kos penyelenggaraan.

7. Kelebihan dan batasan Pengilangan CNC

Kelebihan

• Skalabiliti: Berfungsi untuk prototaip 1-off atau pengeluaran besar-besaran (10,000+ bahagian). Kos berkurangan apabila jumlah pengeluaran meningkat 1,000 kos kurungan 30% kurang per unit daripada menghasilkan 100.
• Pemulihan cepat: CAD/CAM Integration Cuts Lead Times. Prototaip yang berlaku 1 minggu dengan pengilangan manual boleh dilakukan di 1 Hari dengan CNC.
• Ketepatan: Toleransi yang ketat seperti 0.025 MM memenuhi standard industri yang ketat (Mis., Aeroangkasa, perubatan).
• Fleksibiliti: Boleh membuat lubang, slot, benang, dan permukaan melengkung.

Batasan

• Kos geometri kompleks: Lebih banyak penyingkiran bahan bermaksud kos yang lebih tinggi. Bahagian dengan rongga yang mendalam mungkin menelan kos 50% lebih daripada bahagian rata yang sederhana.
• Sekatan Akses Alat: Pemegang bahan kerja dapat menyekat alat pengumuman manual yang memerlukan alat (Meningkatkan risiko masa dan kesilapan).
• Ciri -ciri yang tidak dapat dilupakan: Lubang melengkung, tepi dalaman lurus, dan dinding lebih kurus daripada 0.5 mm tidak boleh digiling (Gunakan pemotongan laser atau EDM).
• Sisa bahan: Pembuatan subtractive menghasilkan sekerap -sehingga 30% bahan kerja untuk bahagian yang kompleks.

8. Perspektif Teknologi Yigu mengenai Pengilangan CNC

Di Yigu Technology, Kami membantu pengeluar mengoptimumkan proses penggilingan CNC mereka. Kami mengesyorkan kilang 3 paksi untuk mudah, Bahagian tinggi (Mis., kurungan automotif) untuk memastikan kos rendah. Untuk bahagian yang kompleks (Mis., alat perubatan), 5-kilang paksi bernilai pelaburan -mereka mengurangkan kerja semula dan meningkatkan kualiti. Kami juga menasihatkan pelanggan untuk menggunakan cecair pemotongan yang disesuaikan dengan bahan mereka (Mis., cecair berasaskan minyak untuk keluli) Untuk memperluaskan kehidupan alat dengan 25%. Untuk pasukan perolehan, Berkongsi dengan pembekal yang menawarkan penggilingan 3 paksi dan 5 paksi memastikan fleksibiliti untuk semua keperluan projek.

Soalan Lazim

1. Bolehkah pengilangan CNC menghasilkan bahagian dengan lubang melengkung?

Tidak, Pengilangan CNC tidak dapat membuat lubang melengkung -ini adalah batasan utama. Untuk lubang melengkung, Gunakan kaedah alternatif seperti penggerudian laser atau pemesinan pelepasan elektrik (EDM), yang boleh mengendalikan geometri kompleks yang tidak boleh dilakukan kilang.

2. Bagaimana saya memilih antara kilang 3 paksi dan 5 paksi untuk projek saya?

Pilih kilang 3 paksi sekiranya bahagian anda mudah (Tiada permukaan melengkung yang memerlukan pemotongan pelbagai sudut) dan anda memerlukan jumlah yang tinggi dengan kos rendah. Pilih kilang 5 paksi jika bahagian anda kompleks (Mis., Komponen Aeroangkasa) dan memerlukan toleransi yang ketat -walaupun ia lebih mahal, ia menjimatkan masa untuk menempatkan semula dan mengurangkan kesilapan.

3. Apakah bahan yang paling kos efektif untuk penggilingan CNC?

Aluminium adalah pilihan paling kos efektif untuk kebanyakan projek. Ia murah (mengenai $2 per kg), Mudah untuk kilang (Kelajuan dan suapan pantas), dan menghasilkan pakaian alat yang kurang (kos penggantian alat yang lebih rendah). Untuk bahagian yang memerlukan kekuatan, keluli adalah alternatif yang baik - walaupun ia lebih mahal ($5 per kg), Ia lebih tahan lama daripada aluminium.