CNC обработка, известна още като обработка с числено програмиране (Computer Numerical Control), се откроява като един от най-важните процеси в съвременния производствен свят, защото осигурява изключително прецизни резултати заедно с автоматизирано производство. Всъщност, тези машини работят по програми, написани на специален код, който им казва точно какво да правят, което прави възможно създаването на сложни компоненти отново и отново с постоянство по отношение на качеството. Всичкъде в работилниците съществуват различни видове CNC оборудване, включително такива като фрезови машини, токарни машини и гравировачки, всяка от които е проектирана за определени задачи. Фрезовите машини обикновено се справят със сложни форми и контури, докато токарните машини се справят отлично с кръгли обекти, тъй като завъртат материала срещу режещи инструменти. В основата на всичко това стои нещо, наречено G-код, което действа като инструкции, казващи на всяка част къде да се движи. Въпреки че не всеки трябва да стане експерт в кодирането, разбирането на основните концепции на G-кода помага на операторите да постигнат по-добри резултати от техните CNC настройки в реални работилнически условия.
Във всяка CNC металообработваща работилница, скоростта на рязане се откроява като една от ключовите променливи, която прави разликата както за износа на инструментите, така и за качеството на крайния продукт. Всъщност тя определя колко бързо режещият ръб се движи по обработваното материала. Различни метали определено изискват различни настройки на скоростта, ако искаме инструментите да служат дълго и материалът да остане неповреден. Вземете алуминий срещу титан например – алуминият обикновено може да се обработва значително по-бързо без проблеми, докато титанът изисква по-бавни подходи, за да се избегне възможна повреда. Намирането на правилния баланс е важен и за качеството на повърхността – достатъчно бързо, за да се свърши работата, но не чак толкова бързо, че да се наруши гладкостта ѝ. Повечето опитни технологи знаят, че увеличаването на скоростите повишава производителността, въпреки че също така знае, че това изисква инвестиции в по-добри системи за охлаждане, за да се справят с допълнителната топлина, която се генерира по време на процеса – това, което повечето модерни производствени съоръжения са разбрали с течение на времето чрез проба и грешка.
Скоростта на подаване по същество измерва на колко далеч се придвижва режещ инструмент по време на едно пълно завъртане на обработваната детайлна заготовка, а правилният избор на тази скорост прави разликата между добри резултати и загубено време в машинната зала. Когато говорим за скорости на подаване, това, което наистина е важно, е натоварването на стружката, което се отнася до дебелината на металните стружки, получени при рязането на материала. Това пряко влияе на това колко дълго инструментите ще издръжат преди да се наложи подмяната им и дали детайлите ще бъдат произведени с правилните размери. Дори малка промяна в скоростта на подаване кара стружките изведнъж да стават или твърде големи, или твърде малки, което ускорява износването на инструментите и оставя повърхностите по-грапави от предвиденото. Намирането на оптималната скорост на подаване не е просто математическа задача. Това изисква разбиране на свойствата на материала, геометрията на инструмента и понякога дори учене от опит след няколко неуспешни опита.
Определете скоростта на врътелния агрегат на машината.
Уточнете диаметъра на инструмента и желаемата дебелина на чиповете.
Използвайте тези променливи, за да изчислите скоростта на подаване чрез стандартни формули или софтуер в отрасъла.
Чрез разглеждането на тези елементи, производителите могат да гарантират прецизно фрезиране и удължени срокове на служба на инструментите.
Основно различие между CNC фрезерни машини и центри е, че те изпълняват различни функции, защото работят по напълно различен начин. Фрезерните машини отрязват материала под различни ъгли чрез движение по няколко оси, което ги прави отличен избор за изработването на сложни детайли с голямо количество детайлизация. Центровете използват различен подход – те въртят обработваното парче, докато режещият инструмент остава неподвижен, което ги прави идеални за изработването на обекти, които изискват симетрия спрямо централна точка. Повечето производства избират фрезероване, когато се нуждаят от сложни 3D форми, докато центровете са предпочитаният избор за неща като двигатели вала или други кръгли компоненти. Ако разгледаме състоянието на индустрията в момента, ясно се наблюдава тенденция към увеличаване на използването на CNC фрезерни машини напоследък, особено когато става въпрос за изключително прецизни допуски. Според пазарни анализи, тази тенденция ще продължи да се развива с около 7 процента годишно до 2029 г., докато производителите търсят по-добри начини за ефективно производство на сложни детайли.
Рязането на метал предизвиква различни предизвикателства в зависимост от това дали работим със стомана или алуминий. Стоманата е изключително издръжлив материал, който е много агресивен към инструментите, затова машинистите се нуждаят от тежкото оборудване и трябва значително да намалят скоростта, ако искат добри резултати, без бързо износване на резците. Алуминият разказва напълно различна история. Тъй като е по-мек и има тенденция да се деформира, вместо да се чупи, производствените цехове могат значително да увеличат скоростта. Но тук също има капан – материалът има склонност да се залепва за режещите инструменти, което означава, че специални покрития стават задължителни. Добрият рез от който и да е от двата метала зависи от намирането на правилния баланс между скоростта на машината и налягането, което се прилага. Ако разгледаме какво се случва в индустрията в момента, става ясно защо тези материали са толкова важни. Производителите в авиационната индустрия обичат алуминия, защото всяка унция е от значение при изграждането на самолети, но производителите на автомобили все още разчитат предимно на стоманата за рами и телата, където най-важното е издръжливостта при сблъсък.
Изборът на правилния режещ инструмент за CNC обработка чрез точене и фрезоване прави голяма разлика, когато работата трябва да се извърши бързо, като при това се поддържа добро качество на повърхностния слой. При избора на инструменти, персоналът на производствената площадка трябва да помисли какъв вид материал обработва, както и колко ефективна е конкретната CNC машина. Бързорежещата стомана добре се справя с много задачи, но карбидните инструменти обикновено служат по-дълго, особено при обработка на по-твърди метали. Съществуват и други важни неща като геометрията на инструмента. Някои производствени цехове предпочитат определени ъгли на режещите ръбове, защото те значително влияят на скоростта на отстраняване на стружката. Не трябва да се забравя и за покритията. Покритието от титаниев нитрид намалява триенето по време на работа и генерирането на топлина, което ускорява износването на инструментите. Според хора, които управляват производствени линии от години, инвестицията на време в началото за избор на подходящи инструменти се възвръща с лихва по-късно. По-добри инструменти означават по-малко просто стоянче за смяна на резци по време на работа, машините остават в по-добро състояние и клиентите получават по-добре обработени детайли, без да е необходима допълнителна обработка.
Безопасността остава основна загриженост при работа с CNC машини за металообработка. Правилните предпазни мерки могат значително да намалят риска за операторите в тези среди. Задължително е обучението, както и използването на правилното екипировка като предпазни очила и ръкавици. Операторите трябва да знаят къде се намират големите червени бутони за аварийно спиране. Според индустриални отчети, предприятията, които прилагат строги правила за безопасност, имат по-малко инциденти на работното поле. Освен че предпазват хората, добрите практики за безопасност всъщност помагат производството да протича без прекъсвания, защото наранени работници означават загубено време и пари за всички включени. Някои производители съобщават, че спестяват хиляди годишно, просто като направят безопасността приоритет, вместо нещо второстепенно.
Работата със сложни геометрии винаги създава определени предизвикателства, но днешните технологии за обработка направиха процеса значително по-лесен. Многоосните CNC машини са променили подхода при производството на сложни детайли, които сега се срещат навсякъде. Те позволяват на операторите да извършват рязане под различни ъгли, което води до по-голяма точност. Производителите в авиокосмическата индустрия разчитат изключително много на това оборудване, тъй като компонентите им изискват изключително прецизна обработка. Същото важи и за автомобилните производители, които се стремят към леки, но здрави конструктивни елементи. Приложения в реални условия показват как тези машини могат значително да съкратят времето за производство и да гарантират изпълнението на строги допуски за финалните продукти. Какво ги прави толкова ефективни? Те могат да обработват труднодостъпни области, без притеснения от огъване на инструментите, което често затруднява традиционните методове. Металообработващата индустрия непрекъснато се развива благодарение на иновации като тези, които отварят възможности за производство на детайли, които преди се смятаха за невъзможни за изработка.
Подобрени стратегии за траектории на инструмента, като адаптивно фрезиране, предлагат значителни предимства за намаляване на времето за цикъл при ЧПУ операции. Тези стратегии динамично коригират траекториите на инструментите, позволявайки по-ефективно фрезиране и повишена точност. Освен това съществуват няколко софтуерни инструменти за симулация на траектории на инструмента, които предотвратяват сблъсъци и оптимизират процесите на фрезиране.
Важно е да се намали отпадъкът в цеховете за CNC обработка, където икономията на средства върви ръка за ръка с опазването на планетата. Цеховете намират начини да използват отново металните стружки вместо да ги изхвърлят, докато други вече използват затворени системи за охлаждане, които спестяват вода и енергия едновременно. Какво прави тези стратегии достойни за усилията? Те намалят отпадъците, които се изхвърлят, но също така намаляват месечните разходи с течение на времето. За производителите днес, прилагането на екологични практики вече не е просто добра PR стратегия – тя става основно изискване, тъй като еко стандартите в индустрията стават все по-строги. Компаниите, които пренебрегват този тренд, рискуват да изостанат зад конкурентите, които вече са направили устойчивото развитие част от ежедневната си оперативна дейност.
Внедряването на IoT технология в CNC обработката наистина подобрява ефективността на тези операции, като позволява на производителите да следят в реално време какво се случва. Тези IoT системи по същество наблюдават машините непрекъснато, което означава, че фабриките могат да забелязват проблеми предварително, преди те да се превърнат в сериозни неизправности. Подходът от този тип намалява внезапните прекъсвания и удължава работното време на машините. Взимайки предвид умните сензори, например – те улавят необичайни вибрации, които може да означават, че някои части започват да се износват, и предупреждават техниците, така че да могат да поправят нещата, преди всъщност да се случи повреда. В момента се наблюдава голяма промяна в производството, тъй като все повече предприятия приемат тези свързани системи, което прави производствените линии не само по-бързи, но и по-умни в начина, по който се справят с ежедневните предизвикателства.
Важно е правилното съчетание между скоростта на рязане и издръжливостта на инструментите при операции по рязане на метал. Когато работилниците използват твърде високи скорости, те определено увеличават обема на производството, но обикновено износват инструментите си по-бързо от очакваното. Намирането на оптималната точка изисква наблюдение на скоростта на износване на инструментите и осигуряване на подходящи методи за охлаждане по време на операциите. Много производители сега използват специализирани покрития върху режещите ръбове, които намаляват триенето и забавят процеса на износване. Инструментите с такова покритие обикновено запазват по-добра цялостност на режещия ръб с течение на времето, което означава по-малко подмянки и по-малко време за просто. Ефективното управление на всички тези елементи позволява на производствените екипи да поддържат висока скорост на работа и в същото време да използват по-дълго скъпото режещо оборудване.
EN
