Jaka część przetwarzania pasuje do produktu w małej partii?
Przedmioty obrabiane są bardzo ważnym czynnikiem dla projektantów maszyn i urządzeń produkcyjnych. Chodzi nie tylko o ogólną funkcjonalność i wydajność, ale ma to również wiele wspólnego z kosztami.
Czy podczas projektowania części do produktów o małej objętości, takich jak sprzęt FA, bierze się pod uwagę proces produkcyjny?
W przypadku produktów produkowanych masowo, chociaż koszt pojedynczego produktu jest niższy, początkowe koszty, takie jak koszty formy, są ogromne. Z drugiej strony sprzęt FA jest produkowany w małych partiach, dlatego konieczne jest wybranie metody produkcji o niskim koszcie początkowym.
Sposoby wytwarzania odpowiednie dla produkcji małoseryjnej obejmują na przykład obróbkę skrawaniem reprezentowaną przez obróbkę skrawaniem, obróbkę blachy, taką jak cięcie laserowe, spawanie i tym podobne.
zdjęcie
W szczególności następujące metody przetwarzania są często stosowane w przypadku części urządzeń w sprzęcie FA.
Obróbka skrawaniem
Obróbka wtórna części mechanicznych, części wymagających wytrzymałości, sztywności i precyzji oraz produkty przetworzone w puszkach
Obróbka blach
Cienkie części blaszane, takie jak pokrywy i obudowy, części wymagające niewielkiej wytrzymałości, sztywności i precyzji
proces spawania
Części do przetwarzania puszek (ramy, szkielety itp.) złożone z kątowników i materiałów rurowych itp.
Najpierw skup się na głównej obróbce.
Potężny partner w produkcji części mechanicznych! Obróbka skrawaniem
Chociaż nazywa się to po prostu obróbką skrawaniem, istnieją różne metody. Obróbka skrawaniem to w zasadzie proces usuwania niechcianych części z materiału podstawowego w celu uzyskania pożądanego kształtu. To przetwarzanie jest również nazywane przetwarzaniem usuwającym. Główne metody obróbki są następujące.
Frezowanie (obróbka skrawaniem)
Jest to proces usuwania zbędnych części poprzez mocowanie materiału i cięcie go obracającym się narzędziem. Nazywany również obróbką skrawaniem, można powiedzieć, że jest jednym z głównych bohaterów obróbki skrawaniem.
Narzędzie nazywa się frezem walcowo-czołowym, a różne kształty i rozmiary są wybierane i używane zgodnie z zastosowaniem. Jest to bardzo wszechstronna metoda obróbki, taka jak wiercenie, skrawanie powierzchni i obróbka rowków.
zdjęcie
Główne wyposażenie mechaniczne: frezarka ogólna, frezarka CNC, centrum obróbcze, pięciostronne centrum obróbcze
zdjęcie
zdjęcie
Frezarka CNC
Centrum obróbcze
※ Zdjęcia maszyny przetwarzającej zostały zrobione przez autora i powiązany personel
Tokarki (toczenie)
Jest to proces, w którym materiał (głównie okrągły materiał) jest obracany i dociskany do niego narzędziem w celu usunięcia zbędnych części. Nazywany również toczeniem, można powiedzieć, że jest kolejnym bohaterem obróbki skrawaniem.
W przeciwieństwie do obróbki skrawaniem, w której materiał jest zamocowany, a obracające się narzędzie styka się z nim, toczenie polega na obracaniu materiału i stykaniu się z nim narzędzia zwanego narzędziem skrawającym. Dlatego kształt, który można obrócić, musi być współosiowym cylindrem lub kształtem cylindrycznym.
zdjęcie
W porównaniu z obróbką skrawaniem charakteryzuje się możliwością szybkiej i starannej obróbki współosiowych kształtów. Powszechnie stosowane do obróbki precyzyjnych cylindrycznych i cylindrycznych kształtów, takich jak wały, pręty itp.
Ponadto powszechną technologią przetwarzania jest to, że wirnik i tym podobne są po toczeniu przełączane na centrum obróbcze, a następnie obrabiane.
Główne urządzenia mechaniczne: tokarki ogólne, tokarki CNC, tokarki złożone, centra tokarskie, automaty tokarskie
zdjęcie
zdjęcie
Tokarka ogólna
Tokarka CNC
Klasa rozładowania
Jest to proces zbliżania elektrody (wykonanej z miedzi lub grafitu) lub drutu pod napięciem do materiału w celu wytworzenia wyładowania łukowego, które topi i usuwa materiał. Ma tę zaletę, że bez względu na to, jak twardy jest materiał, o ile jest przewodzący, można go przetwarzać. Na przykład może również obrabiać narożniki i dna, których nie można uzyskać za pomocą frezarki.
zdjęcie
Obróbka elektroerozyjna drutem, która usuwa kontury za pomocą elektrody drucianej, obróbka formująca wyładowaniem elektrycznym, która może urzeczywistniać różne kształty poprzez kontakt z symetrycznie ukształtowanymi elektrodami itp. EDM jest najczęściej stosowany w produkcji form i tak dalej.
Główne wyposażenie mechaniczne: maszyna do cięcia drutu EDM, maszyna EDM
zdjęcie
zdjęcie
Elektrodrążarka drutowa
Maszyna EDM
Szlifowanie
Jest to proces precyzyjnego wykańczania powierzchni materiału poprzez kontakt z obracającym się kamieniem szlifierskim. Do części wymagających precyzyjnego wykończenia, takich jak powierzchnie połączeń między częściami itp.
Poza obróbką precyzyjnych powierzchni płaskich istnieje również szlifowanie do wykańczania zewnętrznej części kształtów cylindrycznych oraz wewnętrznej średnicy otworów.
zdjęcie
Główne wyposażenie mechaniczne: szlifierka do płaszczyzn, szlifierka do wałków, szlifierka współrzędnościowa, gładziarka
zdjęcie
Szlifierka do powierzchni
Najpierw wyjaśnijmy proces skrawania frezowaniem, który jest również głównym bohaterem obróbki skrawaniem.
Ta metoda przetwarzania jest odpowiednia do obróbki części płytowych i blokowych, takich jak płyty denne i skorupy. Można powiedzieć, że jest to główna metoda przetwarzania części, takich jak sprzęt FA.
Zbudujmy wrażenie miejsca obróbki!
Obróbka skrawaniem to proces, w którym materiał mocuje się na stole urządzenia, a następnie dociska się do materiału szybkoobrotowe narzędzie obrotowe (frez palcowy) w celu odcięcia zbędnych części. Jest zdolny głównie do cięcia powierzchni, wycinania konturów, otwierania otworów, dłutowania i wycinania zakrzywionych powierzchni.
A ponieważ jest to bardzo wszechstronna metoda obróbki, można ją przetwarzać, zmieniając narzędzie odpowiednie dla każdej metody obróbki.
Frezarka ogólnego przeznaczenia to frezarka ogólnego przeznaczenia, która ręcznie zmienia narzędzia i jest obsługiwana przez procesor, oraz frezarka sterowana numerycznie, która może wykonywać sterowanie numeryczne (sterowanie numeryczne: sterowanie numeryczne) na obsługiwanej części. Sterowanie numeryczne odnosi się do funkcji automatycznego obracania i przesuwania wrzeciona oraz przesuwania stołu roboczego zgodnie z programem.
Ponadto te wyposażone w ATC (Automatic Tool Changer: Automatic Tool Changer) nazywane są centrami obróbczymi. Ponieważ wiele narzędzi jest wymienianych automatycznie podczas obróbki, różne obróbki mogą być wykonywane jednocześnie na materiale, o ile materiał jest złożony, a program jest aktywny.
Poniższy rysunek przedstawia skład obecnych głównych centrów obróbczych ogólnego przeznaczenia.
zdjęcie
Konfiguracja centrum obróbczego (Mori Seiki: NV4000)
Umieść materiał (głównie materiał blokowy) na stole warsztatowym, napraw go, zainstaluj narzędzie, ustaw pochodzenie materiału, a następnie wprowadź program przetwarzania. Następnie wrzeciono i stół są obrabiane zgodnie z programem w celu uzyskania pożądanego kształtu produktu.
Programy do obróbki nazywamy programami NC. Wydaje się, że stara metoda polegała na wydrukowaniu na taśmie papierowej i odczytaniu jej przez maszynę. Obecnie istnieją dwa główne sposoby tworzenia programów.
① Wprowadź program bezpośrednio na sterowniku
② Użyj aplikacji komputerowej o nazwie CAM, aby utworzyć dane i przesłać je do sterownika.
Dla prostych kształtów możesz wejść do programu w sposób ①, a dla skomplikowanych kształtów możesz użyć metody ②.
Przedmioty, które można obrabiać
Jaki więc kształt będą miały przedmioty, które można wykonać za pomocą obróbki skrawaniem? Tutaj najpierw przedstawiamy przykłady typowych części, abyś mógł zrobić wrażenie.
Produkty przetworzone 1 ~ 2 osie
Najłatwiejszymi częściami do wykonania są kształty, które można wykonać przez wykrawanie lub wycinanie z jednego kierunku. Obróbka powierzchni, taka jak obróbka w jednym kierunku osiowym, obróbka konturów na tej samej wysokości oraz rowkowanie są stosunkowo prostą obróbką.
Jak pokazano na poniższym przykładzie, typową obróbką są płyty podstawowe z tylko otworami na śruby lub wywierconymi otworami w płaszczyźnie lub bloki z częściowymi nacięciami lub fazami itp. Oprócz otworów i wycięć można również obrabiać kontury i rowki.
zdjęcie
Wieloaspektowe produkty przetworzone
Jest to przetworzony produkt uzyskany przez obróbkę części pokazanej na powyższym rysunku nie tylko z jednego kierunku, ale z wielu kierunków. Jak pokazano na rys. 3, oprócz obróbki konturu, obróbki otworów, rowkowania i obróbki karbów z jednego kierunku, obróbka otworów jest również wykonywana z kierunku poprzecznego.
Rysunek 4 pokazuje przykład rowkowania z kierunku poprzecznego i obróbki otworu z drugiego kierunku. W tej obróbce materiał jest odwracany, zmienia się jego orientacja, a kształt jest obrabiany we wszystkich kierunkach.
Po obróbce z jednego kierunku materiał jest odwracany i ponownie mocowany, co jest również nazywane „przemianą przedmiotu obrabianego”.
zdjęcie
3-obróbka osi
3-obróbka osiowa to metoda, która umożliwia cięcie gładkich zakrzywionych powierzchni (powierzchni o dowolnym kształcie itp.) nawet podczas obróbki z jednego kierunku. Obróbka wykańczająca odbywa się poprzez poruszanie się po zakrzywionej powierzchni kulistego frezu palcowego z okrągłą końcówką. Można przetwarzać nie tylko części o swobodnych powierzchniach, jak pokazano na rysunku 5, ale także zakrzywione powierzchnie uzyskane w wyniku skanowania ludzi i zwierząt, jak pokazano na rysunku 6.
Ponieważ konieczne jest jednoczesne przesuwanie wrzeciona w 3 wymiarach wzdłuż zakrzywionej powierzchni, należy stworzyć program NC z wykorzystaniem dedykowanej aplikacji do CAM (Computer Aided manufacturing) obsługującej obróbkę 3D. Ta metoda przetwarzania jest często stosowana w obróbce części formowanych wtryskowo.
zdjęcie
Produkty do obróbki wieloosiowej
Części, które nie są blokowe, ale mają złożone ogólne kształty, również mogą być obrabiane. Poprzez ponowne ustawienie materiału we wszystkich kierunkach i użycie 5-osiowej maszyny można wytwarzać złożone kształty z wieloma powierzchniami. Ta metoda przetwarzania jest często stosowana w częściach lotniczych i tak dalej.
Rysunki 7 i 8 przedstawiają typowe kształty części lotniczych (schematy). Charakteryzuje się tym, że istnieje wiele złożonych struktur cienkościennych, takich jak kombinacje powierzchni o dowolnym kształcie i obróbce otworów, wypukłości i ogólnych przerzedzonych kształtach.
zdjęcie
Wieloosiowa obróbka symultaniczna
W najnowszych 5-maszynach osiowych i złożonych niektóre kształty można obrabiać tylko podczas obracania materiału w synchronizacji z ruchem narzędzia. Typowe kształty to tak zwana łopata wirnika pokazana na rysunku 9 (4-synchronizacja osiowa) oraz kształt podobny do wirnika pokazany na rysunku 10 (5-synchronizacja osiowa).
W przypadku złożonych kształtów, takich jak ten, których nie można obrabiać tylko z ustalonej orientacji materiału, obróbka ma zalety.
zdjęcie
Obróbką skrawaniem można realizować obróbkę prawie wszystkich części od prostych kształtów do skomplikowanych kształtów.
