Ang Precision Machining usa ka proseso sa pagtangtang sa materyal gikan sa usa ka workpiece samtang gihuptan ang hugot nga tolerance finishes. Ang precision machine adunay daghang klase, lakip ang milling, turning ug electrical discharge machining. Ang precision machine karon kasagarang gikontrol gamit ang Computer Numerical Controls (CNC).
Halos tanang produkto sa metal naggamit og precision machining, sama sa daghang ubang mga materyales sama sa plastik ug kahoy. Kini nga mga makina gipadagan sa mga espesyalista ug nabansay nga mga machinist. Aron ang cutting tool makahimo sa iyang trabaho, kinahanglan kini ibalhin sa mga direksyon nga gitakda aron mahimo ang husto nga pagputol. Kini nga panguna nga paglihok gitawag nga "cutting speed." Ang workpiece mahimo usab nga ibalhin, nga nailhan nga ikaduhang paglihok sa "feed." Kung magdungan, kini nga mga paglihok ug ang kahait sa cutting tool nagtugot sa precision machine nga molihok.
Ang dekalidad nga precision machining nagkinahanglan sa abilidad sa pagsunod sa espesipikong mga blueprint nga gihimo sa CAD (computer aided design) o CAM (computer aided manufacturing) nga mga programa sama sa AutoCAD ug TurboCAD. Ang software makatabang sa paghimo sa komplikado, 3-dimensional nga mga diagram o mga outline nga gikinahanglan aron makahimo og himan, makina o butang. Kini nga mga blueprint kinahanglan nga sundon uban ang dakong detalye aron masiguro nga ang usa ka produkto magpabilin sa integridad niini. Samtang kadaghanan sa mga kompanya sa precision machining nagtrabaho gamit ang pipila ka porma sa mga programa sa CAD/CAM, kanunay gihapon silang nagtrabaho gamit ang mga hand-drawn sketch sa inisyal nga mga hugna sa usa ka disenyo.
Ang precision machining gigamit sa daghang mga materyales lakip na ang asero, bronse, grapayt, bildo ug plastik, aron hinganlan ang pipila. Depende sa gidak-on sa proyekto ug sa mga materyales nga gamiton, lain-laing mga himan sa precision machining ang gamiton. Bisan unsang kombinasyon sa mga lathe, milling machine, drill press, saws ug grinders, ug bisan ang high-speed robotics mahimong gamiton. Ang industriya sa aerospace mahimong mogamit og high velocity machining, samtang ang industriya sa paghimo og himan sa kahoy mahimong mogamit og photo-chemical etching ug milling processes. Ang paggaling sa usa ka run, o usa ka piho nga gidaghanon sa bisan unsang partikular nga butang, mahimong mokabat sa liboan, o pipila lang. Ang precision machining kanunay nagkinahanglan sa pagprograma sa mga CNC device nga nagpasabut nga kini kontrolado sa computer. Ang CNC device nagtugot sa eksaktong mga dimensyon nga sundon sa tibuok pagdagan sa usa ka produkto.
Ang paggaling mao ang proseso sa pag-machining gamit ang rotary cutters aron makuha ang materyal gikan sa usa ka workpiece pinaagi sa pagpaabante (o pagpakaon) sa cutter ngadto sa workpiece sa usa ka piho nga direksyon. Ang cutter mahimo usab nga kuptan sa usa ka anggulo nga may kalabotan sa axis sa himan. Ang paggaling naglangkob sa lainlaing mga operasyon ug makina, sa mga sukod gikan sa gagmay nga indibidwal nga mga bahin hangtod sa dagko, bug-at nga mga operasyon sa gang milling. Kini usa sa labing kasagarang gigamit nga proseso alang sa pag-machining sa mga custom nga bahin sa tukma nga mga tolerance.
Ang paggaling mahimong buhaton gamit ang lain-laing mga gamit sa makina. Ang orihinal nga klase sa mga gamit sa makina para sa paggaling mao ang milling machine (kasagaran gitawag nga mill). Human sa pag-abot sa computer numerical control (CNC), ang mga milling machine nahimong mga machining center: ang mga milling machine nga gidugangan sa mga automatic tool changer, tool magazines o carousels, CNC capability, coolant systems, ug enclosures. Ang mga milling center kasagarang giklasipikar nga vertical machining centers (VMCs) o horizontal machining centers (HMCs).
Ang paghiusa sa paggaling ngadto sa mga palibot sa pagliko, ug vice versa, nagsugod sa live tooling para sa mga lathe ug ang panagsa nga paggamit sa mga galingan para sa mga operasyon sa pagliko. Kini misangpot sa usa ka bag-ong klase sa mga makina, ang multitasking machines (MTMs), nga gidisenyo aron mapadali ang paggaling ug pagliko sulod sa parehas nga work envelope.
Para sa mga design engineer, R&D teams, ug mga tiggama nga nagsalig sa pagkuha sa mga piyesa, ang precision CNC machining nagtugot sa paghimo og mga komplikado nga piyesa nga walay dugang nga pagproseso. Sa tinuod lang, ang precision CNC machining kanunay nga naghimo niini nga posible para sa nahuman nga mga piyesa nga mahimo sa usa lang ka makina.
Ang proseso sa pagmachining nagtangtang sa materyal ug naggamit ug lain-laing mga himan sa pagputol aron makamugna sa katapusan, ug kasagaran komplikado kaayo, nga disenyo sa usa ka bahin. Ang lebel sa katukma mapalambo pinaagi sa paggamit sa computer numerical control (CNC), nga gigamit aron awtomatiko ang pagkontrol sa mga himan sa pagmachining.
Ang papel sa "CNC" sa precision machining
Gamit ang mga instruksyon sa naka-code nga programming, ang precision CNC machining nagtugot sa usa ka workpiece nga maputol ug maporma sumala sa mga espesipikasyon nga walay manwal nga interbensyon sa usa ka operator sa makina.
Gamit ang computer aided design (CAD) model nga gihatag sa kustomer, ang eksperto nga machinist mogamit og computer aided manufacturing software (CAM) aron paghimo og mga instruksyon para sa pag-machining sa parte. Base sa CAD model, ang software motino kon unsang mga tool path ang gikinahanglan ug mo-generate og programming code nga mosulti sa makina:
■ Unsa ang saktong mga RPM ug feed rates
■ Kanus-a ug asa ibalhin ang himan ug/o workpiece
■ Unsa kalawom ang pagputol
■ Kanus-a gamiton ang coolant
■ Bisan unsang ubang mga butang nga may kalabotan sa katulin, gikusgon sa pagkaon, ug koordinasyon
Ang CNC controller unya mogamit sa programming code aron makontrol, awtomatiko, ug mabantayan ang mga lihok sa makina.
Karon, ang CNC usa ka built-in nga bahin sa lain-laing mga kagamitan, gikan sa mga lathe, mill, ug router hangtod sa wire EDM (electrical discharge machining), laser, ug plasma cutting machine. Gawas pa sa pag-automate sa proseso sa machining ug pagpausbaw sa katukma, ang CNC nagwagtang sa mga manwal nga buluhaton ug naghatag og kagawasan sa mga machinist sa pagdumala sa daghang mga makina nga nagdagan sa parehas nga oras.
Dugang pa, kung ang usa ka agianan sa himan nadisenyo na ug ang usa ka makina naprograma na, mahimo na niini nga padaganon ang usa ka piyesa sa bisan unsang gidaghanon sa mga higayon. Kini naghatag og taas nga lebel sa katukma ug pagkabalik-balik, nga sa baylo naghimo sa proseso nga epektibo kaayo sa gasto ug mapalapad.
Mga materyales nga giproseso
Ang ubang mga metal nga kasagarang gi-machine naglakip sa aluminum, brass, bronze, copper, steel, titanium, ug zinc. Dugang pa, ang kahoy, foam, fiberglass, ug mga plastik sama sa polypropylene mahimo usab nga ma-machine.
Sa katunayan, halos bisan unsang materyal mahimong gamiton sa precision CNC machining — siyempre, depende sa aplikasyon ug sa mga kinahanglanon niini.
Pipila ka mga bentaha sa precision CNC machining
Alang sa daghang gagmay nga mga piyesa ug mga sangkap nga gigamit sa lainlaing mga gigama nga produkto, ang precision CNC machining kanunay nga gipili nga pamaagi sa paggama.
Sama sa halos tanang pamaagi sa pagputol ug pag-machining, ang lain-laing mga materyales managlahi og kinaiya, ug ang gidak-on ug porma sa usa ka component adunay dako usab nga epekto sa proseso. Apan, sa kinatibuk-an ang proseso sa precision CNC machining nagtanyag og mga bentaha kon itandi sa ubang mga pamaagi sa pag-machining.
Kana tungod kay ang CNC machining makahimo sa paghatag sa:
■ Taas nga lebel sa pagkakomplikado sa bahin
■ Hugot nga mga tolerance, kasagaran gikan sa ±0.0002" (±0.00508 mm) ngadto sa ±0.0005" (±0.0127 mm)
■ Talagsaong hamis nga mga pagkahuman sa nawong, lakip ang gipahaom nga mga pagkahuman
■ Pagkamasubli, bisan sa taas nga volume
Samtang ang usa ka hanas nga machinist makagamit og manual lathe aron makahimo og dekalidad nga piyesa sa gidaghanon nga 10 o 100, unsa may mahitabo kon kinahanglan nimo og 1,000 ka piyesa? 10,000 ka piyesa? 100,000 o usa ka milyon nga piyesa?
Uban sa precision CNC machining, makakuha ka sa scalability ug speed nga gikinahanglan para niining klase sa high-volume production. Dugang pa, ang taas nga repeatability sa precision CNC machining naghatag kanimo og mga parte nga parehas ra gikan sa sinugdanan hangtod sa katapusan, bisan pila pa ka parte ang imong gihimo.
Adunay pipila ka espesyal kaayo nga mga pamaagi sa CNC machining, lakip ang wire EDM (electrical discharge machining), additive machining, ug 3D laser printing. Pananglitan, ang wire EDM naggamit og mga conductive nga materyales — kasagaran mga metal — ug mga electrical discharge aron madaot ang usa ka workpiece ngadto sa komplikado nga mga porma.
Apan, dinhi atong tutukan ang mga proseso sa paggaling ug pagtuyok — duha ka pamaagi sa pag-iban nga kaylap nga magamit ug kanunay nga gigamit alang sa tukma nga CNC machining.
Paggaling vs. pagliko
Ang paggaling usa ka proseso sa pagmachine nga naggamit ug nagtuyok, silindro nga himan sa pagputol aron makuha ang materyal ug makahimo og mga porma. Ang mga kagamitan sa paggaling, nailhan nga galingan o sentro sa pagmachine, naghimo og usa ka uniberso sa komplikado nga mga geometriya sa bahin sa pipila sa pinakadako nga mga butang nga gimachine sa metal.
Usa ka importanteng kinaiya sa paggaling mao nga ang workpiece magpabilin nga wala molihok samtang ang cutting tool nagtuyok. Sa ato pa, sa usa ka galingan, ang nagtuyok nga cutting tool naglihok libot sa workpiece, nga magpabilin nga wala molihok sa iyang lugar sa ibabaw sa higdaanan.
Ang pagtuyok mao ang proseso sa pagputol o pagporma sa usa ka workpiece sa kagamitan nga gitawag og lathe. Kasagaran, ang lathe motuyok sa workpiece sa usa ka bertikal o pinahigda nga axis samtang ang usa ka pirmi nga himan sa pagputol (nga mahimo o dili motuyok) molihok subay sa giprograma nga axis.
Ang himan dili pisikal nga makalibot sa bahin. Ang materyal motuyok, nga nagtugot sa himan sa paghimo sa giprograma nga mga operasyon. (Adunay usa ka subset sa mga lathe diin ang mga himan motuyok palibot sa usa ka spool-fed wire, bisan pa, nga wala mahisgutan dinhi.)
Sa pagtuyok, dili sama sa paggaling, ang workpiece motuyok. Ang part stock motuyok sa spindle sa lathe ug ang cutting tool madikit sa workpiece.
Manwal batok sa CNC machining
Samtang ang mga galingan ug lathe parehong anaa sa mga manwal nga modelo, ang mga makinang CNC mas angay alang sa mga katuyoan sa paggama og gagmay nga mga piyesa — nga nagtanyag og scalability ug repeatability alang sa mga aplikasyon nga nanginahanglan og taas nga volume sa produksiyon sa mga piyesa nga tight tolerance.
Gawas sa pagtanyag og simpleng 2-axis nga mga makina diin ang himan molihok sa X ug Z axes, ang mga precision CNC equipment naglakip sa multi-axis nga mga modelo diin ang workpiece mahimo usab nga molihok. Kini sukwahi sa usa ka lathe diin ang workpiece limitado sa pagtuyok ug ang mga himan molihok aron makamugna sa gitinguha nga geometry.
Kining mga multi-axis configuration nagtugot sa paghimo og mas komplikado nga mga geometriya sa usa lang ka operasyon, nga dili na kinahanglan og dugang trabaho sa operator sa makina. Dili lang kini makapahimo nga mas sayon ang paghimo og komplikado nga mga piyesa, apan makapakunhod o makatangtang usab sa posibilidad sa sayop sa operator.
Dugang pa, ang paggamit sa high-pressure coolant nga adunay precision CNC machining nagsiguro nga ang mga chips dili madaot sa trabahoan, bisan kung naggamit og makina nga adunay vertically oriented spindle.
Mga galingan sa CNC
Nagkalainlain ang gidak-on sa mga milling machine, axis configuration, feed rates, cutting speed, direksyon sa milling feed, ug uban pang mga kinaiya.
Apan, sa kinatibuk-an, ang mga CNC mill naggamit og nagtuyok nga spindle aron putlon ang dili gusto nga materyal. Gigamit kini sa pagputol sa mga gahi nga metal sama sa asero ug titanium apan mahimo usab kini gamiton sa mga materyales sama sa plastik ug aluminyo.
Ang mga CNC mill gihimo para sa pagkabalik-balik ug magamit sa tanan gikan sa prototyping hangtod sa taas nga volume sa produksiyon. Ang mga high-end precision CNC mill kanunay nga gigamit para sa mga trabaho nga hugot ang tolerance sama sa paggaling sa mga fine dies ug mga molde.
Samtang ang CNC milling makahatag og paspas nga turnaround, ang as-milled finishing makamugna og mga parte nga adunay makita nga mga marka sa himan. Mahimo usab kini nga makahimo og mga parte nga adunay pipila ka hait nga mga ngilit ug mga burr, busa ang dugang nga mga proseso mahimong gikinahanglan kung ang mga ngilit ug mga burr dili madawat alang niini nga mga bahin.
Siyempre, ang mga himan sa pag-deburring nga giprograma sa han-ay mo-deburr, bisan kung kasagaran makab-ot ang 90% sa nahuman nga kinahanglanon sa labing taas, nga magbilin ug pipila ka mga bahin alang sa katapusang pagtapos sa kamot.
Kon bahin sa surface finish, adunay mga himan nga dili lang makahatag og madawat nga surface finish, apan makahatag usab og sama sa salamin nga finish sa mga bahin sa trabaho.
Mga klase sa CNC mill
Ang duha ka batakang klase sa mga milling machine nailhan nga vertical machining centers ug horizontal machining centers, diin ang pangunang kalainan anaa sa oryentasyon sa spindle sa makina.
Ang bertikal nga sentro sa machining usa ka galingan diin ang ehe sa spindle gihan-ay sa direksyon nga Z-axis. Kini nga mga bertikal nga makina mahimong bahinon pa sa duha ka klase:
■Mga bed mill, diin ang spindle naglihok nga parallel sa kaugalingon niining axis samtang ang lamesa naglihok nga perpendicular sa axis sa spindle
■Mga turret mill, diin ang spindle dili molihok ug ang lamesa gibalhin aron kini kanunay nga patindog ug parallel sa axis sa spindle atol sa operasyon sa pagputol
Sa usa ka pinahigda nga sentro sa machining, ang ehe sa spindle sa galingan gihan-ay sa direksyon nga Y-axis. Ang pinahigda nga istruktura nagpasabot nga kini nga mga galingan lagmit nga mookupar og dugang nga espasyo sa salog sa machine shop; kini kasagaran mas bug-at ug mas gamhanan kay sa mga bertikal nga makina.
Ang horizontal mill sagad gigamit kon gikinahanglan ang mas maayong surface finish; kana tungod kay ang oryentasyon sa spindle nagpasabot nga ang mga cutting chips natural nga mahulog ug dali ra matangtang. (Isip dugang nga benepisyo, ang episyente nga pagtangtang sa chip makatabang sa pagpalugway sa kinabuhi sa himan.)
Sa kinatibuk-an, ang mga bertikal nga sentro sa machining mas kaylap tungod kay kini mahimong sama ka kusog sa mga pinahigda nga sentro sa machining ug makadumala sa gagmay kaayo nga mga bahin. Dugang pa, ang mga bertikal nga sentro adunay mas gamay nga footprint kaysa mga pinahigda nga sentro sa machining.
Mga galingan sa CNC nga daghang ehe
Ang mga precision CNC mill center anaa nga adunay daghang mga axes. Ang 3-axis mill naggamit sa X, Y, ug Z axes para sa lain-laing klase sa trabaho. Uban sa 4-axis mill, ang makina mahimong motuyok sa bertikal ug pinahigda nga axis ug molihok sa workpiece aron tugotan ang mas padayon nga pag-machining.
Ang usa ka 5-axis mill adunay tulo ka tradisyonal nga mga axe ug duha ka dugang nga rotary axes, nga makapahimo sa workpiece nga motuyok samtang ang spindle head molihok libot niini. Kini makapahimo sa lima ka kilid sa usa ka workpiece nga ma-machine nga dili kinahanglan nga tangtangon ang workpiece ug i-reset ang makina.
Mga lathe sa CNC
Ang usa ka lathe — gitawag usab nga turning center — adunay usa o daghan pang mga spindle, ug X ug Z axes. Ang makina gigamit sa pagtuyok sa usa ka workpiece sa iyang axis aron paghimo sa lainlaing mga operasyon sa pagputol ug pagporma, nga naggamit sa lainlaing mga himan sa workpiece.
Ang mga CNC lathe, nga gitawag usab nga live action tooling lathe, sulundon alang sa paghimo og simetriko nga silindro o lingin nga mga bahin. Sama sa mga CNC mill, ang mga CNC lathe makahimo sa gagmay nga mga operasyon sama sa prototyping apan mahimo usab nga i-set up alang sa taas nga pagkabalik-balik, nga nagsuporta sa taas nga gidaghanon sa produksiyon.
Ang mga CNC lathe mahimo usab nga i-set up alang sa medyo hands-free nga produksiyon, nga naghimo niini nga kaylap nga gigamit sa industriya sa automotive, electronics, aerospace, robotics, ug medical device.
Giunsa pagtrabaho ang usa ka CNC lathe
Sa usa ka CNC lathe, usa ka blangko nga bar sa stock material ang gikarga sa chuck sa spindle sa lathe. Kini nga chuck nagkupot sa workpiece sa lugar samtang ang spindle nagtuyok. Kung ang spindle makaabot sa gikinahanglan nga tulin, usa ka stationary cutting tool ang ipaduol sa workpiece aron makuha ang materyal ug makab-ot ang husto nga geometry.
Ang usa ka CNC lathe makahimo og daghang mga operasyon, sama sa drilling, threading, boring, reaming, facing, ug taper turning. Ang lainlaing mga operasyon nanginahanglan og pag-ilis sa himan ug mahimong makadugang sa gasto ug oras sa pag-setup.
Kung nahuman na ang tanan nga gikinahanglan nga operasyon sa machining, ang bahin putlon gikan sa stock alang sa dugang nga pagproseso, kung gikinahanglan. Ang CNC lathe andam na nga sublion ang operasyon, nga adunay gamay o walay dugang nga oras sa pag-setup nga kasagaran gikinahanglan sa taliwala niini.
Ang mga CNC lathes mahimo usab nga mohaom sa lainlaing mga awtomatikong bar feeder, nga nagpamenos sa gidaghanon sa manwal nga pagdumala sa hilaw nga materyal ug naghatag mga bentaha sama sa mosunod:
■ Pagpakunhod sa oras ug paningkamot nga gikinahanglan sa operator sa makina
■ Suportahi ang barstock aron makunhuran ang mga vibrations nga mahimong makaapekto sa katukma
■ Tugoti ang makina nga moandar sa labing maayong gikusgon sa spindle
■ Pakunhuran ang mga oras sa pag-ilis
■ Pagpakunhod sa pag-usik sa materyal
Mga klase sa CNC lathes
Adunay ubay-ubay nga lain-laing mga klase sa lathe, apan ang labing komon mao ang 2-axis CNC lathes ug China-style automatic lathes.
Kadaghanan sa mga CNC China lathe naggamit ug usa o duha ka pangunang spindle ug usa o duha ka back (o secondary) spindle, diin ang rotary transfer ang responsable sa una. Ang pangunang spindle ang naghimo sa primary machining operation, uban sa tabang sa guide bushing.
Dugang pa, ang ubang mga lathe nga istilo sa China adunay ikaduhang ulo sa himan nga naglihok isip usa ka galingan sa CNC.
Gamit ang CNC China-style automatic lathe, ang stock material gipakaon pinaagi sa sliding head spindle ngadto sa guide bushing. Kini nagtugot sa himan sa pagputol sa materyal nga mas duol sa punto diin gisuportahan ang materyal, nga naghimo sa China machine nga labi ka mapuslanon alang sa taas, niwang nga mga piyesa nga giliko ug alang sa micromachining.
Ang mga multi-axis CNC turning center ug mga China-style lathe makahimo og daghang operasyon sa machining gamit ang usa lang ka makina. Kini naghimo kanila nga usa ka barato nga kapilian alang sa mga komplikado nga geometriya nga kung dili magkinahanglan og daghang makina o pag-ilis sa himan gamit ang mga kagamitan sama sa tradisyonal nga CNC mill.