תהליך ה-CNC

המונח CNC מייצג "בקרה נומרית ממוחשבת", ועיבוד שבבי CNC מוגדר כתהליך ייצור חיסורי המשתמש בדרך כלל בבקרת מחשב ובכלי מכונה כדי להסיר שכבות של חומר מחתיכת מלאי (הנקראת ריק או חומר עבודה) ולייצר חלק מעוצב בהתאמה אישית.

התהליך עובד על מגוון חומרים, כולל מתכת, פלסטיק, עץ, זכוכית, קצף וחומרים מרוכבים, ויש לו יישומים במגוון תעשיות, כגון עיבוד שבבי CNC גדול וגימור CNC של חלקי חלל.

מאפייני עיבוד שבבי CNC

01. רמה גבוהה של אוטומציה ויעילות ייצור גבוהה מאוד. מלבד הידוק חומר ריק, ניתן להשלים את כל תהליכי העיבוד האחרים באמצעות מכונות CNC. בשילוב עם טעינה ופריקה אוטומטיות, זהו מרכיב בסיסי במפעל ללא מאויש.

עיבוד CNC מפחית את עבודת המפעיל, משפר את תנאי העבודה, מבטל סימון, הידוק ומיקום מרובים, בדיקה ותהליכים אחרים ופעולות עזר, ומשפר ביעילות את יעילות הייצור.

02. יכולת הסתגלות לאובייקטי עיבוד CNC. בעת החלפת אובייקט העיבוד, בנוסף להחלפת הכלי ופתרון שיטת הידוק החסר, נדרש רק תכנות מחדש ללא התאמות מורכבות אחרות, מה שמקצר את מחזור ההכנה לייצור.

03. דיוק עיבוד גבוה ואיכות יציבה. דיוק המימדים של העיבוד הוא בין d0.005-0.01 מ"מ, שאינו מושפע ממורכבות החלקים, מכיוון שרוב הפעולות מבוצעות באופן אוטומטי על ידי המכונה. לכן, גודל החלקים המבוצעים גדל, ומכשירי זיהוי מיקום משמשים גם במכונות כלים מבוקרות מדויקות, מה שמשפר עוד יותר את דיוק עיבוד שבבי CNC מדויק.

04. לעיבוד CNC שני מאפיינים עיקריים: ראשית, הוא יכול לשפר משמעותית את דיוק העיבוד, כולל דיוק איכות העיבוד ודיוק שגיאות זמן העיבוד; שנית, החזרה של איכות העיבוד יכולה לייצב את איכות העיבוד ולשמור על איכות החלקים המעובדים.

טכנולוגיית עיבוד שבבי CNC והיקף היישום:

ניתן לבחור שיטות עיבוד שונות בהתאם לחומר ולדרישות של חומר העבודה המכובב. הבנת שיטות עיבוד נפוצות והיקף היישום שלהן יכולה לאפשר לנו למצוא את שיטת עיבוד החלק המתאימה ביותר.

חֲרִיטָה

שיטת עיבוד החלקים באמצעות מחרטות נקראת יחד חריטה. באמצעות כלי חריטה לעיצוב, ניתן לעבד גם משטחים מעוקלים מסתובבים במהלך הזנה רוחבית. חריטה יכולה לעבד גם משטחי הברגה, מישורי קצה, צירים אקסצנטריים וכו'.

דיוק החריטה הוא בדרך כלל IT11-IT6, וחספוס פני השטח הוא 12.5-0.8 מיקרומטר. במהלך חריטה עדינה, הוא יכול להגיע ל-IT6-IT5, והחספוס יכול להגיע ל-0.4-0.1 מיקרומטר. הפרודוקטיביות של עיבוד החריטה גבוהה, תהליך החיתוך חלק יחסית, והכלים פשוטים יחסית.

היקף יישום: קידוח חורים מרכזיים, קידוח, חיתוך, הברגה, חריטה גלילית, קידוח, חריטה של ​​פני קצה, חריטה של ​​חריצים, חריטה של ​​משטחים מעוצבים, חריטה של ​​משטחים מחודדים, חריטה של ​​חוטים וחריטת הברגה

כִּרסוּם

כרסום הוא שיטה של ​​שימוש בכלי מסתובב רב-קצוות (חותך כרסום) על מכונת כרסום לעיבוד חומר העבודה. תנועת החיתוך העיקרית היא סיבוב הכלי. בהתאם לשאלה האם כיוון מהירות התנועה העיקרי במהלך הכרסום זהה או הפוך לכיוון ההזנה של חומר העבודה, הוא מחולק לכרסום כלפי מטה וכרסום במעלה ההר.

(1) כרסום כלפי מטה

הרכיב האופקי של כוח הטחינה זהה לכיוון ההזנה של חומר העבודה. בדרך כלל יש פער בין בורג ההזנה של שולחן חומר העבודה לאום הקבוע. לכן, כוח החיתוך יכול בקלות לגרום לחומר העבודה ולשולחן העבודה לנוע קדימה יחד, מה שיגרום לקצב ההזנה לעלות פתאום. עלייה, מה שיגרום לסכינים.

(2) כרסום נגדי

זה יכול למנוע את תופעת התנועה המתרחשת במהלך כרסום כלפי מטה. במהלך כרסום כלפי מעלה, עובי החיתוך עולה בהדרגה מאפס, כך שקצה החיתוך מתחיל לחוות שלב של סחיטה והחלקה על פני השטח המעובדים המוקשים בחיתוך, מה שמאיץ את שחיקת הכלי.

היקף יישום: כרסום מישורי, כרסום מדורג, כרסום חריצים, כרסום משטחי עיצוב, כרסום חריצים ספירלי, כרסום גלגלי שיניים, חיתוך

הַקצָעָה

עיבוד הקצעה מתייחס בדרך כלל לשיטת עיבוד המשתמשת במכונת הקצעה כדי לבצע תנועה ליניארית הדדית יחסית לחומר העבודה על גבי מכונת הקצעה כדי להסיר חומר עודף.

דיוק ההקצעה יכול להגיע בדרך כלל ל-IT8-IT7, חספוס פני השטח הוא Ra6.3-1.6 מיקרומטר, שטוחות ההקצעה יכולה להגיע ל-0.02/1000, וחספוס פני השטח הוא 0.8-0.4 מיקרומטר, וזה עדיף לעיבוד יציקות גדולות.

היקף יישום: הקצעה של משטחים שטוחים, הקצעה של משטחים אנכיים, הקצעה של משטחי מדרגה, הקצעה של חריצים בזווית ישרה, הקצעה של שפועים, הקצעה של חריצים בצורת זנב יונה, הקצעה של חריצים בצורת D, הקצעה של חריצים בצורת V, הקצעה של משטחים מעוגלים, הקצעה של חריצי מפתח בחורים, הקצעה של מתלים, הקצעה של משטחים מרוכבים

שְׁחִיקָה

השחזה היא שיטה לחיתוך פני השטח של חומר העבודה על גבי מטחנה באמצעות גלגל השחזה מלאכותי בעל קשיות גבוהה (גלגל השחזה) ככלי. התנועה העיקרית היא סיבוב גלגל ההשחזה.

דיוק הטחינה יכול להגיע ל-IT6-IT4, וחספוס פני השטח Ra יכול להגיע ל-1.25-0.01 מיקרומטר, או אפילו 0.1-0.008 מיקרומטר. מאפיין נוסף של הטחינה הוא שהיא יכולה לעבד חומרי מתכת מוקשים, השייך לתחום הגימור, ולכן היא משמשת לעתים קרובות כשלב העיבוד הסופי. על פי פונקציות שונות, ניתן לחלק את הטחינה גם לטחינה גלילית, טחינה של חורים פנימיים, טחינה שטוחה וכו'.

היקף יישום: שחיקה גלילית, שחיקה גלילית פנימית, שחיקה משטחית, שחיקה צורה, שחיקה הברגה, שחיקה של גלגלי שיניים

הִתעַמְלוּת

תהליך עיבוד חורים פנימיים שונים במכונת קידוח נקרא קידוח והוא השיטה הנפוצה ביותר לעיבוד חורים.

דיוק הקידוח נמוך, בדרך כלל IT12~IT11, וחספוס פני השטח הוא בדרך כלל Ra5.0~6.3µm. לאחר הקידוח, הגדלה וריתוך משמשים לעתים קרובות לגימור למחצה וגימור. דיוק עיבוד הריתוך הוא בדרך כלל IT9-IT6, וחספוס פני השטח הוא Ra1.6-0.4µm.

היקף יישום: קידוח, חיתוך, חיתוך, הקשה, חורי סטרונציום, גירוד משטחים

עיבוד משעמם

עיבוד קידוח הוא שיטת עיבוד המשתמשת במכונת קידוח כדי להגדיל את קוטר החורים הקיימים ולשפר את האיכות. עיבוד קידוח מבוסס בעיקר על תנועה סיבובית של כלי הקידוח.

דיוק עיבוד הקידוח גבוה, בדרך כלל IT9-IT7, וחספוס פני השטח הוא Ra6.3-0.8 מ"מ, אך יעילות הייצור של עיבוד הקידוח נמוכה.

היקף היישום: עיבוד חורים בדיוק גבוה, גימור חורים מרובים

עיבוד פני השטח של השן

ניתן לחלק את שיטות עיבוד פני השטח של שיני גלגל שיניים לשתי קטגוריות: שיטת עיצוב ושיטת יצירה.

מכונת הכלי המשמשת לעיבוד משטח השן בשיטת העיצוב היא בדרך כלל מכונת כרסום רגילה, והכלי הוא חותך כריסה לעיצוב, הדורש שתי תנועות עיצוב פשוטות: תנועה סיבובית ותנועה ליניארית של הכלי. מכונות כלי עבודה נפוצות לעיבוד משטחי שיניים בשיטת היצירה הן מכונות חיתוך גלגלי שיניים, מכונות עיצוב גלגלי שיניים וכו'.

היקף היישום: הילוכים וכו'.

עיבוד משטח מורכב

חיתוך משטחים מעוגלים תלת-ממדיים משתמש בעיקר בשיטות כרסום העתקה וכרסום CNC או בשיטות עיבוד מיוחדות.

היקף היישום: רכיבים בעלי משטחים מעוקלים מורכבים

EDM

עיבוד שבבי פריקה חשמלית מנצל את הטמפרטורה הגבוהה הנוצרת על ידי פריקת ניצוץ מיידית בין אלקטרודת הכלי לאלקטרודת חומר העבודה כדי לשחוק את חומר השטח של חומר העבודה ולהשיג עיבוד שבבי.

היקף היישום:

① עיבוד של חומרים מוליכים קשים, שבירים, קשיחים, רכים ובעלי התכה גבוהה;

②עיבוד חומרים מוליכים למחצה וחומרים שאינם מוליכים;

③עיבוד סוגים שונים של חורים, חורים מעוקלים וחורים מיקרו;

④עיבוד חללי משטח מעוגלים תלת-ממדיים שונים, כגון תאי עובש של תבניות חישול, תבניות יציקה ותבניות פלסטיק;

⑤ משמש לחיתוך, חיתוך, חיזוק פני השטח, חריטה, הדפסת לוחות שם וסימונים וכו'.

עיבוד אלקטרוכימי

עיבוד שבבי אלקטרוכימי הוא שיטה המשתמשת בעיקרון האלקטרוכימי של המסה אנודית של מתכת באלקטרוליט כדי לעצב את חומר העבודה.

חומר העבודה מחובר לקוטב החיובי של ספק הכוח DC, הכלי מחובר לקוטב השלילי, ונשמר פער קטן (0.1 מ"מ ~ 0.8 מ"מ) בין שני הקטבים. האלקטרוליט בלחץ מסוים (0.5MPa ~ 2.5MPa) זורם דרך הפער בין שני הקטבים במהירות גבוהה (15 מטר/שנייה ~ 60 מטר/שנייה).

היקף יישום: עיבוד חורים, חללים, פרופילים מורכבים, חורים עמוקים בקוטר קטן, חיתוך, הסרת שבבים, חריטה וכו'.

עיבוד לייזר

עיבוד הלייזר של חומר העבודה מבוצע על ידי מכונת עיבוד לייזר. מכונות עיבוד לייזר מורכבות בדרך כלל מלייזרים, ספקי כוח, מערכות אופטיות ומערכות מכניות.

היקף היישום: מתכות לשרטוט תיל יהלום, מיסבי אבני חן לשעונים, עורות נקבוביים של יריעות ניקוב מקוררות אוויר מתפצלות, עיבוד חורים קטנים של מזרקי מנוע, להבי מנוע אווירוניים וכו', וחיתוך של חומרי מתכת שונים וחומרים לא מתכתיים.

עיבוד אולטרסאונד

עיבוד שבבי אולטרסאונד הוא שיטה המשתמשת ברטט בתדר אולטרסאונד (16 קילו-הרץ ~ 25 קילו-הרץ) של פני הקצה של הכלי כדי לפגוע בחומרי שוחקים התלויים בנוזל העבודה, כאשר חלקיקי השוחקים פוגעים ומלטשים את פני חומר העבודה כדי לעבד את חומר העבודה.

היקף יישום: חומרים קשים לחיתוך

תעשיות יישומים עיקריות

באופן כללי, חלקים המעובדים על ידי CNC הם בעלי דיוק גבוה, ולכן חלקים המעובדים על ידי CNC משמשים בעיקר בתעשיות הבאות:

תעופה וחלל

תעופה וחלל דורש רכיבים בעלי דיוק וחזרה גבוהים, כולל להבי טורבינה במנועים, כלים המשמשים לייצור רכיבים אחרים, ואפילו תאי בעירה המשמשים במנועי רקטות.

בניית רכב ומכונות

תעשיית הרכב דורשת ייצור של תבניות בדיוק גבוה ליציקת רכיבים (כגון תושבות מנוע) או עיבוד שבבי של רכיבים בעלי סבילות גבוהה (כגון בוכנות). המכונה מסוג גנטרי יוצקת מודולי חרס המשמשים בשלב התכנון של המכונית.

תעשייה צבאית

התעשייה הצבאית משתמשת ברכיבים מדויקים בעלי דרישות סבילות מחמירות, כולל רכיבי טילים, קנים של רובים וכו'. כל הרכיבים המעובדים בתעשייה הצבאית נהנים מהדיוק והמהירות של מכונות CNC.

רְפוּאִי

מכשירים רפואיים להשתלה מתוכננים לעתים קרובות להתאים לצורת איברים אנושיים וחייבים להיות מיוצרים מסגסוגות מתקדמות. מכיוון שאין מכונות ידניות המסוגלות לייצר צורות כאלה, מכונות CNC הופכות להכרח.

אֵנֶרְגִיָה

תעשיית האנרגיה משתרעת על פני כל תחומי ההנדסה, החל מטורבינות קיטור ועד לטכנולוגיות מתקדמות כמו היתוך גרעיני. טורבינות קיטור דורשות להבי טורבינה מדויקים ביותר כדי לשמור על איזון בטורבינה. ​​צורת חלל דיכוי הפלזמה של המחקר והפיתוח בהיתוך גרעיני מורכבת מאוד, עשויה מחומרים מתקדמים ודורשת את התמיכה של מכונות CNC.

עיבוד מכני התפתח עד היום, ובעקבות שיפור דרישות השוק, נגזרו טכניקות עיבוד שונות. כשבוחרים תהליך עיבוד שבבי, ניתן לקחת בחשבון היבטים רבים: כולל צורת פני השטח של חומר העבודה, דיוק ממדי, דיוק מיקום, חספוס פני השטח וכו'.

רק על ידי בחירת התהליך המתאים ביותר נוכל להבטיח את האיכות ויעילות העיבוד של חומר העבודה בהשקעה מינימלית, ולמקסם את התועלת הנוצרת.