Η μηχανική κατεργασία ακριβείας είναι μια διαδικασία αφαίρεσης υλικού από ένα τεμάχιο εργασίας κατά τη διάρκεια φινιρισμάτων με στενή ανοχή. Η μηχανή ακριβείας έχει πολλούς τύπους, όπως φρεζάρισμα, τόρνευση και κατεργασία με ηλεκτρική εκκένωση. Μια μηχανή ακριβείας σήμερα ελέγχεται γενικά χρησιμοποιώντας έναν υπολογιστή με αριθμητικό έλεγχο (CNC).
Σχεδόν όλα τα μεταλλικά προϊόντα χρησιμοποιούν κατεργασία ακριβείας, όπως και πολλά άλλα υλικά όπως το πλαστικό και το ξύλο. Αυτά τα μηχανήματα χειρίζονται από εξειδικευμένους και εκπαιδευμένους μηχανικούς. Για να κάνει τη δουλειά του το εργαλείο κοπής, πρέπει να κινείται προς τις καθορισμένες κατευθύνσεις για να κάνει τη σωστή κοπή. Αυτή η κύρια κίνηση ονομάζεται «ταχύτητα κοπής». Το τεμάχιο εργασίας μπορεί επίσης να κινηθεί, γνωστή ως δευτερεύουσα κίνηση «τροφοδότησης». Μαζί, αυτές οι κινήσεις και η ευκρίνεια του εργαλείου κοπής επιτρέπουν στη μηχανή ακριβείας να λειτουργεί.
Η ποιοτική κατεργασία ακριβείας απαιτεί την ικανότητα παρακολούθησης εξαιρετικά συγκεκριμένων σχεδίων που έχουν δημιουργηθεί με προγράμματα CAD (σχεδιασμός με τη βοήθεια υπολογιστή) ή CAM (κατασκευή με τη βοήθεια υπολογιστή) όπως το AutoCAD και το TurboCAD. Το λογισμικό μπορεί να βοηθήσει στην παραγωγή των πολύπλοκων, τρισδιάστατων διαγραμμάτων ή περιγραμμάτων που απαιτούνται για την κατασκευή ενός εργαλείου, μηχανής ή αντικειμένου. Αυτά τα σχέδια πρέπει να τηρούνται με μεγάλη λεπτομέρεια για να διασφαλιστεί ότι ένα προϊόν διατηρεί την ακεραιότητά του. Ενώ οι περισσότερες εταιρείες κατεργασίας ακριβείας εργάζονται με κάποια μορφή προγραμμάτων CAD/CAM, εξακολουθούν να εργάζονται συχνά με χειρόγραφα σκίτσα στις αρχικές φάσεις ενός σχεδιασμού.
Η κατεργασία ακριβείας χρησιμοποιείται σε μια σειρά από υλικά, όπως χάλυβας, χαλκός, γραφίτης, γυαλί και πλαστικά, για να αναφέρουμε μερικά. Ανάλογα με το μέγεθος του έργου και τα υλικά που θα χρησιμοποιηθούν, θα χρησιμοποιηθούν διάφορα εργαλεία κατεργασίας ακριβείας. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί οποιοσδήποτε συνδυασμός τόρνων, φρεζών, τρυπανιών, πριονιών και λειαντήρων, ακόμη και ρομποτικής υψηλής ταχύτητας. Η αεροδιαστημική βιομηχανία μπορεί να χρησιμοποιεί κατεργασία υψηλής ταχύτητας, ενώ μια βιομηχανία κατασκευής ξυλουργικών εργαλείων μπορεί να χρησιμοποιεί φωτοχημικές διαδικασίες χάραξης και φρεζαρίσματος. Η παραγωγή μιας σειράς ή μια συγκεκριμένη ποσότητα οποιουδήποτε συγκεκριμένου αντικειμένου μπορεί να ανέρχεται σε χιλιάδες ή να είναι μόνο λίγες. Η κατεργασία ακριβείας συχνά απαιτεί τον προγραμματισμό συσκευών CNC, πράγμα που σημαίνει ότι ελέγχονται αριθμητικά από υπολογιστή. Η συσκευή CNC επιτρέπει την παρακολούθηση ακριβών διαστάσεων σε όλη τη σειρά ενός προϊόντος.
Η φρεζάρισμα είναι η διαδικασία κατεργασίας κατά την οποία χρησιμοποιούνται περιστροφικοί κόφτες για την αφαίρεση υλικού από ένα τεμάχιο εργασίας προωθώντας (ή τροφοδοτώντας) τον κόφτη στο τεμάχιο εργασίας σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Ο κόφτης μπορεί επίσης να συγκρατείται υπό γωνία ως προς τον άξονα του εργαλείου. Η φρεζάρισμα καλύπτει μια μεγάλη ποικιλία διαφορετικών λειτουργιών και μηχανών, σε κλίμακες από μικρά μεμονωμένα εξαρτήματα έως μεγάλες, βαριές λειτουργίες φρεζαρίσματος. Είναι μια από τις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες διαδικασίες για την κατεργασία προσαρμοσμένων εξαρτημάτων με ακριβείς ανοχές.
Η φρεζάρισμα μπορεί να γίνει με ένα ευρύ φάσμα εργαλειομηχανών. Η αρχική κατηγορία εργαλειομηχανών για φρεζάρισμα ήταν η φρέζα (συχνά ονομάζεται φρέζα). Μετά την έλευση του ψηφιακού ελέγχου με υπολογιστή (CNC), οι φρέζες εξελίχθηκαν σε κέντρα κατεργασίας: φρέζες ενισχυμένες με αυτόματους εναλλάκτες εργαλείων, γεμιστήρες εργαλείων ή καρουζέλ, δυνατότητα CNC, συστήματα ψύξης και περιβλήματα. Τα κέντρα φρεζαρίσματος ταξινομούνται γενικά ως κάθετα κέντρα κατεργασίας (VMC) ή οριζόντια κέντρα κατεργασίας (HMC).
Η ενσωμάτωση της φρεζαρίσματος σε περιβάλλοντα τόρνευσης, και αντίστροφα, ξεκίνησε με την παραγωγή εργαλείων σε τόρνους και την περιστασιακή χρήση φρεζών για εργασίες τόρνευσης. Αυτό οδήγησε σε μια νέα κατηγορία εργαλειομηχανών, τις πολυεργαλειομηχανές (MTM), οι οποίες είναι ειδικά κατασκευασμένες για να διευκολύνουν την φρεζάρισμα και την τόρνευση εντός του ίδιου πεδίου εργασίας.
Για τους μηχανικούς σχεδιασμού, τις ομάδες Έρευνας και Ανάπτυξης (R&D) και τους κατασκευαστές που εξαρτώνται από την προμήθεια εξαρτημάτων, η κατεργασία ακριβείας CNC επιτρέπει τη δημιουργία σύνθετων εξαρτημάτων χωρίς πρόσθετη επεξεργασία. Στην πραγματικότητα, η κατεργασία ακριβείας CNC συχνά καθιστά δυνατή την κατασκευή τελικών εξαρτημάτων σε μία μόνο μηχανή.
Η διαδικασία κατεργασίας αφαιρεί υλικό και χρησιμοποιεί ένα ευρύ φάσμα εργαλείων κοπής για να δημιουργήσει τον τελικό, και συχνά εξαιρετικά πολύπλοκο, σχεδιασμό ενός εξαρτήματος. Το επίπεδο ακρίβειας βελτιώνεται μέσω της χρήσης υπολογιστικού αριθμητικού ελέγχου (CNC), ο οποίος χρησιμοποιείται για την αυτοματοποίηση του ελέγχου των εργαλείων κατεργασίας.
Ο ρόλος του "CNC" στην κατεργασία ακριβείας
Χρησιμοποιώντας κωδικοποιημένες οδηγίες προγραμματισμού, η κατεργασία ακριβείας CNC επιτρέπει την κοπή και τη διαμόρφωση ενός τεμαχίου εργασίας σύμφωνα με τις προδιαγραφές χωρίς χειροκίνητη παρέμβαση από τον χειριστή του μηχανήματος.
Λαμβάνοντας υπόψη ένα μοντέλο σχεδιασμού με τη βοήθεια υπολογιστή (CAD) που παρέχεται από έναν πελάτη, ένας έμπειρος μηχανικός χρησιμοποιεί λογισμικό κατασκευής με τη βοήθεια υπολογιστή (CAM) για να δημιουργήσει τις οδηγίες για την κατεργασία του εξαρτήματος. Με βάση το μοντέλο CAD, το λογισμικό καθορίζει ποιες διαδρομές εργαλείων απαιτούνται και δημιουργεί τον κώδικα προγραμματισμού που λέει στο μηχάνημα:
■ Ποιες είναι οι σωστές στροφές και οι σωστοί ρυθμοί πρόωσης;
■ Πότε και πού να μετακινείται το εργαλείο ή/και το τεμάχιο εργασίας
■ Πόσο βαθιά να κόψετε
■ Πότε να εφαρμόσετε ψυκτικό υγρό
■ Οποιοιδήποτε άλλοι παράγοντες σχετίζονται με την ταχύτητα, τον ρυθμό τροφοδοσίας και τον συντονισμό
Ένας ελεγκτής CNC χρησιμοποιεί στη συνέχεια τον κώδικα προγραμματισμού για να ελέγχει, να αυτοματοποιεί και να παρακολουθεί τις κινήσεις του μηχανήματος.
Σήμερα, η CNC είναι ενσωματωμένο χαρακτηριστικό μιας ευρείας γκάμας εξοπλισμού, από τόρνους, φρέζες και φρέζες μέχρι μηχανές κοπής με ηλεκτρική εκκένωση (EDM), λέιζερ και πλάσμα. Εκτός από την αυτοματοποίηση της διαδικασίας κατεργασίας και την ενίσχυση της ακρίβειας, η CNC εξαλείφει τις χειροκίνητες εργασίες και δίνει τη δυνατότητα στους μηχανικούς να επιβλέπουν πολλαπλά μηχανήματα που λειτουργούν ταυτόχρονα.
Επιπλέον, μόλις σχεδιαστεί μια διαδρομή εργαλείου και προγραμματιστεί ένα μηχάνημα, μπορεί να εκτελέσει ένα εξάρτημα όσες φορές χρειαστεί. Αυτό παρέχει υψηλό επίπεδο ακρίβειας και επαναληψιμότητας, γεγονός που με τη σειρά του καθιστά τη διαδικασία εξαιρετικά οικονομική και κλιμακούμενη.
Υλικά που υποβάλλονται σε μηχανική κατεργασία
Ορισμένα μέταλλα που συνήθως υποβάλλονται σε μηχανική κατεργασία περιλαμβάνουν το αλουμίνιο, τον ορείχαλκο, τον μπρούντζο, τον χαλκό, τον χάλυβα, το τιτάνιο και τον ψευδάργυρο. Επιπλέον, μπορούν επίσης να υποβληθούν σε μηχανική κατεργασία ξύλο, αφρός, υαλοβάμβακας και πλαστικά όπως το πολυπροπυλένιο.
Στην πραγματικότητα, σχεδόν οποιοδήποτε υλικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί με κατεργασία CNC ακριβείας — φυσικά, ανάλογα με την εφαρμογή και τις απαιτήσεις της.
Μερικά πλεονεκτήματα της ακριβούς κατεργασίας CNC
Για πολλά από τα μικρά εξαρτήματα και εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται σε ένα ευρύ φάσμα κατασκευαστικών προϊόντων, η κατεργασία ακριβείας CNC είναι συχνά η μέθοδος κατασκευής που επιλέγεται.
Όπως ισχύει σχεδόν για όλες τις μεθόδους κοπής και κατεργασίας, διαφορετικά υλικά συμπεριφέρονται διαφορετικά και το μέγεθος και το σχήμα ενός εξαρτήματος έχουν επίσης μεγάλο αντίκτυπο στη διαδικασία. Ωστόσο, γενικά, η διαδικασία ακριβούς κατεργασίας CNC προσφέρει πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλες μεθόδους κατεργασίας.
Αυτό συμβαίνει επειδή η κατεργασία CNC είναι ικανή να προσφέρει:
■ Υψηλός βαθμός πολυπλοκότητας εξαρτημάτων
■ Σφιχτές ανοχές, συνήθως από ±0,0002" (±0,00508 mm) έως ±0,0005" (±0,0127 mm)
■ Εξαιρετικά λείες επιφάνειες, συμπεριλαμβανομένων των προσαρμοσμένων φινιρισμάτων
■ Επαναληψιμότητα, ακόμη και σε μεγάλους όγκους
Ενώ ένας έμπειρος μηχανικός μπορεί να χρησιμοποιήσει έναν χειροκίνητο τόρνο για να κατασκευάσει ένα ποιοτικό εξάρτημα σε ποσότητες των 10 ή 100, τι συμβαίνει όταν χρειάζεστε 1.000 εξαρτήματα; 10.000 εξαρτήματα; 100.000 ή ένα εκατομμύριο εξαρτήματα;
Με την κατεργασία CNC ακριβείας, μπορείτε να επιτύχετε την επεκτασιμότητα και την ταχύτητα που απαιτούνται για αυτό το είδος παραγωγής μεγάλου όγκου. Επιπλέον, η υψηλή επαναληψιμότητα της κατεργασίας CNC ακριβείας σας προσφέρει εξαρτήματα που είναι όλα ίδια από την αρχή μέχρι το τέλος, ανεξάρτητα από το πόσα εξαρτήματα παράγετε.
Υπάρχουν ορισμένες πολύ εξειδικευμένες μέθοδοι κατεργασίας CNC, όπως η ηλεκτροδιαβρωτική επεξεργασία με σύρμα (ηλεκτρική εκκένωση), η προσθετική κατεργασία και η τρισδιάστατη εκτύπωση με λέιζερ. Για παράδειγμα, η ηλεκτροδιαβρωτική επεξεργασία με σύρμα χρησιμοποιεί αγώγιμα υλικά — συνήθως μέταλλα — και ηλεκτρικές εκκενώσεις για να διαβρώσει ένα τεμάχιο εργασίας σε περίπλοκα σχήματα.
Ωστόσο, εδώ θα επικεντρωθούμε στις διαδικασίες φρεζαρίσματος και τόρνευσης — δύο αφαιρετικές μεθόδους που είναι ευρέως διαθέσιμες και χρησιμοποιούνται συχνά για κατεργασία CNC ακριβείας.
Φρεζάρισμα έναντι τόρνευσης
Η φρεζάρισμα είναι μια διαδικασία κατεργασίας που χρησιμοποιεί ένα περιστρεφόμενο, κυλινδρικό εργαλείο κοπής για την αφαίρεση υλικού και τη δημιουργία σχημάτων. Ο εξοπλισμός φρεζαρίσματος, γνωστός ως φρέζα ή κέντρο κατεργασίας, επιτυγχάνει ένα σύμπαν σύνθετων γεωμετριών εξαρτημάτων σε μερικά από τα μεγαλύτερα αντικείμενα κατεργασμένου μετάλλου.
Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό της φρεζαρίσματος είναι ότι το τεμάχιο εργασίας παραμένει ακίνητο ενώ το εργαλείο κοπής περιστρέφεται. Με άλλα λόγια, σε μια φρέζα, το περιστρεφόμενο εργαλείο κοπής κινείται γύρω από το τεμάχιο εργασίας, το οποίο παραμένει σταθερό στη θέση του σε μια βάση.
Η τόρνευση είναι η διαδικασία κοπής ή διαμόρφωσης ενός τεμαχίου εργασίας σε εξοπλισμό που ονομάζεται τόρνος. Συνήθως, ο τόρνος περιστρέφει το τεμάχιο εργασίας σε έναν κατακόρυφο ή οριζόντιο άξονα, ενώ ένα σταθερό εργαλείο κοπής (το οποίο μπορεί να περιστρέφεται ή όχι) κινείται κατά μήκος του προγραμματισμένου άξονα.
Το εργαλείο δεν μπορεί να κινηθεί γύρω από το εξάρτημα. Το υλικό περιστρέφεται, επιτρέποντάς του να εκτελέσει τις προγραμματισμένες λειτουργίες. (Υπάρχει ένα υποσύνολο τόρνων στους οποίους τα εργαλεία περιστρέφονται γύρω από ένα σύρμα που τροφοδοτείται με καρούλι, ωστόσο αυτό δεν καλύπτεται εδώ.)
Στην τόρνευση, σε αντίθεση με την φρεζάρισμα, το τεμάχιο εργασίας περιστρέφεται. Το τεμάχιο εργασίας περιστρέφεται στον άξονα του τόρνου και το εργαλείο κοπής έρχεται σε επαφή με το τεμάχιο εργασίας.
Χειροκίνητη έναντι κατεργασίας CNC
Ενώ τόσο οι φρέζες όσο και οι τόρνοι διατίθενται σε χειροκίνητα μοντέλα, οι μηχανές CNC είναι πιο κατάλληλες για την κατασκευή μικρών εξαρτημάτων — προσφέροντας επεκτασιμότητα και επαναληψιμότητα για εφαρμογές που απαιτούν παραγωγή μεγάλου όγκου εξαρτημάτων με περιορισμένη ανοχή.
Εκτός από την προσφορά απλών μηχανών 2 αξόνων στις οποίες το εργαλείο κινείται στους άξονες X και Z, ο εξοπλισμός CNC ακριβείας περιλαμβάνει μοντέλα πολλαπλών αξόνων στα οποία μπορεί επίσης να κινηθεί το τεμάχιο εργασίας. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με έναν τόρνο όπου το τεμάχιο εργασίας περιορίζεται στην περιστροφή και τα εργαλεία θα κινηθούν για να δημιουργήσουν την επιθυμητή γεωμετρία.
Αυτές οι διαμορφώσεις πολλαπλών αξόνων επιτρέπουν την παραγωγή πιο σύνθετων γεωμετριών σε μία μόνο λειτουργία, χωρίς να απαιτείται πρόσθετη εργασία από τον χειριστή του μηχανήματος. Αυτό όχι μόνο διευκολύνει την παραγωγή σύνθετων εξαρτημάτων, αλλά μειώνει ή εξαλείφει και την πιθανότητα σφάλματος του χειριστή.
Επιπλέον, η χρήση ψυκτικού μέσου υψηλής πίεσης με κατεργασία CNC ακριβείας διασφαλίζει ότι δεν θα εισχωρήσουν θραύσματα στις εργασίες, ακόμη και όταν χρησιμοποιείται μηχάνημα με κάθετα προσανατολισμένο άξονα.
Φρέζες CNC
Διαφορετικές μηχανές φρεζαρίσματος ποικίλλουν ως προς τα μεγέθη, τις διαμορφώσεις αξόνων, τους ρυθμούς τροφοδοσίας, την ταχύτητα κοπής, την κατεύθυνση τροφοδοσίας φρεζαρίσματος και άλλα χαρακτηριστικά.
Ωστόσο, γενικά, οι φρέζες CNC χρησιμοποιούν όλες έναν περιστρεφόμενο άξονα για την κοπή ανεπιθύμητου υλικού. Χρησιμοποιούνται για την κοπή σκληρών μετάλλων όπως χάλυβας και τιτάνιο, αλλά μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν με υλικά όπως πλαστικό και αλουμίνιο.
Οι φρέζες CNC κατασκευάζονται για επαναληψιμότητα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τα πάντα, από την κατασκευή πρωτοτύπων έως την παραγωγή μεγάλου όγκου. Οι φρέζες CNC ακριβείας υψηλής τεχνολογίας χρησιμοποιούνται συχνά για εργασίες με περιορισμένες ανοχές, όπως η φρεζάρισμα λεπτών μήτρων και καλουπιών.
Ενώ η φρεζάρισμα με CNC μπορεί να προσφέρει γρήγορη παράδοση, η τελική επεξεργασία με φρεζάρισμα δημιουργεί εξαρτήματα με ορατά σημάδια εργαλείου. Μπορεί επίσης να παράγει εξαρτήματα με αιχμηρές άκρες και γρέζια, επομένως ενδέχεται να απαιτούνται πρόσθετες διεργασίες εάν οι άκρες και τα γρέζια δεν είναι αποδεκτά για αυτά τα χαρακτηριστικά.
Φυσικά, τα εργαλεία αφαίρεσης γρεζιών που είναι προγραμματισμένα στην ακολουθία θα αφαιρέσουν γρεζιά, αν και συνήθως επιτυγχάνουν το 90% της απαιτούμενης τελικής επεξεργασίας το πολύ, αφήνοντας ορισμένα χαρακτηριστικά για τελικό φινίρισμα στο χέρι.
Όσον αφορά το φινίρισμα της επιφάνειας, υπάρχουν εργαλεία που θα παράγουν όχι μόνο ένα αποδεκτό φινίρισμα επιφάνειας, αλλά και ένα φινίρισμα που μοιάζει με καθρέφτη σε τμήματα του προϊόντος εργασίας.
Τύποι φρεζών CNC
Οι δύο βασικοί τύποι φρεζαρισμάτων είναι γνωστοί ως κατακόρυφα κέντρα κατεργασίας και οριζόντια κέντρα κατεργασίας, όπου η κύρια διαφορά έγκειται στον προσανατολισμό του άξονα της μηχανής.
Ένα κατακόρυφο κέντρο κατεργασίας είναι ένας μύλος στον οποίο ο άξονας της ατράκτου είναι ευθυγραμμισμένος σε μια κατεύθυνση του άξονα Ζ. Αυτές οι κατακόρυφες μηχανές μπορούν να χωριστούν περαιτέρω σε δύο τύπους:
■Μύλοι με κρεβάτι, στους οποίους η άτρακτος κινείται παράλληλα με τον άξονά της ενώ το τραπέζι κινείται κάθετα στον άξονα της ατράκτου
■Μύλοι με πυργίσκο, στους οποίους ο άξονας είναι ακίνητος και το τραπέζι κινείται έτσι ώστε να είναι πάντα κάθετο και παράλληλο προς τον άξονα του άξονα κατά τη διάρκεια της λειτουργίας κοπής
Σε ένα οριζόντιο κέντρο κατεργασίας, ο άξονας της ατράκτου της φρέζας είναι ευθυγραμμισμένος προς την κατεύθυνση του άξονα Υ. Η οριζόντια δομή σημαίνει ότι αυτές οι φρέζες τείνουν να καταλαμβάνουν περισσότερο χώρο στο μηχανουργείο. Είναι επίσης γενικά βαρύτερες σε βάρος και πιο ισχυρές από τις κάθετες μηχανές.
Μια οριζόντια φρέζα χρησιμοποιείται συχνά όταν απαιτείται καλύτερο φινίρισμα επιφάνειας. Αυτό συμβαίνει επειδή ο προσανατολισμός της ατράκτου σημαίνει ότι τα κοπτικά θραύσματα πέφτουν φυσικά και αφαιρούνται εύκολα. (Ως πρόσθετο πλεονέκτημα, η αποτελεσματική αφαίρεση θραυσμάτων βοηθά στην αύξηση της διάρκειας ζωής του εργαλείου.)
Γενικά, τα κάθετα κέντρα κατεργασίας είναι πιο διαδεδομένα επειδή μπορούν να είναι τόσο ισχυρά όσο τα οριζόντια κέντρα κατεργασίας και μπορούν να χειριστούν πολύ μικρά εξαρτήματα. Επιπλέον, τα κάθετα κέντρα έχουν μικρότερο αποτύπωμα από τα οριζόντια κέντρα κατεργασίας.
Πολυαξονικές φρέζες CNC
Διατίθενται κέντρα φρεζαρίσματος ακριβείας CNC με πολλαπλούς άξονες. Μια φρέζα 3 αξόνων χρησιμοποιεί τους άξονες X, Y και Z για μια μεγάλη ποικιλία εργασιών. Με μια φρέζα 4 αξόνων, το μηχάνημα μπορεί να περιστρέφεται σε κάθετο και οριζόντιο άξονα και να μετακινεί το τεμάχιο εργασίας για να επιτρέπει πιο συνεχή κατεργασία.
Μια φρέζα 5 αξόνων έχει τρεις παραδοσιακούς άξονες και δύο επιπλέον περιστροφικούς άξονες, επιτρέποντας την περιστροφή του τεμαχίου εργασίας καθώς η κεφαλή του άξονα κινείται γύρω από αυτό. Αυτό επιτρέπει την κατεργασία πέντε πλευρών ενός τεμαχίου εργασίας χωρίς να αφαιρεθεί το τεμάχιο εργασίας και να επαναρυθμιστεί η μηχανή.
Τόρνοι CNC
Ένας τόρνος — που ονομάζεται επίσης κέντρο τόρνευσης — έχει έναν ή περισσότερους άξονες και άξονες Χ και Ζ. Η μηχανή χρησιμοποιείται για την περιστροφή ενός τεμαχίου εργασίας γύρω από τον άξονά του για την εκτέλεση διαφόρων εργασιών κοπής και διαμόρφωσης, εφαρμόζοντας ένα ευρύ φάσμα εργαλείων στο τεμάχιο εργασίας.
Οι τόρνοι CNC, οι οποίοι ονομάζονται επίσης τόρνοι εργαλειομηχανών με ζωντανή δράση, είναι ιδανικοί για τη δημιουργία συμμετρικών κυλινδρικών ή σφαιρικών εξαρτημάτων. Όπως οι φρέζες CNC, οι τόρνοι CNC μπορούν να χειριστούν μικρότερες εργασίες, όπως η δημιουργία πρωτοτύπων, αλλά μπορούν επίσης να ρυθμιστούν για υψηλή επαναληψιμότητα, υποστηρίζοντας παραγωγή μεγάλου όγκου.
Οι τόρνοι CNC μπορούν επίσης να ρυθμιστούν για σχετικά ελεύθερη παραγωγή, γεγονός που τους καθιστά ευρέως χρησιμοποιούμενους στις βιομηχανίες αυτοκινήτων, ηλεκτρονικών, αεροδιαστημικής, ρομποτικής και ιατρικών συσκευών.
Πώς λειτουργεί ένας τόρνος CNC
Με έναν τόρνο CNC, μια κενή ράβδος από υλικό πρώτης ύλης φορτώνεται στο τσοκ του άξονα του τόρνου. Αυτό το τσοκ συγκρατεί το τεμάχιο εργασίας στη θέση του ενώ ο άξονας περιστρέφεται. Όταν ο άξονας φτάσει στην απαιτούμενη ταχύτητα, ένα σταθερό εργαλείο κοπής έρχεται σε επαφή με το τεμάχιο εργασίας για να αφαιρέσει το υλικό και να επιτύχει τη σωστή γεωμετρία.
Ένας τόρνος CNC μπορεί να εκτελέσει μια σειρά από λειτουργίες, όπως τρύπημα, σπειροτόμηση, διάτρηση, γλυφανοποίηση, επένδυση και κωνική τόρνευση. Διαφορετικές λειτουργίες απαιτούν αλλαγές εργαλείων και μπορούν να αυξήσουν το κόστος και τον χρόνο εγκατάστασης.
Όταν ολοκληρωθούν όλες οι απαιτούμενες εργασίες κατεργασίας, το τεμάχιο κόβεται από το υλικό για περαιτέρω επεξεργασία, εάν χρειάζεται. Ο τόρνος CNC είναι στη συνέχεια έτοιμος να επαναλάβει τη λειτουργία, με ελάχιστο ή καθόλου επιπλέον χρόνο εγκατάστασης που συνήθως απαιτείται ενδιάμεσα.
Οι τόρνοι CNC μπορούν επίσης να φιλοξενήσουν μια ποικιλία αυτόματων τροφοδοτών ράβδων, οι οποίοι μειώνουν την ποσότητα χειροκίνητου χειρισμού πρώτων υλών και παρέχουν πλεονεκτήματα όπως τα ακόλουθα:
■ Μείωση του χρόνου και της προσπάθειας που απαιτείται από τον χειριστή του μηχανήματος
■ Στηρίξτε το κοντάκι της ράβδου για να μειώσετε τους κραδασμούς που μπορούν να επηρεάσουν αρνητικά την ακρίβεια
■ Επιτρέψτε στην εργαλειομηχανή να λειτουργεί με τις βέλτιστες ταχύτητες του άξονα
■ Ελαχιστοποίηση των χρόνων αλλαγής
■ Μείωση της σπατάλης υλικών
Τύποι τόρνων CNC
Υπάρχουν διάφοροι τύποι τόρνων, αλλά οι πιο συνηθισμένοι είναι οι τόρνοι CNC 2 αξόνων και οι αυτόματοι τόρνοι κινέζικου τύπου.
Οι περισσότεροι τόρνοι CNC της Κίνας χρησιμοποιούν έναν ή δύο κύριους άξονες συν έναν ή δύο πίσω (ή δευτερεύοντες) άξονες, με την περιστροφική μεταφορά να είναι υπεύθυνη για τον πρώτο. Ο κύριος άξονας εκτελεί την κύρια λειτουργία κατεργασίας, με τη βοήθεια ενός οδηγού δακτυλίου.
Επιπλέον, ορισμένοι τόρνοι κινέζικου τύπου είναι εξοπλισμένοι με μια δεύτερη κεφαλή εργαλείου που λειτουργεί ως φρέζα CNC.
Με έναν αυτόματο τόρνο CNC τύπου πορσελάνης, το υλικό πρώτης ύλης τροφοδοτείται μέσω μιας ατράκτου ολισθαίνουσας κεφαλής σε έναν οδηγό δακτύλιο. Αυτό επιτρέπει στο εργαλείο να κόβει το υλικό πιο κοντά στο σημείο όπου στηρίζεται το υλικό, καθιστώντας το μηχάνημα πορσελάνης ιδιαίτερα ωφέλιμο για μακριά, λεπτά τορνευμένα εξαρτήματα και για μικροκατεργασία.
Τα κέντρα τόρνευσης CNC πολλαπλών αξόνων και οι τόρνοι κινεζικού τύπου μπορούν να εκτελέσουν πολλαπλές εργασίες κατεργασίας χρησιμοποιώντας ένα μόνο μηχάνημα. Αυτό τα καθιστά μια οικονομικά αποδοτική επιλογή για σύνθετες γεωμετρίες που διαφορετικά θα απαιτούσαν πολλαπλές μηχανές ή αλλαγές εργαλείων χρησιμοποιώντας εξοπλισμό όπως μια παραδοσιακή φρέζα CNC.