فرز CNC یک فرآیند تولید کاهشی است که از کنترلهای رایانهای و ابزارهای برش چند نقطهای استفاده میکند تا به تدریج مواد را از قطعه کار حذف کند و در نتیجه قطعات طراحی شده سفارشی را بسازد. این فناوری برای تولید قطعات آلومینیومی کوچک و با دقت بالا- دقت، تکرارپذیری و کارایی بینظیری را ارائه میکند. این مقاله گردش کار استاندارد شده و ملاحظات فنی مربوط به تولید را شرح می دهدقطعات آلومینیومی کوچک CNCبا استفاده از ماشین های فرز، به متخصصان حرفه ای تدارکات و صنعت با درک روشنی از فرآیند ارائه می دهد.
1. طراحی دیجیتال و آماده سازی CAD/CAM
فرآیند تولید با یک طرح دیجیتال آغاز می شود. قطعات در نرم افزار 3D Computer{2}}Aided Design (CAD) طراحی شده اند که هندسه، ابعاد و تلورانس های قطعه نهایی را مشخص می کند. فرمت های رایج فایل رد و بدل شده شامل STEP و IGES برای هندسه و فرمت های اختصاصی برای داده های CAD بومی است.
سپس این مدل CAD به نرم افزار Computer{0}Aided Manufacturing (CAM) وارد می شود. در محیط CAM، مهندسان تولید مسیرهای ابزاری را که ماشین CNC دنبال میکند، برنامهریزی میکنند. این مرحله بحرانی شامل:
- انتخاب ابزار:انتخاب ابزار برش مناسب (آسیاب انتهایی، مته، شیرآلات) بر اساس ویژگیها، مواد و سطح مورد نظر. برای قطعات آلومینیومی پیچیده، می توان از ابزارهایی با قطر 0.1 میلی متر استفاده کرد.
- محاسبه فید و سرعت:تعیین دقیق سرعت اسپیندل (RPM)، سرعت برش (SFM)، نرخ تغذیه (IPM) و عمق برش. پارامترهای بهینه برای دستیابی به دقت ابعادی، پرداخت سطح خوب و به حداکثر رساندن عمر ابزار بسیار مهم هستند.
- انتخاب استراتژی مسیر ابزار:تعریف توالی و الگوی حرکات کاتر. استراتژی های متداول برای آلومینیوم عبارتند از: کانتور کردن، پاکت کردن، سوراخ کردن و روکش کردن. مسیرهای ابزار کارآمد زمان ماشینکاری را به حداقل می رساند و از برخورد ابزار جلوگیری می کند.
- ارسال{0}}در حال پردازش:نرمافزار CAM مسیرهای ابزار را به یک برنامه کد G- خاص ترجمه میکند، که مجموعهای از دستورالعملها (مثلاً G01 برای درونیابی خطی، M03 برای شروع اسپیندل) متناسب با کنترلکننده دستگاه CNC هدف است.
2. کار و راه اندازی ماشین
با آماده بودن برنامه، تنظیمات فیزیکی روی دستگاه فرز CNC انجام می شود. برای قطعات آلومینیومی کوچک، نگهداری مطمئن و دقیق برای جلوگیری از حرکت و لرزش، که می تواند منجر به عدم دقت یا آسیب ابزار شود، بسیار مهم است. راه حل های متداول کار شامل موارد زیر است:
- گیره های دقیق:اغلب با آرواره های نرم استفاده می شود که می توان آنها را با خطوط سفارشی برای گرفتن بهینه قطعات ماشین کاری کرد.
- صفحات فیکسچر:صفحات طراحی شده سفارشی با مکان یاب و گیره های اختصاصی برای قطعات پیچیده یا چندگانه.
- چاک های خلاء:برای نگهداشتن قسمتهای مسطح با دیواره نازک-بدون ایجاد انسداد در مسیر ابزار مؤثر است.
قطعه کار، معمولاً یک بلوک از آلیاژ آلومینیوم مانند 6061 یا 7075، به طور ایمن بسته می شود. ابزارهای برش مورد نیاز در دستگاه تعویض خودکار ابزار (ATC) بارگذاری می شوند. یک گام مهم قبل از شروع تولید، تنظیم نقطه صفر (یا داده) قطعه کار در سیستم مختصات دستگاه است که اغلب توسط یک پروب لمسی تسهیل می شود.
3. فرآیند ماشینکاری و حذف مواد
چرخه ماشینکاری خودکار پس از تکمیل راه اندازی و شروع برنامه شروع می شود. کنترلکننده CNC کد G- را خط به خط اجرا میکند و حرکات دستگاه را در امتداد چندین محور (معمولاً 3 یا 5 محور) هدایت میکند. این فرآیند شامل یک توالی منطقی از عملیات است، که اغلب با عبور زبر با استفاده از یک ابزار بزرگتر برای حذف سریع بخش عمده مواد شروع می شود، و سپس یک یا چند پاس تکمیلی با ابزارهای کوچکتر و ظریفتر برای دستیابی به ابعاد و کیفیت سطح نهایی انجام می شود.
ویژگی های کلیدی ماشینکاری آلومینیوم عبارتند از:
- ماشینکاری با سرعت بالا-ماشینکاری عالی آلومینیوم باعث می شود تا سرعت اسپیندل بالا و نرخ تغذیه بالا باشد که به طور قابل توجهی زمان چرخه را کاهش می دهد.
- کاربرد خنک کننده:خنککننده یا هوای فشرده برای دفع گرما، خارج کردن تراشهها از ناحیه برش و جلوگیری از چسبیدن مواد به ابزار (لبه ساخته شده-بالا) استفاده میشود.
- دقت و تحمل:فرز CNC می تواند به طور مداوم تلورانس های ابعادی محکمی داشته باشد، معمولاً بین 0.025 ± میلی متر تا 0.125 ± میلی متر (0.001 ± تا 0.005 ± اینچ) یا محکم تر برای کاربردهای با دقت بالا، همانطور که در طراحی مشخص شده است.
4. ارسال{1}}فرآوری و تضمین کیفیت
پس از اتمام چرخه فرز، قطعه از دستگاه خارج می شود. ممکن است برخی از عملیات ثانویه غیر{1}CNC مورد نیاز باشد، مانند:
- دبر زدایی:حذف لبه های تیز یا سوراخ های ریز باقی مانده از فرآیند برش.
- درمان سطحی:اعمال پوششهایی مانند آنودایز (مانند MIL-A-8625 نوع II یا III)، پوشش پودری، یا تبدیل فیلم شیمیایی برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر سایش و زیباییشناسی.
- کنترل کیفیت بخشی جدایی ناپذیر از فرآیند است. قطعات تمام شده تحت بازرسی دقیق قرار می گیرند تا انطباق با مدل CAD و تلورانس های مشخص را تأیید کنند. این شامل:
- بازرسی ابعادی:استفاده از ابزارهایی مانند ماشین های اندازه گیری مختصات (CMM)، مقایسه کننده های نوری و کولیس های دیجیتال.
- تأیید پایان سطح:با استفاده از پروفیلومترها اندازه گیری می شود تا اطمینان حاصل شود که الزامات را برآورده می کند، که اغلب در Ra مشخص می شود (زبری میانگین حسابی).
نتیجه گیری
فرز CNC یک راه حل تولیدی کاملاً کنترل شده و خودکار است که برای تولید قطعات آلومینیومی کوچک، پیچیده و{0} با دقت بالا ایده آل است. فرآیند-از طراحی دیجیتال و برنامهریزی دقیق CAM تا ماشینکاری دقیق و کنترل کیفیت دقیق-تولید مطمئن اجزایی را که مشخصات دقیق را برآورده میکنند، تضمین میکند. برای متخصصان تدارکات، درک این گردش کار برای ارزیابی شرکای تولید و اطمینان از تامین کیفیت{5}}قطعات حیاتی ضروری است.