Duik in CNC -tegnologie: Bedieningsmeganika & Koste -analise

'N Vinnige inleiding tot CNC -tegnologie

CNC (Rekenaar numeriese beheer) Tegnologie is 'n hoeksteen van moderne vervaardiging, Aktiveer presies, Outomatiese bewerkingsprosesse in verskillende bedrywe.

CNC -tegnologiebewegings is gebaseer op die x, Y, en z asse. Die werktuig is geposisioneer met behulp van stepper- of servo -motors,

wat werk op die bewegings gebaseer op die kode wat verkry is uit die oorspronklike 3D-model van die deel wat u wil skep-die G-kode genoem.

Numeriese kontroles beskryf hoe vinnig die spil moet beweeg (die roterende deel wat die werktuighouer draai), Watter rigting om te beweeg,

Watter instrument om te gebruik (As die masjien verskeie gereedskap gebruik en tussen hulle kan skakel), sowel as ander faktore soos die gebruik van koelmiddel.

Hoe CNC -bewerking werk？

CNC (Rekenaar numeriese beheer) Bringking werk deur ontwerpdata uit rekenaargesteunde ontwerp te vertaal (CAD) lêers in gekodeerde opdragte wat deur 'n masjienbeheerder verstaan ​​word.

Hierdie opdragte gee die masjiengereedskap opdrag oor waar en hoe vinnig om te beweeg.

Die CNC -bewerking Prosesseer: Van CAD tot dele

Hierdie proses behels verskeie stappe:

• Ontwerp: Die skep van die deel se spesifikasies met CAD -sagteware.
• Omkering: Die ontwerp van die ontwerp in G-kode deur die nok (Rekenaargesteunde vervaardiging) sagteware.
• Opstelling: Die voorbereiding van die masjien, Toolpaaie op te stel, en die regstelling van die werkstuk op sy plek regmaak.
• Bewerking: Die uitvoering van die geprogrammeerde G-kode op die materiaal.
• Na-verwerking: Afwerking soos ontbinding en oppervlakbehandeling.

CNC -bewerking MATerials

1. Metale in CNC -bewerking

Metale is een van die mees algemene vervaardigde materiale as gevolg van hul sterkte, duursaamheid, en reeks eiendomme. Hier is 'n uiteensetting van die mees gebruikte metale:

Aluminium

• Eienskappe: Liggewig, korrosiebestand, En maklik om te masjien. Dit bied 'n goeie balans tussen krag en gewig.
• Aansoeke: Lugvaartkomponente, motoronderdele, Elektroniese behuising, en mediese toestelle.
• Gewilde legerings: 6061, 7075, en 2024 aluminium.

Vlekvrye staal

• Eienskappe: Hoogs bestand teen korrosie, hitte, En dra, maak dit duursaam, selfs in harde omgewings.
• Aansoeke: Voedselverwerkingstoerusting, Mediese instrumente, chemiese houers, en motoronderdele.
• Gewilde grade: 304, 316, en 17-4 Ph.

Titaan

• Eienskappe: Uitsonderlike sterkte-tot-gewig-verhouding, korrosieweerstand, en weerstand met 'n hoë temperatuur.
• Aansoeke: Lugvaartkomponente, Mediese inplantings, en motoronderdele.
• Gewilde grade: Gelykmaak 2 (kommersieel suiwer) en TI-6Al-4V (allooi).

Brons

• Eienskappe: Maklik om te masjien met goeie sterkte en korrosiebestandheid. Koper het ook uitstekende elektriese geleidingsvermoë.
• Aansoeke: Elektriese komponente, toebehore, en dekoratiewe dele.
• Gewilde legerings: C360 (Gratis bewerkingskoper).

Koper

• Eienskappe: Uitstekende elektriese en termiese geleidingsvermoë, maak dit ideaal vir elektroniese komponente.
• Aansoeke: Elektriese verbindings, Hittebakke, en verkoelers.
• Gewilde legerings: C110 (suiwer koper) en C182 (Chromium koper).

Inklok

• Eienskappe: 'N superlegering wat bekend is vir sy vermoë om ekstreme temperature en hoë vlakke van spanning te weerstaan ​​sonder om te vervorm of te korrodeer.
• Aansoeke: Lug- en gasturbine -komponente, mariene toepassings, en warmtewisselaars.
• Gewilde grade: Inklok 718 en inconel 625.

2. Plastiek in CNC -bewerking

Plastiekmateriaal word dikwels gekies vir CNC -bewerking wanneer liggewig, Chemiese weerstand of elektriese isolasie is nodig. Algemeen gebruik plastiek sluit in:

Abs (Akrielonitril butadiene styreen)

• Eienskappe: Sterk, taai, en impakbestand. ABS is maklik om te masjien en word wyd in verskillende bedrywe gebruik.
• Aansoeke: Motoronderdele, Verbruikersprodukte, en elektroniese behuising.

Pom (Polyoxymethylen of asetaal)

• Eienskappe: Hoë styfheid, lae wrywing, en uitstekende dimensionele stabiliteit.
• Aansoeke: Ratte, rigting, en presisieonderdele wat lae wrywing benodig.

Nylon

• Eienskappe: Hoë sterkte en buigsaamheid met uitstekende slytweerstand.
• Aansoeke: Meganiese onderdele soos ratte, rigting, en bussies.

Pek (Polyether Ether Ketone)

• Eienskappe: Hoë meganiese sterkte, chemiese weerstand, en termiese stabiliteit, maak dit een van die duursame plastiek.
• Aansoeke: Lugvaart, medies, en motoronderdele, sowel as elektriese isolasie -dele.

Ptfe (Polytetrafluoroetileen of teflon)

• Eienskappe: Lae wrywing, chemiese weerstand, en weerstand met 'n hoë temperatuur.
• Aansoeke: Seëls, pakkings, en kleefvrye bedekkings.

HDPE (Hoë-digtheid poliëtileen)

• Eienskappe: Duursaam, liggewig, en baie bestand teen impak en vog.
• Aansoeke: Tenks, pype, en snyplanke.

3. Komposiete in CNC -bewerking

Komposiete word toenemend gebruik vir CNC-bewerking as gevolg van hul hoë sterkte-tot-gewig-verhouding, korrosieweerstand, en duursaamheid. Sommige gewilde saamgestelde materiale sluit in:

Koolstofveselversterkte polimere (CFRP)

• Eienskappe: Uiters sterk, liggewig, en korrosiebestand. Koolstofvesel word dikwels gebruik in toepassings waar beide sterkte en gewigsvermindering van kritieke belang is.
• Aansoeke: Lugvaartkomponente, sporttoerusting, en motoronderdele.

Glasveselversterkte polimere (GFRP)

• Eienskappe: Hoë sterkte en styfheid met uitstekende korrosieweerstand.
• Aansoeke: Windturbine lemme, motoronderdele, en konstruksiemateriaal.

4. Keramiek in CNC -bewerking

Alhoewel minder algemeen, Keramiek word gebruik vir hul besonderse hardheid, hitte weerstand, en korrosieweerstand. Hierdie materiaal word dikwels gekies vir gespesialiseerde toepassings:

Alumina (Aluminiumoksied)

• Eienskappe: Uiters hard en bestand teen dra, hitte, en korrosie.
• Aansoeke: Snygereedskap, elektriese isolators, en mediese toestelle.

Sirkonium (Zirkoniumdioksied)

• Eienskappe: Uitstekende taaiheid, termiese isolasie, en dra weerstand.
• Aansoeke: Tandheelkundige inplantings, snygereedskap, en hoë temperatuur komponente.

Hoeveel kos CNC -bewerking?

CNC -bewerkingskoste word deur 'n verskeidenheid faktore beïnvloed, insluitend materiaalkeuse, ontwerpkompleksiteit, bewerkingstyd, Masjiengereedskapkeuse, produksievolume, arbeidskoste, indirekte koste, en skroot en herbewerking.

Materiële koste

Die tipe en koste van materiale het 'n beduidende invloed op CNC -bewerkingskoste.

Hoëprestasie legerings, soos titanium of vlekvrye staal, is gewoonlik duurder as plastiek of sagter metale.

Verder, Die bewerkbaarheid van die materiaal beïnvloed koste, Aangesien dit moeiliker is om te masjien, kan dit meer tyd en hulpbronne verg.

Ontwerpkompleksiteit

Die kompleksiteit van deelontwerp beïnvloed die bewerkingskoste direk. Komplekse meetkunde, stywe verdraagsaamheidsvereistes,

en spesiale ontwerpfunksies kan gevorderde bewerkingstegnieke en gespesialiseerde gereedskap noodsaak, waardeur die koste verhoog word.

Bewerkingstyd

Bewerkingstyd, wat werklike snytyd en opstellingstyd vir gereedskapveranderings en konfigurasies insluit, dra by tot die koste.

Langer bewerkingstye lei tot hoër koste. Die optimalisering van die bewerkingsproses en die verbetering van produksiedoeltreffendheid kan die koste verlaag.

Masjiengereedskap

Die keuse en bestuur van masjiengereedskap beïnvloed die koste aansienlik. Die koste van snygereedskap, hul lewensduur, en die frekwensie van vervanging alle impak algehele bewerkingskoste.

Behoorlike seleksie en onderhoud van gereedskap is van kritieke belang vir kostebeheer.

Volume en groepgrootte

Produksie met 'n hoë volume kan die koste per eenheid verlaag, Aangesien vaste opstellingskoste oor meer onderdele versprei word.

Klein groepproduksie kan lei tot hoër koste per deel as gevolg van die proporsioneel groter impak van die opstellingstyd.

Arbeidskoste

Die lone van bekwame operateurs en ingenieurs vorm deel van CNC -bewerkingskoste. Arbeidsintensiewe bedrywighede of dele met ingewikkelde vereistes kan ekstra arbeidskoste hê.

Indirekte koste

Indirekte koste verbonde aan CNC -bewerking, soos uitgawes vir fasiliteite, hulpprogramme, en administratiewe koste, beïnvloed ook die totale koste.

Skroot en herbewerking

Effektiewe kwaliteitskontrole- en inspeksieprosesse kan die skroottariewe en herbewerking tot die minimum beperk, wat lei tot kostebesparings.

Hoe om CNC -bewerkingskoste te verlaag/te bespaar？

Die vermindering van koste in CNC -bewerking behels die optimalisering van verskillende aspekte van ontwerp tot uitvoering.

Hier is sleutelstrategieë om CNC -bewerkingskoste effektief te bestuur en te verlaag:

• Optimaliseer die ontwerp om die kompleksiteit te verminder: Tydens die ontwerpfase, Vermy funksies soos dun mure, diep holtes, en skerp 90 grade hoeke, wat die bewerkingsprobleme en -koste kan verhoog.
• Kies toepaslike materiaal: Kies materiaal gebaseer op die funksionele vereistes van die onderdeel, Vermy oorspesifikasie, en kies vir materiale wat makliker is om te masjien en goedkoper.
• Beperk die diepte van holtes en drade: Ontwerp met beperkte holte dieptes om die bewerkingstyd en -koste te verminder. Ook, Hou draadlengtes minimaal om die behoefte aan gespesialiseerde gereedskap en ekstra koste te vermy.
• Verhoog die muurdikte: Dikker mure kan die stabiliteit van die bewerking verbeter en koste verlaag. Vir metaalonderdele, Die voorgestelde minimum muurdikte is groter as 0.8 mm, En vir plastiek, Dit is meer as 1.5 mm.
• Gebruik standaardgereedskapgroottes: Ontwerp onderdele wat versoenbaar is met standaard CNC -gereedskapgroottes om gereedskapveranderings en die bewerkingstyd te verminder.
• Vermy oormatige toleransies: Tensy absoluut noodsaaklik, Vermy die definiëring van stywe toleransies, wat die bewerkingskompleksiteit en -koste kan verhoog.
• Hefboomfinansieringsproduksie: Groter bestelhoeveelhede kan vaste koste oor meer onderdele versprei, verlaag die koste per eenheid.
• Minimaliseer die afwerking van die oppervlak: Onnodige oppervlakbehandelings kan die koste bydra, Hulle moet dus bepaal word op grond van die werklike behoeftes van die onderdeel.
• Belê in outomatisering en tegnologiese innovasie: Besteding aan robot -outomatisering en moderne CNC -tegnologieë kan doeltreffendheid verhoog, verminder arbeidskoste, en die produksiekwaliteit te verbeter.
• Optimaliseer die bewerkingsparameters: Deur parameters soos snysnelheid fyn in te stel, voedingsyfer, en spilspoed, U kan kwaliteit handhaaf terwyl u energieverbruik en koste verminder.

Tipes CNC -masjiene

CNC (Rekenaar numeriese beheer) Masjiene kom in verskillende soorte voor, elkeen ontwerp vir spesifieke funksies in die vervaardiging. Hier is die sleuteltipes:

1. CNC Milling Masjiene: Word gebruik om materiaal uit 'n werkstuk te verwyder met behulp van roterende snygereedskap. Hulle kan komplekse vorms en hoë-presisie-dele met veelvuldige asse produseer (op na 5 byle).
2. CNC draaibanke: Spesialiseer in die vervaardiging van silindriese dele deur die werkstuk te draai terwyl 'n stilstaande snywerktuig materiaal verwyder. Dit is ideaal om simmetriese komponente soos asse en toebehore te vervaardig.
3. CNC plasma -snyers: Gebruik plasma ('n hoë temperatuur geïoniseerde gas) om metale soos staal deur te sny, aluminium, en koper. Dit word gewoonlik in vervaardigingswinkels gebruik om plaatmetaal te sny.
4. CNC -lasersnyers: Gebruik 'n gefokusde laserstraal om materiale met 'n hoë presisie te sny of te graveer. Dit is ideaal vir ingewikkelde ontwerpe en word dikwels in nywerhede soos lugvaart en elektronika gebruik.
5. CNC -routers: Ontwerp vir sny, houtsnywerk, en graverende materiale soos hout, plastiek, en sagte metale. Dit word gereeld in kabinette gebruik, tekenmaak, en argitektoniese modellering.
6. CNC Grinders: Gebruik skuurwiele om oppervlaktes af te handel of 'n fyn afwerking te bewerkstellig. Hierdie masjiene is noodsaaklik vir die bereiking van onderdele met hoë verdraagsaamheid in nywerhede soos motor- en lugvaart.
7. CNC elektriese ontladingsmasjiene (EDM): Gebruik elektriese ontladings of vonke om metale te vorm deur materiaal uit 'n werkstuk te erodeer. Dit is ideaal om ingewikkelde holtes of vorms in harde materiale soos staal te skep.
8. CNC Waterjet -snyers: Gebruik hoëdrukwater (Dikwels gemeng met skuurmiddels) om materiale te sny. Waterjets word gebruik om verskillende materiale te sny, metale ingesluit, plastiek, en klip, sonder om hitte te genereer.

CNC -bewerkingsentrum vs. Gewone CNC

CNC -masjiene het die vervaardiging 'n omwenteling gemaak, En daar is verskillende kategorieë soos CNC -bewerkingsentrums en gewone CNC -masjiene.
Terwyl albei presisie bied, outomatisasie, en doeltreffendheid, Dit dien verskillende doeleindes en funksies in die vervaardigingsproses.
Laat ons die belangrikste verskille tussen 'n CNC -bewerkingsentrum en 'n gewone CNC -masjien afbreek.

1. Definisie en funksionaliteit

• CNC -bewerkingsentrum: 'N CNC -bewerkingsentrum is 'n gevorderde, Multifunksionele masjien wat ontwerp is vir 'n verskeidenheid bewerkings soos frees, boor, nader, en vervelig, alles in 'n enkele opstelling.
  Dit is baie outomaties en toegerus met 'n gereedskapstydskrif vir outomatiese gereedskapveranderings, maak dit ideaal vir komplekse onderdele en meervoudige vervaardigingsprosesse.
• Gewone CNC -masjien: Verwys gewoonlik na basiese CNC -toerusting soos CNC -draaibanke of meulens wat op spesifieke take fokus (Bv., draai, maalwerk).
  Hierdie masjiene is oor die algemeen meer beperk in funksionaliteit, in staat is om slegs een of twee bewerkings op 'n slag uit te voer, met minder outomatiese funksies.

2. Gereedskapskapasiteit en veranderlikheid

• CNC -bewerkingsentrum: Kom met 'n outomatiese werktuigwisselaar (ATC) wat toelaat dat verskeie gereedskap tydens bewerkings uitgeruil word sonder handmatige ingryping.
  Hierdie funksie stel die masjien in staat om 'n wye verskeidenheid take in 'n enkele opstelling uit te voer, Die vermindering van stilstand en die verhoogde produksiedoeltreffendheid drasties verminder.
• Gewone CNC -masjien: Die meeste gewone CNC -masjiene benodig handmatige werktuigveranderings, Veral laer-end-modelle.
  Terwyl dit presiese bewerking bied, Die gebrek aan 'n ATC beperk veelsydigheid en vereis meer gereelde betrokkenheid van die operateur, vertraagde meerstapprosesse.

3. Werkstuk kompleksiteit

• CNC -bewerkingsentrum: Ideaal vir baie ingewikkelde werkstukke wat veelvuldige bewerkings benodig.
  Hierdie masjiene kan ingewikkelde meetkundiges hanteer, skuins oppervlaktes, en diep holtes, wat hulle noodsaaklik maak vir nywerhede soos lugvaart, motorvoertuig, en vervaardiging van mediese toestelle.
• Gewone CNC -masjien: Die beste geskik vir eenvoudiger onderdele en bewerkings wat nie veelvuldige bewerkingsstappe benodig nie.
  Hierdie masjiene is effektief vir minder ingewikkelde take soos om te draai, Eenvoudige maal, of sny.

4. Beweging byle

• CNC -bewerkingsentrum: Bevat gewoonlik multi-asvermoëns, soos 3-as, 4-spil, of selfs 5-asbewerking.
  Dit maak voorsiening vir meer buigsame en dinamiese beweging, wat die produksie van komplekse dele moontlik maak sonder om die werkstuk verskeie kere te herposisioneer.
• Gewone CNC -masjien: Werk gewoonlik op minder asse, soos 2-as of 3-as.
  Terwyl dit nog presies is, Hierdie masjiene is meer beperk as dit kom by die skep van onderdele met ingewikkelde meetkundiges of verskeie funksies.

5. Outomatisering en doeltreffendheid

• CNC -bewerkingsentrum: Hoogs outomaties met minimale operateurinvoer, in staat om deurlopende produksiesiklusse te gebruik.
  Die integrasie van ATC en veelvuldige asse verhoog die doeltreffendheid van bewerkingsprosesse aansienlik.
• Gewone CNC -masjien: Vereis meer handmatige ingryping, Veral as dit kom by gereedskapveranderings of omskakeling tussen bewerkingsbewerkings.
  Terwyl dit doeltreffend is vir spesifieke take, Die algehele outomatisering en produktiwiteit is laer in vergelyking met bewerkingsentrums.

6. Aansoeke

• CNC -bewerkingsentrum: Wyd gebruik in nywerhede waar ingewikkelde dele met 'n hoë presisie benodig word, soos lugvaart, motorvoertuig, en hoë-tegnologie vervaardiging.
  Die vermoë om verskeie bewerkings in een opstelling uit te voer, bespaar tyd en verminder foute.
• Gewone CNC -masjien: Geskik vir nywerhede wat eenvoudiger benodig, Minder ingewikkelde dele, soos algemene meganiese komponente, Basiese toebehore, en asse.
  Hierdie masjiene pas goed vir klein werkswinkels of take waar die kompleksiteit nie die gebruik van 'n bewerkingsentrum regverdig nie.

Faktore wat die prys van 'n CNC -masjien beïnvloed

• Tegnologie
• Materiële koste
• Produksiekoste
• Opset
• Handelsmerk en kwaliteitsversekering
• Na-verkope diens

Die volledige CNC -masjienprysgids - in elke prysklas

Die koste van 'n CNC -masjien kan baie verskil, wat wissel van 'n paar honderd dollar tot 'n paar tien of selfs honderde duisende dollars.

Hierdie beduidende prysklas word deur verskillende faktore beïnvloed, insluitend die tipe CNC -masjien, Die grootte en styfheid daarvan, Krag- en wringkragvermoëns, die aantal asse, en addisionele funksies.

 

CNC -masjien	Prys
Stokperdjie-vlak CNC-router	$200 - $3000
Professionele CNC -router	$3K - $ 10K
Industriële CNC -router	$40K - $ 200K
Produksie CNC -router	$200K - $ 400K
Stokperdjie-vlak CNC Mill	$2K - 7K
Professionele CNC Mill	$7K - $ 50K
Industriële 3-as-meule	$60K - $ 100 000
Industriële 5-as-meule	$200K - $ 500K
Produksiefabriek (Vertikale bewerkingsentrum)	> $500K
Stokperdjie-vlak CNC draaibank	$2K - $ 12k
Professionele 2-as CNC draaibank	$15K - $ 50K
Industriële 2-as CNC draaibank	$60K - $ 100 000
Produksie CNC draaibank (Horisontale bewerkingsentrum met 7-13 Byle)	> $500K