Kövess engem: 
Összefoglalva mindent a CNC esztergálásról
Manapság a kutatás és fejlesztés számos iparágban az alkatrészek vagy szerelvények CNC megmunkálásán alapul. A CNC esztergálás a CNC megmunkálás egyik formája, amelyet körkörös, hengeres, kúpos vagy más alakú alkatrészek vagy prototípusok készítésére használnak. Bár alkalmazási köre nem olyan népszerű, mint a CNC esztergálás, mégis egy sokoldalú és költséghatékony gyártási eljárás, amellyel számos alkatrészt lehet előállítani különféle anyagokból. Ebben a cikkben részletesen megvizsgáljuk, mire való a CNC esztergálás, hogyan működik, milyen előnyei és hátrányai vannak, és miben különbözik más gyártási folyamatoktól, mint például a marás vagy köszörülés.
1. Mi az a CNC esztergálás?
CNC esztergálás egy olyan gyártási folyamat, amelyben egy rudat tartanak a tokmányban és forgatnak, miközben egy szerszámot beállított sebességgel érintkezésbe hoznak a munkadarabbal, hogy eltávolítsák az anyagot egy tengelyszimmetrikus alkatrész vagy prototípus létrehozása érdekében. A CNC esztergagépek forgástengelye vízszintes vagy függőleges irányokra oszlik, és ez utóbbit főként viszonylag hosszú, nagy sugarú alkatrészek gyártására használják. Ha a CNC esztergagépnek van marási funkciója is, akkor más formájú alkatrészek vagy alkatrészek marását is lehetővé teheti.
A kiválasztott anyag általában egy kerek rúd, vagy más szabályos négyzet vagy hatszög.
A CNC esztergagéptől függően a megengedett rúdhossz eltérő lehet.
A CNC eszterga szerszámai a forgatható fúrótoronyba vannak beépítve és számítógéppel vezérelve. Minél több szerszám van a toronyban, annál több lehetőség van összetett alkatrészek készítésére.
A CNC esztergagépek képesek a munkadarab külső oldalának vágására és belülről lyukak fúrására cső alakú alkatrészek készítéséhez.
2. Mi a feladata a CNC esztergálásnak?
A CNC esztergálást elsősorban tengelyszimmetrikus alkatrészek, például kerek tengelyek, üreges csövek, kúpok, menetes rudak vagy perselyek stb. gyártására használják, míg CNC maráshoz viszonylag nehéz kör alakú alkatrészeket gyártani. A CNC esztergálással gyártott alkatrészek nagyon sima felülettel és szűk tűréssel rendelkeznek, még ± 0.0002 hüvelyk pontossággal is. Néha a CNC marás és CNC esztergálás együttműködése nagyban javíthatja a hatékonyságot. Például CNC marást végeznek az alkatrészeken CNC esztergálás után. A gépészek tovább gyárthatnak aszimmetrikus elemeket az alkatrészeken, hogy teljes mértékben kihasználják a két gyártási folyamat előnyeit.
3. A CNC eszterga alkatrészeknél figyelembe veendő kulcstényezők
Az alkatrész külső átmérője. A CNC esztergálás gyakran kiválóan alkalmas prototípus-készítésre és kis volumenű gyártásra. Az alkatrész külső átmérője (OD) egy kulcsfontosságú tényező annak eldöntésében, hogy egy alkatrész CNC-esztergálása a legköltséghatékonyabb gyártási módszer-e. A CNC eszterga a rúd külső átmérőjét korlátozza. Ha a külső átmérő meghaladja a CNC eszterga által megengedett maximális méretet (például 2.5 hüvelyk), akkor azt külön kell rögzíteni, ami befolyásolhatja a szállítási időt és a költségeket.
CNC szerszám. Egy másik tényező, amelyre összpontosítani kell, a CNC-szerszámok. Nem számít, milyen vékony vagy kicsi a szerszám, a vágóél hengeres karakterrel rendelkezik, amely sugarat hagy a belső sarkok megmunkálásakor. Egyes speciális jellemzőkkel rendelkező alkatrészekhez ki kell választani a legmegfelelőbb CNC-szerszámot.
Alkatrész jellemzői. Az alámetszett alkatrészeknél a CNC esztergálás hatékony megoldás. Ez bizonyos kihívásokat jelenthet a CNC-marásnál, amely hosszabb speciális szerszámokat igényel, és fennáll a rázkódás, a pontosság elvesztése, a rossz felületi minőség stb.
Aszimmetrikus részek. Aszimmetrikus alkatrészekhez a CNC esztergálás nem ideális.
4. A CNC esztergálás előnyei
Csökkentse az emberi hibákat. A CNC esztergálási szolgáltatás választása nagymértékben csökkentheti az emberi hibákat. A programozás és beállítás után a CNC esztergagép automatikusan működik, és a várt eredménnyel tud alkatrészeket gyártani.
A termelés hatékonyságának javítása.A legtöbb CNC eszterga viszonylag nagy sebességgel dolgozik, és hosszú ideig megszakítás nélkül működik. Egy kezelő több gép működését is felügyelheti, ami elősegítheti a termelés hatékonyságának növelését anélkül, hogy további munkaerőt kellene alkalmazni.
Csökkentse a hulladékot anyagok aránya. A CNC esztergagépek ritkán vesztegetik az anyagokat vagy a rendelkezésre álló erőforrásokat, különösen a nemesfémek esetében, mint például a titán, az alumínium 7075 stb., hatékonyan megtakarítva a teljes költséget.
Nagy pontosságú.A CNC esztergálás nagy megmunkálási pontossággal és felületi minőséggel rendelkezik, és a legyártott alkatrészek mindig egyenletes minőségűek.
5. A CNC esztergálás hátrányai
A CNC esztergálás előnyei mellett figyelembe kell vennünk néhány hátrányát is. Természetesen a CNC esztergálás nagyobb kezdeti befektetést igényel, mint a kézi működtetésű esztergálás.
Magas beállítási költséget igényel
Magasabb műszaki követelmények a mechanikával és a programozási képességgel szemben
Csak tengelyszimmetrikus alkatrészek esetén költséghatékony
A CNC esztergagépek karbantartást igényelnek, és előfordulhat, hogy nem tudják azonnal kijavítani a hibát
A CNC esztergálás jellemzőit mérlegelve az előnyök messze meghaladják a hátrányokat.
6. Hogyan működik a CNC esztergálás
CAD / CAM tervezés.A CNC esztergálási folyamat teljesen automatizált, de megelőzi a CAD/CAM tervezéshez szükséges alkatrész digitális ábrázolása, amit aztán G-kódra, a CNC eszterga nyelvére alakítanak át. A G-kód irányítja a CNC szerszámgép előtolási sebességét, forgási sebességét, szerszámcseréjét stb. Ez gyakran szimulálható olyan szoftvereken, mint az AutoCAD Fusion MasterCAM, amely lehetővé teszi a gyártási folyamat megjelenítését az anyagtól a végtermékig.
Esztergálási folyamat.A G-kód beállítása után a kezelő felállítja és betölti a tornyot. A toronyban egyszerre több szerszám is elfér. A helyükre rögzített rudak mellett megkezdődik a felesleges anyag automatikus vágása a kívánt alkatrész vagy prototípus legyártásáig
7. CNC esztergálás típusa
A CNC esztergálásnak sokféle típusa létezik, mint például esztergálás, alámetszés, recézés, fúrás, simítás, fúrás stb., és különböző műveletek végezhetők el a kívánt forma eléréséhez. Az alábbiakban a CNC esztergaprojektjeihez használt gyakori műveletek találhatók.
A szembenézés során, egy egypontos szerszám radiálisan vagy tengelyirányban elmozdul a munkadarab szélétől, hogy egyenletesen vágja át vékony anyagrétegeket, sima felületet hagyva maga után. A felület vágási mélysége általában viszonylag kicsi, és egy ponton radiálisan vagy axiálisan megmunkálható.
Kúpos esztergálás.A késes vágás kúp alakúra vágja az anyagot, ahol a munkadarab átmérője egyik végétől a másikig csökken vagy nő (gondoljunk például egy homokóra formájára).
Formaesztergálás.Vágja le az anyagot és alkosson kontúros részeket kerek, ívelt vagy sima alakú késekkel.
Kontúresztergálás.Az egypontos marógépek kör alakú, íves vagy sima, folyamatos ívű alkatrészeket tudnak megmunkálni.
Letörés.A letörés általában 45 fokra van beállítva, hogy elkerüljük az alkatrész éles szélének sérülését vagy a biztonság érdekében. A letört élek jobban ellenállnak a sérüléseknek, mint a négyzetes vagy más éles élek.
Partition.Speciális vágószerszámmal vágjon egyenesen egy hornyot, amíg le nem vágja.
Menetvágás. A csavarvonalas hornyok az egységes menetes specifikációjú csavarokhoz vannak vágva.
Unalmas. Növelje meg a meglévő rekeszt.
Fúrás. Az anyag eltávolításának folyamata a munkadarab belsejéből, hogy lyukat hozzon létre egy speciális csigafúróval.
knurling. Ez az alkatrész felületén egyenes vonalak, ferde vonalak vagy keresztbe húzódó cikkcakk minták vágására szolgál, amivel nem csak az alkatrész súrlódása, de a vizuális hatás is javítható.
Barázdás.Egy alkatrész keskeny üregének megmunkálásának folyamata.
8. CNC esztergálás kompatibilis anyagok
A CNC esztergálás több száz anyaggal kompatibilis, beleértve a különféle fémeket vagy műanyagokat, amelyek közül választhat. A megfelelő anyag kiválasztása kritikus az egyedi alkatrész vagy prototípus elkészítéséhez. Bemutatunk néhányat a legszélesebb körben használt anyagok közül, és megjegyezzük az egyes anyagok közös alkalmazhatóságát.
Alumínium. Az alumínium az egyik legszélesebb körben használt anyag a CNC esztergáláshoz, kiváló szilárdság-tömeg aránnyal rendelkezik, és rendkívül ellenálló a korrózióval szemben. Az alumínium alkatrészek eloxálhatók a szilárdság és a korrózióállóság további javítása érdekében, és különféle színekben kaphatók a vizuális esztétika javítása érdekében. A CNC esztergált alumíniumot széles körben használják repülőgépekben, orvosi berendezésekben, autóalkatrészekben vagy házakban. A gyakori alumíniumötvözet modellek közé tartozik az alumínium 5052, alumínium 7075, alumínium 7075-T6, alumínium 6063-T5, alumínium 7050-T7451, alumínium MIC-6, alumínium 6061-T6, alumínium 2024-T3 stb.
Acél.Mivel az acél kiváló szilárdsággal és keménységgel rendelkezik, gyakran használják nagy igénybevételnek kitett, súrlódásálló alkatrészekben, például fogaskerekekben és tengelyekben. A gyakori acéltípusok az ötvözött acél 4130, ötvözött acél 4140, ASTM A36, acél 1018, acél A36 stb.
Rozsdamentes acél. A hőkezelés után a rozsdamentes acél kiváló szilárdsággal és korrózióállósággal rendelkezik, és széles körben használják a repülőgépiparban, az orvosi berendezésekben, az élelmiszerekben és más területeken. A gyakori rozsdamentes acél modellek a következők: rozsdamentes acél 15-5, rozsdamentes acél 17-4, rozsdamentes acél 18-8, rozsdamentes acél 303, rozsdamentes acél 304, rozsdamentes acél 316/316L, rozsdamentes acél 416, rozsdamentes acél 420.
Titán.A titán kiváló szilárdsággal, korrózióállósággal, biokompatibilitással rendelkezik, és nagyon alkalmas orvosi implantátumok, repülőgépek és egyéb területek gyártására. A leggyakrabban használt titánötvözet a titán 6Al-4V.
A CNC esztergáláshoz használt általános fémanyagok összefoglalása
Alumínium | Rozsdamentes acél | Lágy, ötvözött és szerszámacél | Egyéb fém |
6061-T6 | 303 | Lágyacél 1018 | Sárgaréz C360 |
6082 | 304L | Lágyacél 1045 | Réz C101 |
7075-T6 | 316L | 1215 ötvözött acél | Réz C110 |
5083 | 2205 duplex | Lágyacél A36 | Titán 1. fokozat |
5052 | 17-4 | 4130 ötvözött acél | Titán 2. fokozat |
2014 | 15-5 | 4140 ötvözött acél | Invar |
2017 | 416 | 4340 ötvözött acél | Inconel 718 |
2024 | 420 | Szerszámacél A2 | Magnézium AZ31B |
6063 | 430 | Szerszámacél A3 |
|
7050 | 440C | Szerszámacél D2 |
|
A380 | 301 | Szerszámacél S7 |
|
MIC 6 |
| Szerszámacél H13 |
|
|
| Szerszámacél O1 |
A szokásos műanyagok CNC-esztergálására is számos lehetőség kínálkozik.
PVC.A PVC egy alacsony költségű anyag, jó korrózióállósággal és vegyszerállósággal. A gyermekjátékoktól a gázvezetékekig sokféle területen használható.
Nejlon.A nylon egy sokoldalú, olcsó műanyag, amely hő-, vegyszer- és kopásálló, bizonyos esetekben helyettesítheti a fémet, és nagy szilárdságú és kis tűrésű alkatrészek készítésére is alkalmas.
műanyagok | Megerősített műanyag |
ABS | Garolit G-10 |
polipropilén | Polipropilén (PP) 30%GF |
Nejlon 6 | Nylon 30% GF |
Delrin (POM-H) | FR-4 |
Acetál (POM-C) | PMMA (akril) |
PVC | KANDIKÁL |
HDPE |
|
UHMWPE |
|
Polikarbonát |
|
PET |
|
PTFE (teflon) |
9, CNC esztergálás tervezési irányelvei
Összefoglalja a CNC esztergált alkatrészek közös jellemzőinek ajánlott és műszakilag megvalósítható értékeit.
Funkció | Ajánlott méret | Megvalósítható méret |
Min. jellemző mérete | Ø 2.5 mm | Ø 0.5 mm |
Belső élek | R 8 mm | R 0.25 mm |
Minimális falvastagság | 0.8 mm (fémekhez) | 0.5 mm (fémekhez) |
Holes | Átmérő:szabványos fúrószár méretek | Átmérő: Ø 0.5 mm |
Szálak | Méret: M6 vagy nagyobb | Mérete: M2 |
10. CNC esztergáló alkatrészek felületkezelési folyamata
A CNC eszterga alkatrészek számos felületkezelési eljárás közül választhatnak. A Kínában vezető prototípusgyártó DDPROTOTYPE összefoglalója szerint a gyakoribb utókezelések a következők.
As-Machined (Ra 3.2μm / Ra 126μin).Ez a szabványos legköltséghatékonyabb felület-előkészítési eljárás a legszűkebb tűréssel, szükség esetén sorjázás és letörés.
Kikészítés (Ra 1.6μm /0.8μm).A kész alkatrészek általában sima felületűek, a nyomok nem láthatóak, és nincs szükség kézi polírozásra.
Homokfúvás.Üveggyöngyöket szórnak az alkatrész felületére nagy nyomással, hogy szemcsés textúrát hozzanak létre.
Szálcsiszolt + eloxált Type II (fényes felület). A II. típusú eloxálás előtti szálcsiszolt felület fényes színt, fokozott keménységet és korrózióállóságot kölcsönöz az alkatrésznek.
Homokfúvott + eloxált Type II (matt). A szemcseszórásos és II típusú eloxált alkatrészek jó korrózióállósággal rendelkeznek.
III-as típusú eloxálás (kemény eloxálás). A III típusú eloxált alkatrészek jobb korrózió- és kopásállósággal rendelkeznek.
Porbevonat. A porfestés minden fémen működik, így erős, kopásálló réteget képez az alkatrész felületén.
Huzalhúzás + elektropolírozás (Ra 0.8μm / Ra 32μin). A szálcsiszolt és elektropolírozott alkatrészek sima és ápolt felülettel rendelkeznek.
Fekete oxid.Acélhoz alkalmas felületkezelési eljárás, amelyet az acél alkatrészek korrózióállóságának javítására használnak, és hatékonyan csökkentik a visszaverődést.
Kromát konverziós bevonat.A kromát konverziós bevonat felvitele egy alkatrészre növeli a korrózióállóságot, miközben megtartja az elektromos vezetőképességét. RoHS-kompatibilis.
Huzalhúzás (Ra 1.2μm / Ra 47μin). Az alkatrész felületi érdességének csökkentése #400 – 600 csiszolópapírral javítja a vizuális minőséget.
Polírozott (Ra 0.8μm / Ra 32μin). Az alkatrész felületét manuálisan több irányban polírozzák, hogy tovább javítsák a felületi minőséget és enyhén tükrözzék.
11. CNC esztergálás tűrése
Ha nincs speciális specifikáció, a CNC esztergálás általában az ISO2768 szabványt követi. Érdemes megjegyezni, hogy a 0.5 mm alatti névleges méret tűréshatárát egyértelműen fel kell tüntetni a rajzon.
A névleges méret korlátai | Műanyagok (ISO 2768-m) | Fémek (ISO 2768-f) |
0.5 mm* és 3 mm között | ± 0.1mm | ± 0.05mm |
3-6 mm között | ± 0.1mm | ± 0.05mm |
6-30 mm között | ± 0.2mm | ± 0.1mm |
30-120 mm között | ± 0.3mm | ± 0.15mm |
120-400 mm között | ± 0.5mm | ± 0.2mm |
400-1000 mm között | ± 0.8mm | ± 0.3mm |
1000-2000 mm között | ± 1.2mm | ± 0.5mm |
2000-4000 mm között | ± 2mm |