CNC-bewerking:alles wat u moet weten

Computer Numerical Control (CNC)-bewerking wordt steeds gebruikelijker in de productie. CNC-technologie biedt een veelzijdige, geautomatiseerde manier om grote series van hoogwaardige onderdelen te produceren. De hoge mate van nauwkeurigheid en herhaalbaarheid die worden geboden door CNC-bewerkingsprocessen maken het een ideaal gereedschap voor de meeste fabrikanten.

Wat is CNC-bewerking?

Over het algemeen verwijst CNC-bewerking naar een van de vele reductieve processen die materiaal van een werkstuk wegnemen om aan een ontwerp te voldoen. CNC-processen maken gebruik van geautomatiseerde besturingen om het hele bewerkingsproces van begin tot eind af te handelen, waardoor uiteindelijk consistent nauwkeurige onderdelen worden geproduceerd. CNC-bewerkingsapparatuur kan dezelfde instructies steeds opnieuw volgen om kleine of grote productieruns van identieke stukken te vergemakkelijken.

CNC-machines zijn er in meerdere variëteiten en niveaus van complexiteit. Sommige machines kunnen meerdere gereedschappen tegelijk bevatten of werken langs de X-, Y- en Z-assen om overtollig materiaal van elke kant of onder elke hoek te verwijderen.

CNC-bewerking wordt gebruikt om onderdelen en componenten te maken voor bijna elke industrie en toepassing. Dit omvat de lucht- en ruimtevaartindustrie en andere zeer complexe industrieën die machinale bewerkingen aan grote onderdelen nodig hebben. Fabrikanten kunnen dit proces gebruiken op substraten zoals:

• Samengestelde materialen
• Schuim
• Glas
• Metalen
• Plastic
• Hout

CNC-bewerking is bijzonder voordelig vanwege de geautomatiseerde functionaliteit. Door automatisering kunnen de machines zelfvoorzienend werken, waardoor er minder menselijke arbeid nodig is om nauwkeurige onderdelen te produceren. Een groeiend tekort in de sector aan bekwame machinisten en arbeiders heeft de afgelopen jaren in de eerste plaats bijgedragen aan de vooruitgang van de CNC-technologie.

De drie fabricageprocessen

Over het algemeen zijn er drie soorten productieprocessen:

• Reductief. Reductieve of subtractieve processen zoals machinale bewerking nemen materiaal weg van een werkstuk om een ​​ontwerp te creëren.
• Additief. Additieve productieprocessen combineren of assembleren verschillende elementen om een ​​afgewerkt product te creëren. 3D-printen is de meest voorkomende vorm van additive manufacturing.
• Formatief. Formatieve fabricage buigt of verandert de vorm van het substraat om aan de ontwerpvereisten te voldoen. Formatieve fabricage omvat processen zoals spuitgieten, waarbij het substraat wordt gesmolten en vervolgens in een mal wordt geperst om een ​​bepaalde vorm te behouden. Het omvat ook veel metaalvormprocessen, zoals buigen of walsen.

Overzicht CNC-bewerkingsproces

De voorloper van CNC-bewerking - numerieke besturing (NC) - gebruikte ponsbandkaarten en rudimentaire opdrachten. CNC-bewerking volgt complexere opdrachten en maakt gebruik van een grotere verscheidenheid aan bedieningselementen. Deze systemen instrueren beide de snij- en vormgereedschappen die worden verwijderd, maar CNC-bewerkingsapparatuur kan complexe, aangepaste sets instructies volgen die afkomstig zijn van complexe CAD- of CAM-ontwerpen.

Verschillende CNC-bewerkingsapparatuur kan verschillende gereedschappen, mogelijkheden en bewerkingen aan. Het CNC-bewerkingsproces omvat doorgaans de volgende algemene stappen:

1. Het CAD-model ontwerpen

Voordat het CNC-bewerkingsproces begint, moeten fabrikanten het productontwerp maken. Computer-aided design (CAD)-software kan worden gebruikt om gedetailleerde tweedimensionale (2D) of driedimensionale (3D) modellen te maken. Deze ontwerpbestanden bevatten details zoals de geometrieën, afmetingen en andere technische specificaties van de onderdelen. CAD-software houdt rekening met de beperkingen van bewerkingsprocessen en de eigenschappen van de geselecteerde materialen.

Als een ontwerp bijvoorbeeld gaten bevat die zijn gevormd door cilindrische gereedschappen, kan CAD-software ontwerpingenieurs informeren wanneer ontwerpen te complex zijn voor een bepaald substraat of potentiële problemen identificeren als gevolg van beperkingen in het geselecteerde proces. Deze geautomatiseerde controles helpen CAD/CAM-ontwerpservices en -ingenieurs om veel potentiële fouten tijdens het weergaveproces te voorkomen, zodat de prototypingfase efficiënter is.

2. CAD-bestanden converteren naar bruikbare CNC-instructies

Als het ontwerp klaar is, moeten de ontwerpspecificaties worden vertaald in richtingen die CNC-machines kunnen volgen. De CAD-bestanden worden uitgevoerd met computerondersteunde productiesoftware (CAM). Deze programma's creëren de programmeercode die CNC-machines gebruiken om de gereedschappen tijdens het productieproces aan te sturen. Deze software haalt ook informatie op over de onderdeelgeometrie die operators kunnen gebruiken om ervoor te zorgen dat het oorspronkelijke werkstuk de juiste afmetingen en oriëntatie heeft.

Deze CNC-compatibele instructiesets zijn over het algemeen in een van de twee bestandstypen:STEP of IGES. Ze omvatten programmeertalen zoals G-code en M-code, die elk specifieke gebieden van de functionaliteit van de bewerkingsmachine behandelen. G-code bewerkingen richten zich op de daadwerkelijke werking van de gereedschappen, zoals hun snelheid, de bewegingsrichting en hoe ver ze bewegen. M-code bewerkingen zijn gericht op diverse bewerkingen, zoals in- en uitschakelen en andere hulpfuncties.

3. De CNC-machine voorbereiden

Menselijke operators spelen een veel kleinere rol bij geautomatiseerde productie dan bij handmatige productie, maar ze voeren nog steeds belangrijke bewerkingen uit die de machines niet aankunnen. Dit omvat:

• Het CNC-programmabestand in de machine laden
• Het werkstuk toevoegen aan de machinespindels of ondeugden zodat de machine het werkstuk kan manipuleren
• De gespecificeerde bewerkingsgereedschappen bevestigen
• Het werkgebied, de machine en het werkstuk inspecteren

4. Bewerkingen uitvoeren

Zodra de apparatuur is voorbereid en het programma start, voert de CNC-bewerkingsapparatuur de stappen uit en voert ze bewerkingen uit op het werkstuk. Het programma kan de noodzakelijke reductieprocessen van begin tot eind voltooien zonder verdere tussenkomst van de operator. Zodra de instructies zijn voltooid, kan het onderdeel doorgaan met de afwerkings- en verpakkingsprocessen.

Soorten CNC-bewerkingen

CNC-bewerking is een zeer brede categorie van mogelijke bewerkingen en processen. Onder CNC-bewerkingen zijn boren, frezen en draaien de meest voorkomende.

Boren

Bij boorprocessen worden bits gebruikt met een diameter die even groot is als de diameter van het gewenste gat. De bewerkingsapparatuur steekt de draaiende boor loodrecht in het werkstuk totdat het een gat boort met een vooraf bepaalde lengte. Complexere apparatuur kan hoekige gaten produceren en boorgereedschap kan mogelijkheden bieden zoals:

• Tegenslag
• Verzinken
• Reamen
• Tik op

Frezen

Het freesproces verwijdert materiaalresten van het werkstuk door het materiaal tegen een draaiende snijkant te bewegen. De gereedschappen hebben meerdere snijpunten en elk gereedschap draait om een ​​scherp snijoppervlak met een andere lengte en vorm te krijgen. Wanneer het werkstuk tegen freesgereedschappen wordt gedrukt, worden dunne stroken of materiaalsneden van de bestaande rand verwijderd. Dit kan ondiepe sneden, brede sneden of holtes met een platte bodem creëren om het onderdeel vorm te geven. Perifere freesprocessen kunnen dieper snijden om sleuven of schroefdraad in de algemene vorm van het stuk te creëren.

Draaien

Draaiprocessen draaien het werkstuk in plaats van het snijgereedschap. Ze omvatten snijprocessen zoals kotteren, groefsteken en vlakken. Ze snijden overtollig materiaal van een werkstuk af met behulp van enkelpunts snijgereedschappen die precies op het roterende werkstuk zijn aangebracht. Door te draaien ontstaan ​​cilindrische onderdelen met een bepaalde diameter. Draaien kan zowel aan de binnen- als aan de buitenrand van de onderdelen lineaire kenmerken creëren. Deze functies omvatten:

• Slots
• Draden
• Tapertjes

Voordelen van CNC-bewerking

Veel fabrikanten geven de voorkeur aan bewerkingsprocessen omdat ze onderdelen of componenten maken van een enkel werkstuk. CNC verspanen heeft een aantal extra voordelen. Deze omvatten:

• Verhoogde productiviteit. Faciliteiten met CNC-bewerking kunnen 24/7 onderdelen produceren. De machines kunnen continu draaien met weinig tot geen menselijke tussenkomst. De machines hebben ook minder ruimte nodig dan werkstations of handmatige bewerkingsopstellingen, dus een faciliteit met een aantal vierkante meters kan meer machines tegelijk laten draaien.
• Een hoge mate van nauwkeurigheid. CNC-bewerking maakt gebruik van zeer gedetailleerde programmeerbewerkingen. De machines volgen deze instructies zonder enige ongewenste variatie of menselijke fouten toe te staan. De onderdelen zijn van hoge kwaliteit, nauwkeurig en identiek. CNC-bewerking kan ook onderdelen produceren met ingewikkelde, complexe ontwerpen.
• Snellere voltooiing van het project. Elk CNC-bewerkingsproces begint met een CAD-ontwerp, dus het prototypingproces zal veel sneller zijn. De software vangt of voorkomt veel mogelijke ontwerpfouten of potentiële risico's met verschillende materialen. Wanneer de prototyping- en testprocessen worden verkort, kunnen producten sneller van ontwerp naar productie gaan. CNC-bewerkingsinstructies kunnen ook snel worden gewijzigd of vervangen, zodat er weinig vertraging is tussen wijzigingen in productieruns.
• Kosteneffectiviteit. CAD-bestandsontwerpen en minder risico op fabricagefouten verlagen de productiekosten per eenheid. CNC-bewerking vereist ook minder menselijke arbeid, wat de prijs voor het vervaardigen van de producten verder verlaagt.

CNC-bewerking van professionele productie

Voor klanten die op zoek zijn naar een complete productieoplossing, biedt Pro-Type Industries, Incorporated een niveau van waarde en procesflexibiliteit dat ongeëvenaard is in de branche. We hebben een ultramoderne faciliteit die is uitgerust met enkele van de meest geavanceerde CNC-bewerkingssystemen die beschikbaar zijn.

Dit zijn systemen met een hoog koppel en een hoog toerental die precisie en productiviteit in één pakket leveren. Een voorbeeld is onze 550 mm Toyoda CNC 4-assige horizontale frees. Dit ultramoderne systeem biedt spindelsnelheden tot 15.000 tpm, geleverd door een motor van 30 pk. Met een werkkubus van 30 inch en een positionering van 2400 inch per minuut, kan hij met hoge snelheden en met maximale nauwkeurigheid door materialen zoals aluminium, staal en kunststoffen werken. Het stelt ons ook in staat om te werken met moeilijk te bewerken materialen zoals Inconel, Invar, Monel en verschillende superlegeringen.

Dit is echter slechts een van onze vele precisiebewerkingssystemen. We hebben ook vier verticale CNC-freesmachines die werkstukken van maximaal 64 "bij 32" bij 25" kunnen accommoderen, twee horizontale freesmachines die zijn uitgerust met meerdere pallets, en een high-output CNC-draaibank met automatische staafaanvoer, sub-spil en live tooling. In de handen van ons team van doorgewinterde machinisten, kunnen deze zeer nauwkeurige bewerkingen toleranties opleveren binnen ± 0,0005”. Al deze mogelijkheden en middelen worden uitgebreid door de interne fabricage van alle gereedschappen en bevestigingen, waardoor we nog meer controle hebben over de productiviteit.

Door onze bijna 50 jaar als fabrikant hebben we geleerd dat maar weinig projectvereisten bestaan ​​uit alleen machinale bewerking. Om nog meer waarde toe te voegen aan ons serviceaanbod, bieden we ook services met toegevoegde waarde, zoals:

• Lassen
• Ets
• Chromeren
• Passivering
• Volledige montage
• Uitgebreide dimensionale rapporten
• Traceerbaarheid van materiaal

Al ons werk wordt ondersteund door een robuust ISO 9001-kwaliteitsmanagementsysteem en -cultuur die zich uitstrekt tot elk onderdeel van onze organisatie.

Van een enkel prototype tot grote aantallen algemene bestellingen die vele maanden of langer duren, de sleutel tot ons succes is ons vermogen om hetzelfde niveau van waarde en kwaliteit te bieden, ongeacht de rungrootte of de complexiteit van het ontwerp. Neem rechtstreeks contact met ons op voor meer informatie over al onze productiemogelijkheden of om een ​​offerte aan te vragen.