Il-Magni ta' Preċiżjoni huwa proċess li bih jitneħħa materjal minn biċċa tax-xogħol waqt li jinżammu finituri b'tolleranza qrib. Il-magna ta' preċiżjoni għandha ħafna tipi, inkluż it-tħin, it-tornitura u l-magni b'disċarġ elettriku. Illum il-ġurnata, magna ta' preċiżjoni ġeneralment hija kkontrollata bl-użu ta' Kontroll Numeriku tal-Kompjuter (CNC).
Kważi l-prodotti kollha tal-metall jużaw makkinarju ta' preċiżjoni, kif jagħmlu ħafna materjali oħra bħall-plastik u l-injam. Dawn il-magni jitħaddmu minn makkinisti speċjalizzati u mħarrġa. Sabiex l-għodda tat-tqattigħ tagħmel xogħolha, trid tiċċaqlaq f'direzzjonijiet speċifikati biex tagħmel il-qtugħ korrett. Dan il-moviment primarju jissejjaħ il-"veloċità tat-tqattigħ." Il-biċċa tax-xogħol tista' wkoll tiċċaqlaq, magħrufa bħala l-moviment sekondarju ta' "għalf." Flimkien, dawn il-movimenti u l-akutezza tal-għodda tat-tqattigħ jippermettu lill-magna ta' preċiżjoni topera.
Il-magni ta' preċiżjoni ta' kwalità jeħtieġu l-abbiltà li jiġu segwiti pjanijiet speċifiċi ħafna magħmula minn programmi CAD (disinn assistit mill-kompjuter) jew CAM (manifattura assistita mill-kompjuter) bħal AutoCAD u TurboCAD. Is-softwer jista' jgħin fil-produzzjoni tad-dijagrammi jew il-kontorni kumplessi u tridimensjonali meħtieġa sabiex tiġi manifatturata għodda, magna jew oġġett. Dawn il-pjanijiet iridu jiġu osservati b'dettall kbir biex jiġi żgurat li prodott iżomm l-integrità tiegħu. Filwaqt li l-biċċa l-kbira tal-kumpaniji tal-magni ta' preċiżjoni jaħdmu b'xi forma ta' programmi CAD/CAM, xorta jaħdmu spiss bi skizzi mfassla bl-idejn fil-fażijiet inizjali ta' disinn.
Il-magni ta' preċiżjoni jintużaw fuq numru ta' materjali inklużi l-azzar, il-bronż, il-grafita, il-ħġieġ u l-plastik biex insemmu xi ftit. Skont id-daqs tal-proġett u l-materjali li għandhom jintużaw, se jintużaw diversi għodod tal-magni ta' preċiżjoni. Tista' tintuża kwalunkwe kombinazzjoni ta' tornijiet, magni tat-tħin, drill presses, serrieq u grinders, u anke robotika b'veloċità għolja. L-industrija aerospazjali tista' tuża magni b'veloċità għolja, filwaqt li industrija tal-manifattura tal-għodda tal-injam tista' tuża proċessi fotokimiċi ta' inċiżjoni u tħin. Il-produzzjoni ta' ġirja, jew kwantità speċifika ta' kwalunkwe oġġett partikolari, tista' tgħodd fl-eluf, jew tkun biss ftit. Il-magni ta' preċiżjoni ħafna drabi jeħtieġu l-ipprogrammar ta' apparati CNC li jfisser li huma kkontrollati numerikament mill-kompjuter. L-apparat CNC jippermetti li jiġu segwiti dimensjonijiet eżatti matul il-ġirja ta' prodott.
It-tħin huwa l-proċess tal-magni li juża cutters rotatorji biex jitneħħa materjal minn biċċa tax-xogħol billi l-cutter jiġi avvanzat (jew imdaħħal) fil-biċċa tax-xogħol f'ċerta direzzjoni. Il-cutter jista' jinżamm ukoll f'angolu relattiv għall-assi tal-għodda. It-tħin ikopri varjetà wiesgħa ta' operazzjonijiet u magni differenti, fuq skali minn partijiet individwali żgħar għal operazzjonijiet kbar u heavy-duty ta' tħin f'gruppi. Huwa wieħed mill-proċessi l-aktar użati komunement għall-magni ta' partijiet apposta għal tolleranzi preċiżi.
It-tħin jista' jsir b'firxa wiesgħa ta' għodod tal-magni. Il-klassi oriġinali ta' għodod tal-magni għat-tħin kienet il-magna tat-tħin (spiss imsejħa mitħna). Wara l-miġja tal-kontroll numeriku tal-kompjuter (CNC), il-magni tat-tħin evolvew f'ċentri tal-magni: magni tat-tħin miżjuda b'bidliet awtomatiċi tal-għodda, rivisti tal-għodda jew karużelli, kapaċità CNC, sistemi ta' tkessiħ, u kompartimenti. Iċ-ċentri tat-tħin ġeneralment huma kklassifikati bħala ċentri tal-magni vertikali (VMCs) jew ċentri tal-magni orizzontali (HMCs).
L-integrazzjoni tat-tħin f'ambjenti tat-tornjar, u viċi versa, bdiet b'għodda diretta għat-tornijiet u l-użu okkażjonali ta' magni tat-tħin għal operazzjonijiet tat-tornjar. Dan wassal għal klassi ġdida ta' għodod tal-magni, magni multitasking (MTMs), li huma mibnija apposta biex jiffaċilitaw it-tħin u t-tornjar fl-istess qasam tax-xogħol.
Għall-inġiniera tad-disinn, it-timijiet tar-Riċerka u l-Iżvilupp, u l-manifatturi li jiddependu fuq l-akkwist tal-partijiet, il-magni CNC ta' preċiżjoni jippermettu l-ħolqien ta' partijiet kumplessi mingħajr ipproċessar addizzjonali. Fil-fatt, il-magni CNC ta' preċiżjoni ħafna drabi jagħmluha possibbli li l-partijiet lesti jsiru fuq magna waħda.
Il-proċess tal-magni jneħħi l-materjal u juża firxa wiesgħa ta' għodod tat-tqattigħ biex joħloq id-disinn finali, u ħafna drabi kumpless ħafna, ta' parti. Il-livell ta' preċiżjoni jittejjeb permezz tal-użu ta' kontroll numeriku tal-kompjuter (CNC), li jintuża biex awtomatizza l-kontroll tal-għodod tal-magni.
Ir-rwol tas-"CNC" fil-magni ta' preċiżjoni
Bl-użu ta' struzzjonijiet ta' programmar kodifikati, il-magni CNC ta' preċiżjoni jippermettu li biċċa tax-xogħol tinqata' u tiġi ffurmata skont l-ispeċifikazzjonijiet mingħajr intervent manwali minn operatur tal-magna.
Billi jieħu mudell ta' disinn assistit mill-kompjuter (CAD) ipprovdut minn klijent, makkinista espert juża softwer tal-manifattura assistita mill-kompjuter (CAM) biex joħloq l-istruzzjonijiet għall-magni tal-parti. Abbażi tal-mudell CAD, is-softwer jiddetermina liema mogħdijiet tal-għodda huma meħtieġa u jiġġenera l-kodiċi tal-ipprogrammar li jgħid lill-magna:
■ X'inhuma l-RPMs u r-rati tal-għalf korretti
■ Meta u fejn għandha tiċċaqlaq l-għodda u/jew il-biċċa tax-xogħol
■ Kemm fond għandu jinqata'
■ Meta għandu jiġi applikat il-likwidu li jkessaħ
■ Kwalunkwe fattur ieħor relatat mal-veloċità, ir-rata tal-għalf, u l-koordinazzjoni
Kontrollur CNC imbagħad juża l-kodiċi tal-ipprogrammar biex jikkontrolla, awtomatizza u jimmonitorja l-movimenti tal-magna.
Illum, is-CNC hija karatteristika integrata ta' firxa wiesgħa ta' tagħmir, minn tornijiet, mills, u routers sa wire EDM (magni b'disċarġ elettriku), laser, u magni tat-tqattigħ tal-plażma. Minbarra li awtomatizza l-proċess tal-magni u ttejjeb il-preċiżjoni, is-CNC telimina l-kompiti manwali u teħles lill-makkinisti biex jissorveljaw magni multipli li jaħdmu fl-istess ħin.
Barra minn hekk, ladarba tkun ġiet iddisinjata mogħdija tal-għodda u magna tkun ipprogrammata, din tista' taħdem parti kemm-il darba. Dan jipprovdi livell għoli ta' preċiżjoni u ripetibbiltà, li min-naħa tiegħu jagħmel il-proċess kosteffettiv ħafna u skalabbli.
Materjali li huma mmaxinjati
Xi metalli li huma komunement maħduma bil-magni jinkludu l-aluminju, ir-ram isfar, il-bronż, ir-ram, l-azzar, it-titanju, u ż-żingu. Barra minn hekk, l-injam, il-fowm, il-fibreglass, u l-plastiks bħall-polipropilene jistgħu wkoll jiġu maħduma bil-magni.
Fil-fatt, kważi kull materjal jista' jintuża bil-magni CNC ta' preċiżjoni — naturalment, skont l-applikazzjoni u r-rekwiżiti tagħha.
Xi vantaġġi tal-magni CNC ta' preċiżjoni
Għal ħafna mill-partijiet u l-komponenti żgħar li jintużaw f'firxa wiesgħa ta' prodotti manifatturati, il-magni CNC ta' preċiżjoni ħafna drabi huma l-metodu ta' fabbrikazzjoni preferut.
Kif inhu minnu għal kważi l-metodi kollha tat-tqattigħ u tal-magni, materjali differenti jaġixxu b'mod differenti, u d-daqs u l-għamla ta' komponent għandhom ukoll impatt kbir fuq il-proċess. Madankollu, b'mod ġenerali l-proċess tal-magni CNC ta' preċiżjoni joffri vantaġġi fuq metodi oħra ta' magni.
Dan għaliex il-magni CNC huma kapaċi jwasslu:
■ Grad għoli ta' kumplessità tal-partijiet
■ Tolleranzi stretti, tipikament ivarjaw minn ±0.0002" (±0.00508 mm) sa ±0.0005" (±0.0127 mm)
■ Finitura tal-wiċċ eċċezzjonalment lixxa, inklużi finituri apposta
■ Ripetibbiltà, anke f'volumi għoljin
Filwaqt li makkinist tas-sengħa jista’ juża torn manwali biex jagħmel parti ta’ kwalità fi kwantitajiet ta’ 10 jew 100, x’jiġri meta jkollok bżonn 1,000 parti? 10,000 parti? 100,000 jew miljun parti?
Bil-magni CNC ta' preċiżjoni, tista' tikseb l-iskalabbiltà u l-veloċità meħtieġa għal dan it-tip ta' produzzjoni ta' volum għoli. Barra minn hekk, ir-ripetibbiltà għolja tal-magni CNC ta' preċiżjoni tagħtik partijiet li huma kollha l-istess mill-bidu sat-tmiem, irrispettivament minn kemm qed tipproduċi partijiet.
Hemm xi metodi speċjalizzati ħafna ta' makkinar CNC, inkluż l-EDM bil-wajer (makkinar b'disċarġ elettriku), makkinar addittiv, u stampar bil-lejżer 3D. Pereżempju, l-EDM bil-wajer juża materjali konduttivi — tipikament metalli — u skariki elettriċi biex jikkorroda biċċa tax-xogħol f'forom kumplessi.
Madankollu, hawnhekk se niffukaw fuq il-proċessi tat-tħin u t-tornitura — żewġ metodi ta' tnaqqis li huma disponibbli b'mod wiesa' u użati ta' spiss għall-magni CNC ta' preċiżjoni.
Tħin vs. tornitura
It-tħin huwa proċess ta' makkinar li juża għodda ċilindrika tat-tqattigħ li ddur biex tneħħi l-materjal u toħloq forom. It-tagħmir tat-tħin, magħruf bħala mitħna jew ċentru tal-makkinar, iwettaq univers ta' ġeometriji kumplessi tal-partijiet fuq xi wħud mill-akbar oġġetti tal-metall immaxinjati.
Karatteristika importanti tat-tħin hija li l-biċċa tax-xogħol tibqa' wieqfa waqt li l-għodda tat-tqattigħ iddur. Fi kliem ieħor, fuq mitħna, l-għodda tat-tqattigħ li ddur tiċċaqlaq madwar il-biċċa tax-xogħol, li tibqa' fissa f'postha fuq sodda.
It-tornjar huwa l-proċess tat-tqattigħ jew l-iffurmar ta' biċċa tax-xogħol fuq tagħmir imsejjaħ torn. Tipikament, it-torn idawwar il-biċċa tax-xogħol fuq assi vertikali jew orizzontali filwaqt li għodda tat-tqattigħ fissa (li tista' tkun qed iddur jew le) tiċċaqlaq tul l-assi pprogrammat.
L-għodda ma tistax iddur fiżikament madwar il-parti. Il-materjal idur, u b'hekk l-għodda tkun tista' twettaq l-operazzjonijiet ipprogrammati. (Hemm sottogrupp ta' tornijiet fejn l-għodda ddur madwar wajer mitmugħ minn rukkell, madankollu, dan mhux kopert hawn.)
Fit-tornitura, għall-kuntrarju tat-tħin, il-biċċa tax-xogħol iddur. Il-parti tal-istokk iddur fuq il-magħżel tat-torn u l-għodda tat-tqattigħ tinġieb f'kuntatt mal-biċċa tax-xogħol.
Makkinar manwali vs. CNC
Filwaqt li kemm il-magni tal-qtugħ kif ukoll it-tornijiet huma disponibbli f'mudelli manwali, il-magni CNC huma aktar xierqa għall-manifattura ta' partijiet żgħar — billi joffru skalabbiltà u ripetibbiltà għal applikazzjonijiet li jeħtieġu produzzjoni ta' volum għoli ta' partijiet b'tolleranza stretta.
Minbarra li joffru magni sempliċi b'żewġ assi fejn l-għodda tiċċaqlaq fl-assi X u Z, it-tagħmir CNC ta' preċiżjoni jinkludi mudelli b'ħafna assi fejn il-biċċa tax-xogħol tista' tiċċaqlaq ukoll. Dan huwa b'kuntrast ma' torn fejn il-biċċa tax-xogħol hija limitata għad-dawrien u l-għodda tiċċaqlaq biex toħloq il-ġeometrija mixtieqa.
Dawn il-konfigurazzjonijiet b'ħafna assi jippermettu l-produzzjoni ta' ġeometriji aktar kumplessi f'operazzjoni waħda, mingħajr ma jkun hemm bżonn ta' xogħol addizzjonali mill-operatur tal-magna. Dan mhux biss jagħmilha aktar faċli biex jiġu prodotti partijiet kumplessi, iżda jnaqqas jew jelimina wkoll iċ-ċans ta' żball mill-operatur.
Barra minn hekk, l-użu ta' likwidu li jkessaħ bi pressjoni għolja b'magni CNC ta' preċiżjoni jiżgura li ċ-ċipep ma jidħlux fix-xogħol, anke meta tintuża magna b'magħżel orjentat vertikalment.
Imtieħen CNC
Magni tat-tħin differenti jvarjaw fid-daqsijiet tagħhom, il-konfigurazzjonijiet tal-assi, ir-rati tal-għalf, il-veloċità tat-tqattigħ, id-direzzjoni tal-għalf tat-tħin, u karatteristiċi oħra.
Madankollu, b'mod ġenerali, il-magni tat-tħin CNC kollha jużaw magħżel li jdur biex jaqtgħu materjal mhux mixtieq. Jintużaw biex jaqtgħu metalli iebsin bħall-azzar u t-titanju iżda jistgħu jintużaw ukoll ma' materjali bħall-plastik u l-aluminju.
L-imtieħen CNC huma mibnija għar-ripetibbiltà u jistgħu jintużaw għal kollox, mill-prototipar sal-produzzjoni ta' volum għoli. Imtieħen CNC ta' preċiżjoni għolja ħafna drabi jintużaw għal xogħol b'tolleranza stretta bħat-tħin ta' forom u forom fini.
Filwaqt li t-tħin CNC jista' jagħti tibdil rapidu, l-irfinar kif imħin joħloq partijiet b'marki viżibbli tal-għodda. Jista' jipproduċi wkoll partijiet b'xi truf li jaqtgħu u tbajja', għalhekk jistgħu jkunu meħtieġa proċessi addizzjonali jekk it-truf u t-tbajja' ma jkunux aċċettabbli għal dawk il-karatteristiċi.
Naturalment, l-għodod għat-tneħħija tal-gradjatura pprogrammati fis-sekwenza se jneħħi l-gradjatura, għalkemm ġeneralment jilħqu massimu ta' 90% tar-rekwiżit lest, u jħallu xi karatteristiċi għall-irfinar finali bl-idejn.
Fir-rigward tal-finitura tal-wiċċ, hemm għodod li mhux biss jipproduċu finitura tal-wiċċ aċċettabbli, iżda wkoll finitura simili għal mera fuq porzjonijiet tal-prodott tax-xogħol.
Tipi ta' magni tat-tħin CNC
Iż-żewġ tipi bażiċi ta' magni tat-tħin huma magħrufa bħala ċentri tal-magni vertikali u ċentri tal-magni orizzontali, fejn id-differenza primarja hija fl-orjentazzjoni tal-magħżel tal-magna.
Ċentru tal-magni vertikali huwa mitħna fejn l-assi tal-magħżel huwa allinjat fid-direzzjoni tal-assi Z. Dawn il-magni vertikali jistgħu jinqasmu aktar f'żewġ tipi:
■ Imtieħen tas-sodda, fejn il-magħżel jiċċaqlaq parallel mal-assi tiegħu stess filwaqt li l-mejda tiċċaqlaq perpendikolari għall-assi tal-magħżel
■ Imtieħen bit-turret, fejn il-magħżel ikun wieqaf u l-mejda tiġi mċaqalqa sabiex tkun dejjem perpendikolari u parallela mal-assi tal-magħżel matul l-operazzjoni tat-tqattigħ
F'ċentru tal-magni orizzontali, l-assi tal-magħżel tal-mitħna huwa allinjat fid-direzzjoni tal-assi Y. L-istruttura orizzontali tfisser li dawn il-mitħna għandhom it-tendenza li jieħdu aktar spazju fuq l-art tal-ħanut tal-magni; ġeneralment huma wkoll itqal fil-piż u aktar b'saħħithom mill-magni vertikali.
Mitħna orizzontali spiss tintuża meta tkun meħtieġa finitura tal-wiċċ aħjar; dan għaliex l-orjentazzjoni tal-magħżel tfisser li ċ-ċipep tat-tqattigħ jaqgħu b'mod naturali u jitneħħew faċilment. (Bħala benefiċċju miżjud, it-tneħħija effiċjenti taċ-ċipep tgħin biex iżżid il-ħajja tal-għodda.)
B'mod ġenerali, iċ-ċentri tal-magni vertikali huma aktar prevalenti għaliex jistgħu jkunu b'saħħithom daqs iċ-ċentri tal-magni orizzontali u jistgħu jimmaniġġjaw partijiet żgħar ħafna. Barra minn hekk, iċ-ċentri vertikali għandhom impronta iżgħar miċ-ċentri tal-magni orizzontali.
Imtieħen CNC b'ħafna assi
Ċentri tat-tħin CNC ta' preċiżjoni huma disponibbli b'assi multipli. Tħin bi 3 assi juża l-assi X, Y, u Z għal varjetà wiesgħa ta' xogħol. B'tħin b'4 assi, il-magna tista' ddur fuq assi vertikali u orizzontali u ċċaqlaq il-biċċa tax-xogħol biex tippermetti makkinar aktar kontinwu.
Mitħna b'5 assi għandha tliet assi tradizzjonali u żewġ assi rotatorji addizzjonali, li jippermettu li l-biċċa tax-xogħol iddur hekk kif ir-ras tal-magħżel tiċċaqlaq madwarha. Dan jippermetti li ħames naħat ta' biċċa tax-xogħol jiġu mmaxinjati mingħajr ma titneħħa l-biċċa tax-xogħol u tiġi ssettjata mill-ġdid il-magna.
Tornijiet CNC
Torn — imsejjaħ ukoll ċentru tat-tidwir — għandu magħżel wieħed jew aktar, u assi X u Z. Il-magna tintuża biex iddawwar biċċa tax-xogħol fuq l-assi tagħha biex twettaq diversi operazzjonijiet ta' qtugħ u tiswir, billi tapplika firxa wiesgħa ta' għodda fuq il-biċċa tax-xogħol.
It-tornijiet CNC, li jissejħu wkoll tornijiet b'għodda live action, huma ideali għall-ħolqien ta' partijiet ċilindriċi jew sferiċi simmetriċi. Bħall-imtieħen CNC, it-tornijiet CNC jistgħu jimmaniġġjaw operazzjonijiet iżgħar bħall-prototipar iżda jistgħu wkoll jiġu ssettjati għal ripetibbiltà għolja, u b'hekk jappoġġjaw produzzjoni ta' volum għoli.
It-tornijiet CNC jistgħu wkoll jiġu ssettjati għal produzzjoni relattivament mingħajr idejn, u dan jagħmilhom użati ħafna fl-industriji tal-karozzi, tal-elettronika, tal-ajruspazju, tar-robotika u tal-apparati mediċi.
Kif jaħdem torn CNC
B'torn CNC, virga vojta ta' materjal tal-istokk titgħabba fiċ-ċokk tal-magħżel tat-torn. Dan iċ-ċokk iżomm il-biċċa tax-xogħol f'postha waqt li l-magħżel idur. Meta l-magħżel jilħaq il-veloċità meħtieġa, għodda tat-tqattigħ stazzjonarja tinġieb f'kuntatt mal-biċċa tax-xogħol biex tneħħi l-materjal u tikseb il-ġeometrija korretta.
Torn CNC jista' jwettaq numru ta' operazzjonijiet, bħal tħaffir, threading, boring, reaming, facing, u taper turning. Operazzjonijiet differenti jeħtieġu bidliet fl-għodda u jistgħu jżidu l-ispiża u l-ħin tas-setup.
Meta l-operazzjonijiet kollha tal-magni meħtieġa jitlestew, il-parti tinqata’ mill-istokk għal aktar ipproċessar, jekk ikun hemm bżonn. It-torn CNC imbagħad ikun lest biex jirrepeti l-operazzjoni, bi ftit jew xejn ħin addizzjonali ta’ setup li ġeneralment ikun meħtieġ bejniethom.
It-tornijiet CNC jistgħu wkoll jakkomodaw varjetà ta' alimentaturi awtomatiċi tal-bars, li jnaqqsu l-ammont ta' mmaniġġjar manwali tal-materja prima u jipprovdu vantaġġi bħal dawn li ġejjin:
■ Naqqas il-ħin u l-isforz meħtieġa mill-operatur tal-magna
■ Appoġġja l-virga biex tnaqqas il-vibrazzjonijiet li jistgħu jaffettwaw b'mod negattiv il-preċiżjoni
■ Ħalli l-għodda tal-magna topera b'veloċitajiet ottimali tal-magħżel
■ Imminimizza l-ħinijiet tal-bidla
■ Naqqas l-iskart materjali
Tipi ta' tornijiet CNC
Hemm numru ta' tipi differenti ta' tornijiet, iżda l-aktar komuni huma tornijiet CNC b'2 assi u tornijiet awtomatiċi tal-istil Ċiniż.
Il-biċċa l-kbira tat-tornijiet CNC taċ-Ċina jużaw wieħed jew tnejn mandrin prinċipali flimkien ma' wieħed jew tnejn mandrin ta' wara (jew sekondarji), bit-trasferiment rotatorju responsabbli għall-ewwel wieħed. Il-mandrin prinċipali jwettaq l-operazzjoni primarja tal-magni, bl-għajnuna ta' bushing gwida.
Barra minn hekk, xi tornijiet tal-istil Ċiniż jiġu mgħammra b'ras tal-għodda oħra li topera bħala mitħna CNC.
B'torn awtomatiku CNC stil Ċiniż, il-materjal tal-istokk jiġi mitmugħ minn ġo magħżel b'ras li tiżżerżaq ġo bushing ta' gwida. Dan jippermetti lill-għodda taqta' l-materjal eqreb lejn il-punt fejn il-materjal ikun appoġġjat, u b'hekk il-magna taċ-Ċina tkun speċjalment ta' benefiċċju għal partijiet twal u rqaq imdawra u għall-mikromakkinar.
Iċ-ċentri tat-tornitura CNC b'ħafna assi u t-tornijiet tal-istil Ċiniż jistgħu jwettqu diversi operazzjonijiet ta' mmaxinjar bl-użu ta' magna waħda. Dan jagħmilhom għażla kosteffettiva għal ġeometriji kumplessi li altrimenti jkunu jeħtieġu diversi magni jew bidliet tal-għodda bl-użu ta' tagħmir bħal mitħna CNC tradizzjonali.