Τι είναι το φρεζάρισμα CNC;

Τι είναι το φρεζάρισμα CNC;

Το φρεζάρισμα CNC, το πλήρες όνομα είναι Computer Numerical Control Milling, είναι μια διαδικασία κατεργασίας που χρησιμοποιεί ελεγχόμενα από υπολογιστή και περιστρεφόμενα εργαλεία κοπής πολλαπλών σημείων για τη σταδιακή αφαίρεση υλικού από ένα τεμάχιο εργασίας και την παραγωγή ενός προσαρμοσμένου σχεδιασμού εξαρτήματος ή προϊόντος. Η διαδικασία είναι κατάλληλη για τη μηχανική κατεργασία μιας ποικιλίας υλικών, όπως μέταλλο, πλαστικό, ξύλο, και για την παραγωγή μιας ποικιλίας εξαρτημάτων και προϊόντων ειδικά σχεδιασμένων.
Πολλαπλές δυνατότητες είναι διαθέσιμες κάτω από την ομπρέλα των υπηρεσιών μηχανικής κατεργασίας CNC ακριβείας, συμπεριλαμβανομένων μηχανικών, χημικών, ηλεκτρικών και θερμικών κατεργασιών. Η άλεση CNC είναι μια μηχανική διαδικασία που περιλαμβάνει διάτρηση, τόρνευση και διάφορες άλλες διαδικασίες μηχανικής κατεργασίας, πράγμα που σημαίνει ότι το υλικό αφαιρείται από ένα τεμάχιο εργασίας με μηχανικά μέσα, όπως η δράση του κοπτικού εργαλείου μιας μηχανής φρεζαρίσματος.
Αυτό το άρθρο εστιάζει στη διαδικασία άλεσης CNC, περιγράφοντας τα βασικά της διαδικασίας, καθώς και τα εξαρτήματα και τα εργαλεία μιας μηχανής φρέζας CNC. Επιπλέον, αυτό το άρθρο διερευνά διάφορες λειτουργίες φρεζαρίσματος και παρέχει εναλλακτικές λύσεις στη διαδικασία άλεσης CNC.

Ορισμός του Milling

Τι είναι το φρεζάρισμα; Αυτός είναι ένας τύπος μηχανικής κατεργασίας που χρησιμοποιεί ένα εργαλείο για να διαμορφώσει το τεμάχιο εργασίας σε ένα τραπέζι που είναι συνήθως κινητό, αν και ορισμένες φρέζες διαθέτουν επίσης κινητά εργαλεία. Το φρεζάρισμα ήταν αρχικά μια χειροκίνητη λειτουργία που εκτελούνταν από εργάτες, αλλά σήμερα, το μεγαλύτερο μέρος του φρεζαρίσματος γίνεται από μηχανές φρεζαρίσματος CNC, οι οποίες χρησιμοποιούν υπολογιστές για να επιβλέπουν τη διαδικασία άλεσης. Το φρεζάρισμα CNC μπορεί να προσφέρει μεγαλύτερη ακρίβεια, ακρίβεια και παραγωγικότητα, αλλά υπάρχουν περιπτώσεις στις οποίες το χειροκίνητο φρεζάρισμα μπορεί να είναι χρήσιμο. Το χειροκίνητο φρεζάρισμα απαιτεί πολλές τεχνικές δεξιότητες και εμπειρία, μειώνοντας έτσι τον χρόνο ολοκλήρωσης. Έχει επίσης το πρόσθετο πλεονέκτημα ότι οι χειροκίνητοι μύλοι είναι φθηνότεροι και οι χρήστες δεν χρειάζεται να ανησυχούν για τον προγραμματισμό του μηχανήματος.

Επισκόπηση της φρέζας CNC

Όπως οι περισσότερες παραδοσιακές μηχανικές διαδικασίες κατεργασίας CNC, οι διεργασίες φρεζαρίσματος CNC χρησιμοποιούν χειριστήρια υπολογιστή για τη λειτουργία και το χειρισμό εργαλειομηχανών που κόβουν και σχηματίζουν κενά. Επιπλέον, η διαδικασία ακολουθεί τα ίδια βασικά στάδια παραγωγής όπως όλες οι διαδικασίες κατεργασίας CNC, συμπεριλαμβανομένων:

• Σχεδιάστε μοντέλα CAD
• Μετατροπή μοντέλων CAD σε προγράμματα CNC
• Ρύθμιση της φρέζας CNC
• Εκτελέστε μια λειτουργία φρεζαρίσματος

Τι είναι το φρεζάρισμα CNC;

Η CNC άλεση Η διαδικασία ξεκινά με τη δημιουργία ενός 2D ή 3D CAD σχεδιασμού εξαρτημάτων. Στη συνέχεια, το πλήρες σχέδιο εξάγεται σε μορφή αρχείου συμβατό με CNC και μετατρέπεται από το λογισμικό CAM σε πρόγραμμα μηχανής CNC που υπαγορεύει την κίνηση του μηχανήματος και την κίνηση του εργαλείου κατά μήκος του τεμαχίου εργασίας. Πριν ο χειριστής εκτελέσει το πρόγραμμα CNC, προετοιμάζει τη μηχανή φρεζαρίσματος CNC στερεώνοντας το τεμάχιο εργασίας στην επιφάνεια εργασίας της εργαλειομηχανής (π.χ. στο τραπέζι) ή στη βάση του τεμαχίου εργασίας (όπως μια μέγγενη) και τοποθετώντας το εργαλείο φρέζας στη μηχανή άξονας εργαλείου. Η διαδικασία φρεζαρίσματος CNC χρησιμοποιεί οριζόντιες ή κάθετες ισχυρές φρέζες CNC – ανάλογα με τις προδιαγραφές και τις απαιτήσεις της εφαρμογής φρεζαρίσματος – καθώς και περιστρεφόμενα εργαλεία κοπής πολλαπλών σημείων (δηλαδή, πολλαπλών δοντιών), όπως φρέζες και τρυπάνια. Όταν το μηχάνημα είναι έτοιμο, ο χειριστής ξεκινά ένα πρόγραμμα μέσω της διεπαφής του μηχανήματος που προτρέπει το μηχάνημα να εκτελέσει μια λειτουργία φρεζαρίσματος.

Μόλις ξεκινήσει η διαδικασία άλεσης CNC, η εργαλειομηχανή αρχίζει να περιστρέφει το κοπτικό εργαλείο με ταχύτητες έως και αρκετές χιλιάδες στροφές ανά λεπτό. Ανάλογα με τον τύπο της μηχανής φρεζαρίσματος που χρησιμοποιείται και τις απαιτήσεις της εφαρμογής φρεζαρίσματος, όταν το εργαλείο βυθίζεται στο τεμάχιο εργασίας, το μηχάνημα θα κάνει ένα από τα ακόλουθα για να κάνει τις απαραίτητες τομές στο τεμάχιο εργασίας:

1. Περάστε αργά το τεμάχιο εργασίας στο σταθερό περιστρεφόμενο εργαλείο
2. Μετακίνηση του εργαλείου σε ακίνητο τεμάχιο εργασίας
3. Σχετική κίνηση εργαλείου και τεμαχίου εργασίας

Σε αντίθεση με τη διαδικασία χειροκίνητης άλεσης, στη άλεση CNC, η εργαλειομηχανή συνήθως τροφοδοτεί το κινητό τεμάχιο εργασίας με την περιστροφή του εργαλείου κοπής και όχι με την περιστροφή του εργαλείου κοπής. Οι εργασίες φρεζαρίσματος που συμμορφώνονται με αυτή τη σύμβαση ονομάζονται εργασίες φρεζαρίσματος αναρρίχησης, ενώ η αντίθετη λειτουργία ονομάζεται συμβατικές εργασίες φρεζαρίσματος.
Γενικά, το φρεζάρισμα ταιριάζει καλύτερα ως συμπληρωματική ή τελική διαδικασία σε ένα κατεργασμένο τεμάχιο για να παρέχει τον ορισμό των χαρακτηριστικών του εξαρτήματος όπως οπές, σχισμές και σπειρώματα ή για την παραγωγή χαρακτηριστικών εξαρτημάτων. Ωστόσο, η διαδικασία μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη διαμόρφωση του υλικού στοκ από την αρχή μέχρι το τέλος. Και στις δύο περιπτώσεις, η διαδικασία άλεσης αφαιρεί σταδιακά το υλικό για να δημιουργήσει το επιθυμητό σχήμα και την επιθυμητή μορφή. Πρώτα, το εργαλείο κόβει μικρά κομμάτια ή τσιπς από το τεμάχιο εργασίας για να δημιουργήσει ένα κατά προσέγγιση σχήμα. Το τεμάχιο εργασίας στη συνέχεια αλέθεται με υψηλότερο πρόγραμμα και με μεγαλύτερη ακρίβεια για να τελειώσει το εξάρτημα με τα ακριβή χαρακτηριστικά και τις προδιαγραφές του. Συχνά, το έτοιμο μέρος χρειάζεται να υποβληθεί σε μηχανική επεξεργασία αρκετές φορές για να επιτευχθεί η επιθυμητή ακρίβεια και ανοχές. Για εξαρτήματα με πιο σύνθετες γεωμετρίες, μόλις ολοκληρωθεί η λειτουργία φρεζαρίσματος και το εξάρτημα παραχθεί σύμφωνα με τις προσαρμοσμένες προδιαγραφές σχεδιασμού, το αλεσμένο τμήμα περνά στο φινίρισμα και στα στάδια μεταποίησης της παραγωγής.
Λειτουργία φρεζαρίσματος CNC

CNC άλεση είναι μια διαδικασία κατεργασίας κατάλληλη για την παραγωγή εξαρτημάτων υψηλής ακρίβειας, υψηλής ανοχής σε πρωτότυπα, εφάπαξ και μικρές έως μεσαίες σειρές παραγωγής. Ενώ τα εξαρτήματα κατασκευάζονται συνήθως με ανοχές που κυμαίνονται από +/- 2 νήματα έως +/- 10 νήματα, ορισμένες μηχανές φρεζαρίσματος μπορούν να επιτύχουν ανοχές τόσο υψηλές όσο +/- 1 νήμα ή ακόμη υψηλότερες. Η ευελιξία της διαδικασίας άλεσης επιτρέπει τη χρήση του σε ένα ευρύ φάσμα βιομηχανιών και για μια ποικιλία χαρακτηριστικών και σχεδίων ανταλλακτικών, συμπεριλαμβανομένων των εγκοπών, των λοξοτμήσεων, των νημάτων και των τσέπες. Οι πιο συνηθισμένες λειτουργίες φρεζαρίσματος CNC περιλαμβάνουν:

• Φρέζα προσώπου
• Επίπεδη άλεση
• Γωνιακό φρεζάρισμα
• Φρεζάρισμα φόρμας

άλεση προσώπου

Φρέζα προσώπου στην οποία ο άξονας περιστροφής του κοπτικού εργαλείου είναι κάθετος στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί ένα μύλο προσώπου που έχει δόντια τόσο στην περίμετρο όσο και στην όψη του εργαλείου, όπου τα περιμετρικά δόντια χρησιμοποιούνται κυρίως για κοπή και τα δόντια προσώπου για εφαρμογές φινιρίσματος. Τυπικά, το φρεζάρισμα προσώπου χρησιμοποιείται για τη δημιουργία επίπεδων επιφανειών και περιγραμμάτων στο τελειωμένο μέρος και είναι ικανό να παράγει φινίρισμα υψηλότερης ποιότητας από άλλες διαδικασίες άλεσης. Τόσο οι κάθετες όσο και οι οριζόντιες φρέζες υποστηρίζουν αυτή τη διαδικασία.
Οι τύποι φρεζαρίσματος με πρόσοψη περιλαμβάνουν τους τελικούς μύλους και τους πλευρικούς μύλους, οι οποίοι χρησιμοποιούν τελικούς μύλους και πλευρικούς μύλους, αντίστοιχα.

Επίπεδη άλεση

Φρέζα προσώπου, γνωστό και ως φρεζάρισμα με όψη ή άλεση πλακών, στο οποίο ο άξονας περιστροφής του κοπτικού εργαλείου είναι παράλληλος με την επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας. Η διαδικασία χρησιμοποιεί συνηθισμένα δόντια φρέζας για την εκτέλεση εργασιών κοπής στην περιφέρεια. Ανάλογα με τις προδιαγραφές της εφαρμογής φρεζαρίσματος, όπως το βάθος κοπής και το μέγεθος του τεμαχίου εργασίας, διατίθενται στενοί και φαρδιοί κόφτες. Τα στενά μαχαίρια επιτρέπουν βαθύτερες κοπές, ενώ τα φαρδιά μαχαίρια μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κοπή μεγαλύτερων επιφανειών. Εάν μια εφαρμογή φρεζαρίσματος προσώπου απαιτεί την αφαίρεση μεγάλης ποσότητας υλικού από ένα τεμάχιο εργασίας, ο χειριστής ξεκινά χρησιμοποιώντας έναν κόφτη με χοντρό δόντια, αργές ταχύτητες κοπής και γρήγορους ρυθμούς τροφοδοσίας για να δημιουργήσει την κατά προσέγγιση γεωμετρία του ειδικά σχεδιασμένου εξαρτήματος. Στη συνέχεια, οι χειριστές εισάγουν κοπτήρες με λεπτότερα δόντια, μεγαλύτερες ταχύτητες κοπής και χαμηλότερους ρυθμούς τροφοδοσίας για να παράγουν τις λεπτομέρειες του τελικού εξαρτήματος.

Γωνιακό φρεζάρισμα

Γωνιακή άλεση είναι όπου ο άξονας περιστροφής του κοπτικού εργαλείου είναι υπό γωνία σε σχέση με την επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας. Η διαδικασία χρησιμοποιεί φρέζες μονής γωνίας (γωνιακοί σύμφωνα με το συγκεκριμένο σχέδιο που κατασκευάζεται) για να δημιουργήσει γωνιακά χαρακτηριστικά όπως λοξοτομές, οδοντώσεις και αυλακώσεις. Μια κοινή εφαρμογή για τη γωνιακή φρεζάρισμα είναι η παραγωγή χελιδονοουρών, οι οποίες χρησιμοποιούν κόφτες χελιδονοουράς 45°, 50°, 55° ή 60° ανάλογα με το σχέδιο της χελιδονοουράς.

Φρεζάρισμα φόρμας

Το φρεζάρισμα προφίλ αναφέρεται σε εργασίες φρεζαρίσματος που περιλαμβάνουν ακανόνιστες επιφάνειες, περιγράμματα και προφίλ, όπως μέρη με καμπύλες και επίπεδες επιφάνειες ή πλήρως καμπύλες επιφάνειες. Η διαδικασία χρησιμοποιεί κόφτες προφίλ ή μύγας που έχουν σχεδιαστεί για συγκεκριμένες εφαρμογές, όπως κυρτές, κοίλες και γωνιακές κοπτήρες φιλέτου. Ορισμένες κοινές εφαρμογές για το φρεζάρισμα μορφών περιλαμβάνουν την παραγωγή ημισφαιρικών και ημικυκλικών κοιλοτήτων, σφαιριδίων και προφίλ, καθώς και περίπλοκων σχεδίων και περίπλοκων εξαρτημάτων από μια ενιαία διάταξη μηχανής.

Άλλες εργασίες φρεζαρίσματος

Εκτός από τις παραπάνω εργασίες, οι φρέζες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκτέλεση άλλων εξειδικευμένων εργασιών φρεζαρίσματος και μηχανικής κατεργασίας. Παραδείγματα άλλων τύπων διαθέσιμων εργασιών φρεζαρίσματος περιλαμβάνουν:

Βήμα φρεζαρίσματος: Η βαθμιδωτή άλεση αναφέρεται σε μια λειτουργία φρεζαρίσματος κατά την οποία μια εργαλειομηχανή επεξεργάζεται δύο ή περισσότερες παράλληλες επιφάνειες του τεμαχίου κατεργασίας σε μία μόνο κοπή. Η διαδικασία χρησιμοποιεί δύο κοπτήρες στον ίδιο άξονα μηχανής, διατεταγμένους έτσι ώστε οι κόφτες να βρίσκονται και στις δύο πλευρές του τεμαχίου εργασίας και να μπορούν να αλέσουν και τις δύο πλευρές ταυτόχρονα

Συνδυασμένη άλεση: Τι είναι η συνδυασμένη άλεση; Το συνδυασμένο φρεζάρισμα είναι μια εργασία άλεσης που εκτελείται με δύο ή περισσότερα εργαλεία (συνήθως διαφορετικών μεγεθών, σχημάτων ή πλάτη) στην ίδια κληματαριά μηχανής. Κάθε κόφτης μπορεί να εκτελέσει την ίδια λειτουργία κοπής ταυτόχρονα ή διαφορετικές εργασίες κοπής ταυτόχρονα, επιτρέποντας την παραγωγή πιο περίπλοκων εξαρτημάτων σε συντομότερους χρόνους παραγωγής.

Φρέζα περιγράμματος: Το φρεζάρισμα περιγράμματος είναι όπου μια εργαλειομηχανή δημιουργεί μια διαδρομή κοπής σε ένα τεμάχιο εργασίας κατά μήκος μιας κατακόρυφης ή κεκλιμένης επιφάνειας. Η διαδικασία χρησιμοποιεί εξοπλισμό φρεζαρίσματος προφίλ και εργαλεία κοπής, τα οποία μπορεί να είναι παράλληλα ή κάθετα στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας.

Κοπή γραναζιών: Η κοπή με γρανάζια είναι μια λειτουργία φρεζαρίσματος που χρησιμοποιεί έναν κόφτη στροφέων για τη δημιουργία δοντιών γραναζιών. Αυτοί οι κόφτες είναι ένας τύπος φρεζαρίσματος προφίλ και διατίθενται σε διάφορα σχήματα και μεγέθη βήματος ανάλογα με τον αριθμό των δοντιών που απαιτούνται για ένα συγκεκριμένο σχέδιο γραναζιών. Σε αυτή τη διαδικασία, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ειδικά μύτες στροφών για την παραγωγή δοντιών γραναζιών.

Άλλες διαδικασίες μηχανικής κατεργασίας: Δεδομένου ότι οι μηχανές φρεζαρίσματος υποστηρίζουν τη χρήση άλλων εργαλειομηχανών εκτός των εργαλείων φρεζαρίσματος, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για διαδικασίες μηχανικής κατεργασίας εκτός από το φρεζάρισμα, όπως διάτρηση, διάτρηση, διάτρηση και τρύπημα.
Όπως οι περισσότερες διαδικασίες κατεργασίας CNC, η διαδικασία άλεσης CNC χρησιμοποιεί λογισμικό CAD για τη δημιουργία του αρχικού σχεδιασμού εξαρτημάτων και λογισμικό CAM για τη δημιουργία του προγράμματος CNC που παρέχει τις οδηγίες μηχανικής κατεργασίας για την παραγωγή του εξαρτήματος. Στη συνέχεια, το πρόγραμμα CNC φορτώνεται στη μηχανή CNC της επιλογής για να ξεκινήσει και να εκτελεστεί η διαδικασία άλεσης.

Προφυλάξεις φρέζας

Γενικά, οι φρέζες χωρίζονται σε οριζόντιες και κάθετες διαμορφώσεις μηχανών και διαφοροποιούνται από τον αριθμό των αξόνων κίνησης.

Σε κάθετη φρέζα, η άτρακτος της μηχανής είναι κατακόρυφα προσανατολισμένη, ενώ σε οριζόντιο προσανατολισμό η άτρακτος της φρέζας τοποθετείται οριζόντια. Οι οριζόντιες μηχανές ενσωματώνουν επίσης άξονες κατά τη διάρκεια του φρεζαρίσματος για πρόσθετη στήριξη και σταθερότητα, καθώς και τη δυνατότητα υποστήριξης μιας μεγάλης ποικιλίας κοπτικών εργαλείων, όπως σε φρέζα με τροχούς και άλεσμα.

Ο έλεγχος τόσο της κάθετης όσο και της οριζόντιας φρέζας εξαρτάται από τον τύπο της μηχανής που χρησιμοποιείται. Για παράδειγμα, ορισμένα μηχανήματα μπορούν να ανυψώσουν και να κατεβάσουν τον άξονα και να μετακινήσουν το τραπέζι πλευρικά, ενώ άλλα μηχανήματα έχουν σταθερό άξονα και τραπέζι που μπορούν να κινούνται οριζόντια, κάθετα και περιστροφικά. Όταν επιλέγουν κάθετες και οριζόντιες μηχανές φρεζαρίσματος, οι κατασκευαστές και τα καταστήματα πρέπει να λαμβάνουν υπόψη τις απαιτήσεις της εφαρμογής φρεζαρίσματος, όπως τον αριθμό των επιφανειών που πρέπει να λειανθούν και το μέγεθος και το σχήμα του εξαρτήματος. Για παράδειγμα, τα βαριά τεμάχια είναι καλύτερα κατάλληλα για εργασίες οριζόντιας φρεζαρίσματος, ενώ οι εφαρμογές βυθίσματος είναι καλύτερα κατάλληλες για εργασίες κάθετης φρεζαρίσματος. Διατίθεται επίσης βοηθητικός εξοπλισμός που μπορεί να μετασκευάσει κατακόρυφα ή οριζόντια μηχανήματα για να υποστηρίξει την αντίθετη διαδικασία.

Οι περισσότεροι μύλοι CNC μπορούν να χρησιμοποιούν 3 έως 5 άξονες – συνήθως παρέχουν απόδοση κατά μήκος του άξονα XYZ και (εάν υπάρχει) γύρω από τον άξονα περιστροφής. Οι άξονες X και Y αντιπροσωπεύουν οριζόντια κίνηση (μετακίνηση αριστερά και δεξιά και μπρος-πίσω στο επίπεδο, αντίστοιχα), ενώ ο άξονας Z αντιπροσωπεύει κάθετη κίνηση (μετακίνηση πάνω και κάτω) και W αντιπροσωπεύει οριζόντια κίνηση. – Ο άξονας αντιπροσωπεύει τη διαγώνια κίνηση στο κατακόρυφο επίπεδο. Σε βασικές φρέζες CNC, η οριζόντια κίνηση είναι δυνατή σε δύο άξονες (XY), ενώ τα νεότερα μοντέλα επιτρέπουν επιπλέον άξονες κίνησης, όπως οι μηχανές CNC 3, 4 και 5 αξόνων. Παρακάτω είναι μια επισκόπηση ορισμένων από τα χαρακτηριστικά των φρέζων που ταξινομούνται με βάση τον αριθμό των αξόνων κίνησης.

3 Άξονας

• Ικανό να καλύψει τις περισσότερες μηχανουργικές ανάγκες
• Η ρύθμιση του μηχανήματος είναι απλή.
• Απαιτείται μόνο ένας σταθμός εργασίας
• Υψηλότερες απαιτήσεις γνώσεων για χειριστές
• χαμηλότερη απόδοση και ποιότητα

4 Άξονας

• Καλύτερες δυνατότητες από μηχανές 3 αξόνων
• Υψηλότερη ακρίβεια και ακρίβεια από τα μηχανήματα 3 αξόνων
• Η ρύθμιση του μηχανήματος είναι πιο περίπλοκη από τα μηχανήματα 3 αξόνων
• Πιο ακριβό από ένα μηχάνημα τριών αξόνων

5 Άξονας

• Μπορεί να διαμορφωθεί με πολλαπλούς άξονες (π.χ. 4+1, 3+2 ή 5)
• πιο ισχυρή
• Ανάλογα με τη διαμόρφωση, τα πιο γρήγορα πλήκτρα είναι πιο εύκολο να λειτουργήσουν από τα μηχανήματα τριών και τεσσάρων αξόνων
• Υψηλότερο επίπεδο ποιότητας και ακρίβειας
• Ανάλογα με τη διαμόρφωση, λειτουργεί πιο αργά από την κατεργασία 3 αξόνων και 4 αξόνων
• Πιο ακριβά από τα μηχανήματα 3 αξόνων και 4 αξόνων

Ανάλογα με τον τύπο της μηχανής φρεζαρίσματος που χρησιμοποιείται, η μηχανή, το τραπέζι της μηχανής ή και τα δύο εξαρτήματα μπορεί να είναι δυναμικά. Συνήθως, τα δυναμικά τραπέζια κινούνται κατά μήκος του άξονα XY, αλλά μπορούν επίσης να μετακινούνται προς τα πάνω και προς τα κάτω για να προσαρμόσουν το βάθος κοπής και να περιστρέφονται κατά μήκος του κατακόρυφου ή οριζόντιου άξονα για να επεκτείνουν την κοπή. Για εφαρμογές φρεζαρίσματος που απαιτούν δυναμικά εργαλεία, εκτός από την εγγενή περιστροφική του κίνηση, η εργαλειομηχανή κινείται κατακόρυφα κατά μήκος πολλαπλών αξόνων, επιτρέποντας στην περιφέρεια του εργαλείου (και όχι μόνο στην άκρη του) να κόψει το τεμάχιο εργασίας. Οι μηχανές φρεζαρίσματος CNC με μεγαλύτερους βαθμούς ελευθερίας επιτρέπουν μεγαλύτερη ευελιξία και πολυπλοκότητα των αλεσμένων εξαρτημάτων που παράγονται.

Τύπος φρέζας

Διατίθενται αρκετοί διαφορετικοί τύποι φρεζαρίσματος για μια ποικιλία εφαρμογών μηχανουργικής κατεργασίας. Εκτός από την ταξινόμηση με βάση αποκλειστικά τη διαμόρφωση της μηχανής ή τον αριθμό των αξόνων κίνησης, οι φρέζες μπορούν επίσης να ταξινομηθούν ανάλογα με τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους. Μερικοί από τους πιο συνηθισμένους τύπους φρέζας περιλαμβάνουν:

• τύπος γόνατος
• Τύπος κριαριού
• Τύπος κρεβατιού (ή τύπος κατασκευής)
• μηχανή πλανίσματος

Τύπος γόνατου: Οι φρέζες τύπου γόνατου διαθέτουν σταθερή άτρακτο και κάθετα ρυθμιζόμενο τραπέζι που στηρίζεται σε μια σέλα που στηρίζεται από το γόνατο. Ανάλογα με τη θέση του μηχανήματος, το γόνατο μπορεί να χαμηλώσει και να ανυψωθεί στην κολόνα. Μερικά παραδείγματα γονατόμυλων περιλαμβάνουν επιδαπέδιους και επιτραπέζιους οριζόντιους μύλους.

Τύπος Ram: Οι φρέζες τύπου Ram χρησιμοποιούν έναν άξονα που είναι στερεωμένος σε μια στήλη, η οποία επιτρέπει στο μηχάνημα να κινείται κατά μήκος του άξονα XY με ένα κινητό περίβλημα (δηλαδή RAM). Οι δύο πιο συνηθισμένοι τύποι κατακόρυφων φρεζαρίσματος περιλαμβάνουν επιδαπέδιες οριζόντιες και περιστροφικές φρέζες με κεφαλή κοπής γενικής χρήσης.

Τύπος κλίνης: Μια φρέζα τύπου κρεβατιού χρησιμοποιεί ένα τραπέζι απευθείας στερεωμένο στο μηχάνημα για να αποτρέψει την κίνηση του τεμαχίου κατά μήκος των αξόνων Y και Z. Το τεμάχιο εργασίας βρίσκεται κάτω από το εργαλείο κοπής, το οποίο, ανάλογα με το μηχάνημα, μπορεί να κινηθεί κατά μήκος του άξονα XYZ. Ορισμένες από τις διαθέσιμες μηχανές φρεζαρίσματος τύπου κλίνης περιλαμβάνουν φρέζες μονής, διπλής όψης και τριπλής όψης. Οι μηχανές μονής όψης χρησιμοποιούν έναν μονό άξονα που κινείται κατά μήκος του άξονα X ή Y, ενώ οι μηχανές διπλής όψης χρησιμοποιούν δύο άξονες, ενώ οι μηχανές τριπλής όψης χρησιμοποιούν τρεις άξονες (δύο οριζόντιες και μία κάθετη) για την επεξεργασία κατά μήκος των αξόνων XY και XYZ. αντίστοιχα.

Μύλοι πλαναρίσματος: Οι μύλοι πλαναρίσματος είναι παρόμοιοι με τους μύλους κρεβατιού στο ότι έχουν ένα τραπέζι που είναι στερεωμένο κατά μήκος του άξονα Υ και Ζ και έναν άξονα που μπορεί να κινηθεί κατά μήκος του άξονα XYZ. Ωστόσο, οι μηχανές πλάνης μπορούν να υποστηρίξουν ταυτόχρονα πολλαπλές μηχανές (συνήθως έως τέσσερις), μειώνοντας τους χρόνους παράδοσης για πολύπλοκα εξαρτήματα.

Μερικοί από τους ειδικούς τύπους μηχανών φρεζαρίσματος που είναι διαθέσιμοι περιλαμβάνουν μηχανές περιστροφικού τραπεζιού, τυμπάνου και πλανητικού φρεζαρίσματος. Οι περιστροφικές επιτραπέζιες φρέζες έχουν ένα κυκλικό τραπέζι που περιστρέφεται γύρω από έναν κατακόρυφο άξονα και χρησιμοποιεί μηχανές που βρίσκονται σε διαφορετικά ύψη για τραχύτητα και φινίρισμα. Μια μηχανή φρεζαρίσματος τυμπάνου είναι παρόμοια με μια περιστροφική επιτραπέζια μηχανή, με τη διαφορά ότι το τραπέζι ονομάζεται "τύμπανο" και περιστρέφεται γύρω από έναν οριζόντιο άξονα. Σε μια πλανητική μηχανή, το τραπέζι είναι σταθερό και το τεμάχιο εργασίας είναι κυλινδρικό. Ένα περιστρεφόμενο μηχάνημα κινείται κατά μήκος της επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας, κόβοντας τόσο εσωτερικά όσο και εξωτερικά χαρακτηριστικά όπως τα νήματα.

Υλικά επεξεργασίας

Η διαδικασία άλεσης CNC χρησιμοποιείται καλύτερα ως δευτερεύουσα διαδικασία κατεργασίας για την παροχή δυνατοτήτων φινιρίσματος για ειδικά σχεδιασμένα εξαρτήματα, αλλά μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ειδικά σχεδιασμένων και εξειδικευμένων εξαρτημάτων από την αρχή μέχρι το τέλος. Η τεχνολογία φρεζαρίσματος CNC επιτρέπει στη διαδικασία επεξεργασίας εξαρτημάτων σε διάφορα υλικά, όπως:

• Μέταλλα (συμπεριλαμβανομένων κραμάτων, ειδικών μετάλλων, βαρέων μετάλλων κ.λπ.)
• Πλαστικά (συμπεριλαμβανομένων θερμοσκληρυνόμενων και θερμοπλαστικών)
• ελαστομερές
• σύνθετο υλικό
• ξύλο

Όπως συμβαίνει με όλες τις διαδικασίες μηχανικής κατεργασίας, αρκετοί παράγοντες πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά την επιλογή ενός υλικού για εφαρμογές άλεσης, όπως οι ιδιότητες του υλικού (π.χ. σκληρότητα, αντοχή σε εφελκυσμό και διάτμηση και αντοχή σε χημικές και υψηλές θερμοκρασίες) και η οικονομική αποδοτικότητα του υλικού . υλικό επεξεργασίας. Αυτά τα κριτήρια καθορίζουν, αντίστοιχα, εάν το υλικό είναι κατάλληλο για τη διαδικασία άλεσης και τους δημοσιονομικούς περιορισμούς της εφαρμογής άλεσης. Το επιλεγμένο υλικό καθορίζει τον τύπο του μηχανήματος που χρησιμοποιείται και τον σχεδιασμό του, καθώς και τις βέλτιστες ρυθμίσεις του μηχανήματος, όπως η ταχύτητα κοπής, ο ρυθμός τροφοδοσίας και το βάθος κοπής.

Τι είναι λοιπόν το φρεζάρισμα CNC;

Το φρεζάρισμα CNC είναι μια διαδικασία κατεργασίας κατάλληλη για την κατεργασία διαφόρων υλικών και την παραγωγή μιας ποικιλίας εξαρτημάτων που έχουν σχεδιαστεί κατά παραγγελία. Αν και αυτή η διαδικασία μπορεί να παρουσιάζει πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλες διαδικασίες μηχανικής κατεργασίας, μπορεί να μην είναι κατάλληλη για κάθε κατασκευαστική εφαρμογή και άλλες διαδικασίες μπορεί να αποδειχθούν πιο κατάλληλες και οικονομικά αποδοτικές.

Μερικές άλλες πιο συμβατικές διαδικασίες κατεργασίας περιλαμβάνουν διάτρηση και τόρνευση. Όπως το φρεζάρισμα, έτσι και η διάτρηση γίνεται συνήθως με ένα εργαλείο πολλαπλών σημείων (δηλαδή ένα τρυπάνι), ενώ το γύρισμα με ένα εργαλείο ενός σημείου. Ωστόσο, ενώ περιστρέφεται, το τεμάχιο εργασίας μπορεί να κινείται και να περιστρέφεται όπως ορισμένες εφαρμογές φρεζαρίσματος, ενώ κατά τη διάρκεια της διάτρησης, το τεμάχιο εργασίας είναι ακίνητο καθ' όλη τη διάρκεια της διαδικασίας διάτρησης.

Ορισμένες μη συμβατικές διαδικασίες μηχανικής κατεργασίας (δηλαδή, χωρίς τη χρήση εργαλειομηχανών, αλλά ακόμα με διαδικασίες μηχανικής αφαίρεσης υλικού) περιλαμβάνουν μηχανική κατεργασία με υπερήχους, κοπή με πίδακα νερού και κατεργασία με λειαντικό πίδακα. Οι μη συμβατικές, μη μηχανικές διεργασίες (π.χ. χημικές, ηλεκτρικές και θερμικές διαδικασίες κατεργασίας) παρέχουν άλλες εναλλακτικές λύσεις για την αφαίρεση υλικού από τεμάχια που δεν χρησιμοποιούν εργαλειομηχανές ή μηχανικές διαδικασίες αφαίρεσης υλικών, συμπεριλαμβανομένης της χημικής άλεσης, της ηλεκτροχημικής αφαίρεσης γρεζιών, της κοπής με λέιζερ και της κοπής με τόξο πλάσματος . Αυτές οι μη συμβατικές μέθοδοι κατεργασίας υποστηρίζουν την παραγωγή πιο περίπλοκων, πιο απαιτητικών και εξειδικευμένων εξαρτημάτων που συχνά δεν είναι δυνατά με τη συμβατική κατεργασία.