Dəqiq emal, sıx tolerantlıq örtüklərini saxlayarkən iş parçasından materialın çıxarılması prosesidir. Dəqiq dəzgahın frezerləmə, tornalama və elektrik boşaltma emalı da daxil olmaqla bir çox növü var. Bu gün dəqiq dəzgah ümumiyyətlə Kompüter Rəqəmsal İdarəetmələri (CNC) istifadə edilərək idarə olunur.
Demək olar ki, bütün metal məmulatları, plastik və ağac kimi bir çox digər materiallar kimi, dəqiq emaldan istifadə edir. Bu maşınlar ixtisaslaşmış və təlim keçmiş mexaniklər tərəfindən idarə olunur. Kəsici alətin öz işini görməsi üçün düzgün kəsimi etmək üçün göstərilən istiqamətlərdə hərəkət etdirilməlidir. Bu ilkin hərəkət "kəsmə sürəti" adlanır. İş parçası həmçinin "qidalanma"nın ikinci dərəcəli hərəkəti kimi də tanınır. Bu hərəkətlər və kəsici alətin itiliyi birlikdə dəqiq maşının işləməsinə imkan verir.
Keyfiyyətli dəqiq emal, AutoCAD və TurboCAD kimi CAD (kompüter dəstəkli dizayn) və ya CAM (kompüter dəstəkli istehsal) proqramları tərəfindən hazırlanmış son dərəcə spesifik planları izləmək bacarığını tələb edir. Proqram təminatı, alət, maşın və ya obyekt istehsal etmək üçün lazım olan mürəkkəb, 3 ölçülü diaqramların və ya konturların hazırlanmasına kömək edə bilər. Məhsulun bütövlüyünü qoruyub saxlamasını təmin etmək üçün bu planlara çox diqqətlə riayət edilməlidir. Əksər dəqiq emal şirkətləri CAD/CAM proqramlarının bir növü ilə işləsələr də, dizaynın ilkin mərhələlərində tez-tez əl ilə çəkilmiş eskizlərlə işləyirlər.
Dəqiq emal polad, bürünc, qrafit, şüşə və plastik də daxil olmaqla bir sıra materiallarda istifadə olunur. Layihənin ölçüsündən və istifadə olunacaq materiallardan asılı olaraq, müxtəlif dəqiq emal alətlərindən istifadə olunacaq. Torna dəzgahları, frezer dəzgahları, qazma presləri, mişarlar və üyüdücülər və hətta yüksək sürətli robototexnika istənilən kombinasiyadan istifadə edilə bilər. Aerokosmik sənayesi yüksək sürətli emaldan, ağac emalı alətləri istehsalı sənayesi isə fotokimyəvi aşındırma və frezerləmə proseslərindən istifadə edə bilər. Bir məhsulun və ya müəyyən bir məhsulun müəyyən miqdarının çıxarılması minlərlə və ya bir neçə ola bilər. Dəqiq emal tez-tez CNC cihazlarının proqramlaşdırılmasını tələb edir, bu da onların kompüter tərəfindən rəqəmsal şəkildə idarə olunması deməkdir. CNC cihazı məhsulun bütün istehsal prosesi boyunca dəqiq ölçülərə əməl olunmasına imkan verir.
Frezeleme, kəsicini müəyyən bir istiqamətdə iş parçasına irəlilətməklə (və ya qidalandırmaqla) iş parçasından materialı çıxarmaq üçün fırlanan kəsicilərdən istifadə etməklə həyata keçirilən emal prosesidir. Kəsici həmçinin alətin oxuna nisbətən müəyyən bir bucaq altında saxlanıla bilər. Frezeleme, kiçik fərdi hissələrdən tutmuş böyük, ağır dəstə frezeleme əməliyyatlarına qədər müxtəlif əməliyyatları və maşınları əhatə edir. Xüsusi hissələrin dəqiq toleranslara qədər emalı üçün ən çox istifadə edilən proseslərdən biridir.
Frezeleme geniş çeşiddə dəzgahlarla həyata keçirilə bilər. Frezeleme üçün dəzgahların orijinal sinfi frezeleme maşını idi (çox vaxt dəyirman adlanır). Kompüter ədədi idarəetməsinin (CNC) meydana gəlməsindən sonra frezeleme dəzgahları emal mərkəzlərinə çevrildi: avtomatik alət dəyişdiriciləri, alət jurnalları və ya karuselləri, CNC qabiliyyəti, soyuducu sistemləri və korpusları ilə genişləndirilmiş frezeleme dəzgahları. Frezeleme mərkəzləri ümumiyyətlə şaquli emal mərkəzləri (VMC) və ya üfüqi emal mərkəzləri (HMC) kimi təsnif edilir.
Frezelemenin tornalama mühitlərinə inteqrasiyası və əksinə, torna dəzgahları üçün canlı alətlərdən istifadə və bəzən dəyirmanların tornalama əməliyyatları üçün istifadəsi ilə başladı. Bu, eyni iş zərfində frezeleme və tornalamanı asanlaşdırmaq üçün xüsusi olaraq hazırlanmış yeni bir dəzgah sinfi olan çoxtapşırıqlı dəzgahların (MTM) yaranmasına səbəb oldu.
Dizayn mühəndisləri, tədqiqat və inkişaf qrupları və hissə mənbəyindən asılı olan istehsalçılar üçün dəqiq CNC emalı əlavə emal olmadan mürəkkəb hissələrin yaradılmasına imkan verir. Əslində, dəqiq CNC emalı çox vaxt hazır hissələrin tək bir maşında hazırlanmasını mümkün edir.
Emal prosesi materialı çıxarır və hissənin son və çox vaxt olduqca mürəkkəb dizaynını yaratmaq üçün geniş çeşiddə kəsici alətlərdən istifadə edir. Dəqiqlik səviyyəsi emal alətlərinin idarə edilməsini avtomatlaşdırmaq üçün istifadə olunan kompüter ədədi idarəetməsindən (CNC) istifadə etməklə artırılır.
Dəqiq emalda "CNC"-nin rolu
Kodlaşdırılmış proqramlaşdırma təlimatlarından istifadə edərək, dəqiq CNC emalı, iş parçasının maşın operatorunun əl ilə müdaxiləsi olmadan spesifikasiyalara uyğun olaraq kəsilməsinə və formalaşdırılmasına imkan verir.
Müştəri tərəfindən təqdim edilən kompüter dəstəkli dizayn (CAD) modelini götürərək, mütəxəssis mexanik hissənin emalı üçün təlimatlar yaratmaq üçün kompüter dəstəkli istehsal proqram təminatından (CAM) istifadə edir. CAD modelinə əsasən, proqram təminatı hansı alət yollarının lazım olduğunu müəyyən edir və maşına aşağıdakıları bildirən proqramlaşdırma kodunu yaradır:
■ Düzgün dövrlər və qidalanma sürətləri nədir
■ Aləti və/və ya iş parçasını nə vaxt və hara daşımaq lazımdır
■ Nə qədər dərin kəsilməlidir
■ Soyuducu nə vaxt tətbiq olunmalıdır
■ Sürət, qidalanma sürəti və koordinasiya ilə əlaqəli digər amillər
Daha sonra CNC nəzarətçisi maşının hərəkətlərini idarə etmək, avtomatlaşdırmaq və izləmək üçün proqramlaşdırma kodundan istifadə edir.
Bu gün CNC, torna dəzgahlarından, dəyirmanlardan və fırladıcılardan tutmuş tel EDM (elektrik boşaltma emalı), lazer və plazma kəsmə maşınlarına qədər geniş çeşiddə avadanlıqların daxili xüsusiyyətidir. CNC, emal prosesini avtomatlaşdırmaq və dəqiqliyi artırmaqla yanaşı, əl işlərini də aradan qaldırır və maşinistləri eyni anda işləyən birdən çox maşına nəzarət etməkdən azad edir.
Bundan əlavə, alət yolu dizayn edildikdən və maşın proqramlaşdırıldıqdan sonra, o, bir hissəni istənilən sayda dəfə işlədə bilər. Bu, yüksək dəqiqlik və təkrarlanma səviyyəsini təmin edir ki, bu da öz növbəsində prosesi yüksək səmərəli və miqyaslı edir.
İşlənmiş materiallar
Adətən emal olunan bəzi metallara alüminium, pirinç, bürünc, mis, polad, titan və sink daxildir. Bundan əlavə, ağac, köpük, şüşə lif və polipropilen kimi plastiklər də emal edilə bilər.
Əslində, demək olar ki, hər hansı bir material dəqiq CNC emalı ilə istifadə edilə bilər - əlbəttə ki, tətbiqdən və tələblərindən asılı olaraq.
Dəqiq CNC emalının bəzi üstünlükləri
Geniş çeşiddə istehsal olunan məhsullarda istifadə olunan bir çox kiçik hissə və komponentlər üçün dəqiq CNC emalı çox vaxt seçim üsuludur.
Demək olar ki, bütün kəsmə və emal üsullarında olduğu kimi, müxtəlif materiallar fərqli davranır və komponentin ölçüsü və forması da prosesə böyük təsir göstərir. Lakin, ümumiyyətlə, dəqiq CNC emalı prosesi digər emal üsullarına nisbətən üstünlüklər təklif edir.
Çünki CNC emalı aşağıdakıları təmin edə bilir:
■ Yüksək dərəcədə hissə mürəkkəbliyi
■ Sıx toleranslar, adətən ±0.0002" (±0.00508 mm) ilə ±0.0005" (±0.0127 mm) arasında dəyişir
■ Xüsusi hazırlanmış örtüklər də daxil olmaqla, olduqca hamar səth örtükləri
■ Hətta yüksək həcmlərdə belə təkrarlana bilənlik
Bacarıqlı bir mexanik əl tornası dəzgahından istifadə edərək 10 və ya 100 ədəd keyfiyyətli bir hissə düzəldə bilsə də, 1000, 10000, 100000 və ya bir milyon hissəyə ehtiyacınız olduqda nə baş verir?
Dəqiq CNC emalı ilə bu tip yüksək həcmli istehsal üçün lazım olan miqyaslanmanı və sürəti əldə edə bilərsiniz. Bundan əlavə, dəqiq CNC emalının yüksək təkrarlanma qabiliyyəti, nə qədər hissə istehsal etməyinizdən asılı olmayaraq, əvvəldən axıra qədər hamısının eyni olan hissələri təmin edir.
CNC emalının bəzi çox ixtisaslaşmış üsulları mövcuddur, o cümlədən tel EDM (elektrik boşaltma emalı), əlavə emal və 3D lazer çapı. Məsələn, tel EDM iş parçasını mürəkkəb formalara çevirmək üçün keçirici materiallardan - adətən metallardan - və elektrik boşalmalarından istifadə edir.
Lakin, burada biz freze və torna proseslərinə — geniş yayılmış və tez-tez dəqiq CNC emalı üçün istifadə olunan iki substrativ metoda diqqət yetirəcəyik.
Frezeleme və tornalama
Frezeleme, materialı çıxarmaq və formalar yaratmaq üçün fırlanan, silindrik kəsici alətdən istifadə edən bir emal prosesidir. Frezeleme avadanlığı, dəyirman və ya emal mərkəzi kimi tanınan, emal olunmuş ən böyük metal obyektlərin bəzilərində mürəkkəb hissə həndəsələri kainatını yerinə yetirir.
Frezelemenin vacib bir xüsusiyyəti, kəsici alət fırlanarkən iş parçasının hərəkətsiz qalmasıdır. Başqa sözlə, dəyirmanda fırlanan kəsici alət iş parçasının ətrafında hərəkət edir və iş parçası yataqda sabit qalır.
Tornalama, torna dəzgahı adlanan avadanlıqda iş parçasının kəsilməsi və ya formalaşdırılması prosesidir. Tipik olaraq, torna dəzgahı iş parçasını şaquli və ya üfüqi oxda fırladır, sabit kəsici alət isə (fırlanan və ya fırlanmayan) proqramlaşdırılmış ox boyunca hərəkət edir.
Alət fiziki olaraq hissənin ətrafında gəzə bilmir. Material fırlanır və bu da alətin proqramlaşdırılmış əməliyyatları yerinə yetirməsinə imkan verir. (Lakin, alətlərin makara ilə qidalanan məftil ətrafında fırlandığı bir sıra torna dəzgahları mövcuddur ki, bu da burada əhatə olunmur.)
Tornalama zamanı, frezerləmədən fərqli olaraq, iş parçası fırlanır. Hissə materialı torna dəzgahının milini fırladır və kəsici alət iş parçası ilə təmasa girir.
Əl ilə və CNC emalı
Həm dəyirmanlar, həm də torna dəzgahları əl ilə işləyən modellərdə mövcud olsa da, CNC dəzgahları kiçik hissələrin istehsalı üçün daha uyğundur - sıx tolerantlıqlı hissələrin yüksək həcmdə istehsalını tələb edən tətbiqlər üçün miqyaslanma və təkrarlanma imkanı təklif edir.
Alətin X və Z oxları boyunca hərəkət etdiyi sadə 2 oxlu dəzgahlar təklif etməklə yanaşı, dəqiq CNC avadanlığı iş parçasının da hərəkət edə biləcəyi çoxoxlu modelləri də əhatə edir. Bu, iş parçasının fırlanma ilə məhdudlaşdığı və alətlərin istədiyiniz həndəsə yaratmaq üçün hərəkət etdiyi torna dəzgahından fərqlidir.
Bu çoxoxlu konfiqurasiyalar, maşın operatoru tərəfindən əlavə iş tələb etmədən, tək bir əməliyyatda daha mürəkkəb həndəsələrin istehsalını təmin edir. Bu, təkcə mürəkkəb hissələrin istehsalını asanlaşdırmır, həm də operatorun səhv ehtimalını azaldır və ya aradan qaldırır.
Bundan əlavə, dəqiq CNC emalı ilə yüksək təzyiqli soyuducunun istifadəsi, şaquli istiqamətli mili olan bir maşından istifadə edildikdə belə, çiplərin işə düşməməsini təmin edir.
CNC dəyirmanları
Müxtəlif freze dəzgahları ölçülərinə, ox konfiqurasiyalarına, yemləmə sürətlərinə, kəsmə sürətinə, freze yemləmə istiqamətinə və digər xüsusiyyətlərinə görə fərqlənir.
Lakin, ümumiyyətlə, CNC dəyirmanlarının hamısı istənməyən materialları kəsmək üçün fırlanan mildən istifadə edir. Onlar polad və titan kimi sərt metalları kəsmək üçün istifadə olunur, lakin plastik və alüminium kimi materiallarla da istifadə edilə bilər.
CNC dəyirmanları təkrarlanabilirlik üçün hazırlanır və prototipləmədən tutmuş yüksək həcmli istehsala qədər hər şey üçün istifadə edilə bilər. Yüksək dəqiqlikli CNC dəyirmanları tez-tez incə qəliblər və qəliblərin frezelənməsi kimi sıx dözümlülük işləri üçün istifadə olunur.
CNC frezeleme tez bir zamanda təmir işləri apara bilsə də, frezeleme prosesi görünən alət izləri olan hissələr yaradır. Həmçinin, bəzi iti kənarları və əyrilikləri olan hissələr də yarada bilər, buna görə də kənarları və əyrilikləri bu xüsusiyyətlər üçün qəbuledilməzdirsə, əlavə emal tələb oluna bilər.
Əlbəttə ki, ardıcıllığa proqramlaşdırılmış cilalama alətləri cilalamanı aradan qaldıracaq, baxmayaraq ki, adətən hazırlıq tələbinin maksimum 90%-nə çatır və son əl ilə işləmə üçün bəzi xüsusiyyətlər qalır.
Səthi bitirməyə gəldikdə, yalnız məqbul bir səthi bitirmə deyil, həm də iş məhsulunun bəzi hissələrində güzgü kimi bir nəticə əldə edəcək alətlər mövcuddur.
CNC dəyirmanlarının növləri
Freze dəzgahlarının iki əsas növü şaquli emal mərkəzləri və üfüqi emal mərkəzləri kimi tanınır, burada əsas fərq dəzgah milinin istiqamətindədir.
Şaquli emal mərkəzi, mil oxunun Z oxu istiqamətində hizalandığı bir dəyirmandır. Bu şaquli dəzgahlar daha iki növə bölünə bilər:
■Mini öz oxuna paralel hərəkət etdirən, masa isə milin oxuna perpendikulyar hərəkət edən yataq dəyirmanları
■Kəsmə əməliyyatı zamanı mil hərəkətsiz vəziyyətdə olan və masa həmişə mil oxuna perpendikulyar və paralel şəkildə hərəkət etdirilən qülləli dəyirmanlar
Üfüqi emal mərkəzində dəyirmanın mil oxu Y oxu istiqamətində hizalanır. Üfüqi quruluş o deməkdir ki, bu dəyirmanlar dəzgah sexində daha çox yer tutmağa meyllidir; onlar həmçinin ümumiyyətlə çəki baxımından daha ağırdır və şaquli dəzgahlardan daha güclüdürlər.
Daha yaxşı səth örtüyü tələb olunduqda üfüqi dəyirman tez-tez istifadə olunur; çünki milin istiqaməti kəsici yonqarların təbii şəkildə düşməsinə və asanlıqla çıxarılmasına səbəb olur. (Əlavə üstünlük olaraq, yonqarların səmərəli çıxarılması alətin ömrünü artırmağa kömək edir.)
Ümumiyyətlə, şaquli emal mərkəzləri daha çox yayılmışdır, çünki onlar üfüqi emal mərkəzləri qədər güclü ola və çox kiçik hissələri idarə edə bilirlər. Bundan əlavə, şaquli mərkəzlər üfüqi emal mərkəzlərindən daha kiçik bir sahəyə malikdir.
Çox oxlu CNC dəyirmanları
Dəqiq CNC dəyirman mərkəzləri birdən çox oxla mövcuddur. 3 oxlu dəyirman geniş çeşidli iş üçün X, Y və Z oxlarından istifadə edir. 4 oxlu dəyirmanla dəzgah şaquli və üfüqi oxlar ətrafında fırlana və iş parçasını hərəkət etdirə bilər ki, bu da daha davamlı emal üçün imkan yaradır.
5 oxlu dəyirmanın üç ənənəvi oxu və iki əlavə fırlanan oxu var ki, bu da iş parçasının ətrafında hərəkət etdikcə onun fırlanmasına imkan verir. Bu, iş parçasını çıxarmadan və maşını yenidən qurmadan iş parçasının beş tərəfinin emal edilməsinə imkan verir.
CNC torna dəzgahları
Torna dəzgahı — həmçinin torna mərkəzi adlanır — bir və ya daha çox mili, X və Z oxları var. Dəzgah, iş parçasını öz oxu ətrafında fırlatmaq və müxtəlif kəsmə və formalaşdırma əməliyyatları aparmaq üçün istifadə olunur və iş parçasına geniş çeşiddə alətlər tətbiq olunur.
CNC torna dəzgahları, həmçinin canlı hərəkətli alət torna dəzgahları adlanır, simmetrik silindrik və ya sferik hissələr yaratmaq üçün idealdır. CNC dəyirmanları kimi, CNC torna dəzgahları da prototipləşdirmə kimi kiçik əməliyyatları idarə edə bilər, eyni zamanda yüksək təkrarlanma qabiliyyəti üçün də quraşdırıla bilər və yüksək həcmli istehsalı dəstəkləyir.
CNC torna dəzgahları nisbətən əlsiz istehsal üçün də quraşdırıla bilər ki, bu da onların avtomobil, elektronika, aerokosmik, robototexnika və tibbi cihaz sənayesində geniş istifadəsinə səbəb olur.
CNC torna dəzgahı necə işləyir
CNC torna dəzgahında, boş bir material çubuğu torna dəzgahının milinin patronuna yüklənir. Bu patron mil fırlanarkən iş parçasını yerində saxlayır. Mil lazımi sürətə çatdıqda, materialı çıxarmaq və düzgün həndəsə əldə etmək üçün hərəkətsiz bir kəsici alət iş parçasına toxunur.
CNC torna dəzgahı qazma, yivləmə, dəlik açma, mişarlama, üzləmə və konusvari fırlanma kimi bir sıra əməliyyatlar yerinə yetirə bilər. Müxtəlif əməliyyatlar alətlərin dəyişdirilməsini tələb edir və xərcləri və quraşdırma müddətini artıra bilər.
Bütün tələb olunan emal əməliyyatları başa çatdıqdan sonra, lazım gələrsə, hissə sonrakı emal üçün ehtiyatdan kəsilir. Daha sonra CNC torna dəzgahı əməliyyatı təkrarlamağa hazır olur və adətən arada az və ya heç bir əlavə quraşdırma vaxtı tələb olunmur.
CNC torna dəzgahları həmçinin əl ilə xammalın işlənməsini azaldan və aşağıdakı kimi üstünlüklər təmin edən müxtəlif avtomatik çubuq qidalandırıcılarını yerləşdirə bilər:
■ Maşın operatorundan tələb olunan vaxtı və səyi azaldın
■ Dəqiqliyə mənfi təsir göstərə biləcək titrəmələri azaltmaq üçün çubuğu dəstəkləyin
■ Dəzgah alətinin optimal mil sürətində işləməsinə icazə verin
■ Dəyişmə müddətlərini minimuma endirin
■ Material israfını azaldın
CNC tornalarının növləri
Bir sıra müxtəlif növ tornalar mövcuddur, lakin ən çox yayılmışları 2 oxlu CNC tornaları və Çin tipli avtomatik tornalardır.
Çin CNC torna dəzgahlarının əksəriyyətində bir və ya iki əsas mil, üstəgəl bir və ya iki arxa (və ya ikinci dərəcəli) mil istifadə olunur və birincisi fırlanan ötürücü ilə idarə olunur. Əsas mil əsas emal əməliyyatını istiqamətləndirici vtulkanın köməyi ilə yerinə yetirir.
Bundan əlavə, bəzi Çin tipli torna dəzgahları CNC dəyirmanı kimi işləyən ikinci alət başlığı ilə təchiz olunmuşdur.
CNC Çin tipli avtomatik torna dəzgahında, standart material sürüşmə başlıqlı mil vasitəsilə istiqamətləndirici vtulkaya verilir. Bu, alətin materialı materialın dayaqlandığı nöqtəyə daha yaxın kəsməsinə imkan verir və Çin dəzgahını xüsusilə uzun, nazik çevrilmiş hissələr və mikroemal üçün faydalı edir.
Çoxoxlu CNC torna mərkəzləri və Çin tipli torna dəzgahları tək bir maşın istifadə edərək birdən çox emal əməliyyatı yerinə yetirə bilər. Bu, onları ənənəvi CNC dəyirmanı kimi avadanlıqlardan istifadə edərək birdən çox maşın və ya alət dəyişdirilməsini tələb edən mürəkkəb həndəsələr üçün səmərəli seçim halına gətirir.