TRUMPAI

CNC apdirbimas dažnai yra svarbus antrinis procesas, taikomas liejiniams komponentams, kad būtų pasiekta tokia tikslumo laipsnis, kurio vien tik liejimu nepavyksta pasiekti. Nors liejimas formose puikiai tinka sudėtingų, galutinės formos detalių gamybai dideliais kiekiais ir žema vienetine kaina, CNC apdirbimas užtikrina galutines, aukšto tikslumo savybes, tokiomis kaip sriegiuotos skylės ar lygios jungiamosios paviršiaus dalys. Sprendimas naudoti vieną arba abu šiuos metodus priklauso nuo kompromiso: liejimas formose skirtas masinei gamybai, o CNC apdirbimas prideda būtiną tikslumą, bet su papildomomis išlaidomis.

CNC apdirbimas prieš liejimą formose: tiesioginis palyginimas

Pagrindinių skirtumų tarp CNC apdirbimo ir liejimo formose supratimas yra esminis bet kuriai inžinerijos ar produkto kūrimo komandai. Šie du gamybos metodai atstovauja skirtingoms metalo apdorojimo strategijoms: vienas pašalina medžiagą, o kitas formuoja ją iš lydalų būklės. Teisingo metodo pasirinkimas visiškai priklauso nuo projekto reikalavimų dėl gamybos apimties, kainos, greičio ir tikslumo.

CNC (Computer Numerical Control) apdirbimas yra subtraktyvus procesas . Jis prasideda su vientisu medžiagos bloku (biletu) ir naudoja kompiuteriu valdomus pjovimo įrankius – tokius kaip frezavimo staklės, grąžtai ir sriegiai – kad pašalintų medžiagą sluoksnis po sluoksnio, kol susidaro galutinis detalės forma. Kaip aprašyta Zetwerk , procesas yra automatizuojamas kompiuterine programa, užtikrinant aukštą tikslumą ir kartojamumą. Šis metodas yra labai universalus ir gali būti naudojamas su įvairiausiomis medžiagomis, todėl puikiai tinka prototipams ir mažo iki vidutinio kiekio gamybos ciklams, kai svarbiausias dalykas yra tikslumas.

Priešingai, lydinio liejimas į formas yra formavimo procesas . Tai apima nerūdijančių metalų, tokių kaip aliuminis ar cinkas, lydymą ir į liejimo formą (vadinamą matrica), pagamintą iš plieno, įpurškimas aukštu slėgiu. Kai metalas atvėsta ir sukietėja, forma atidaroma ir detalė išstumiama. Šis metodas yra labai efektyvus dideliam kiekiui identiškų detalių su sudėtinga geometrija gaminti. Nors pradinės investicijos į matricos sukūrimą gali būti didelės, vienos detalės savikaina ženkliai sumažėja esant dideliam gamybos tūriui, todėl šis metodas yra dažnai pasirenkamas masinei gamybai vartojimo ir automobilių pramonėje.

Kol liejimas forma ir CNC apdirbimas dažnai lyginami, kitos technologijos, tokios kaip kūjis, taip pat svarbi gamyboje. Pavyzdžiui, įmonės, tokios kaip Shaoyi (Ningbo) Metal Technology, specializuojasi automobilių kūjiniame apdorojime – kitame procese, kuriame metalas formuojamas naudojant spaudimo jėgas, idealiai tinkančias itin stipriems ir ilgaamžiams komponentams gaminti. Visų gamybos galimybių supratimas užtikrina geriausio proceso pasirinkimą detalės specifinėms našumo reikalavimams.

Sinergija: CNC apdirbimo naudojimas kaip galutinio die liavinio apdorojimo procesas

Nors dažnai pateikiami kaip varžantis metodai, CNC apdirbimas ir liejimas į formas dažnai yra partneriai nuosekliajame gamybos procese. Daugelis aukšto našumo detalių pasinaudoja abiejų metodų pranašumais. Procesas prasideda liejimu į formas, kad efektyviai būtų sukurta detalės pagrindinė, sudėtinga forma (jos beveik galutinė forma), o po to pereinama prie CNC apdirbimo, kuris užtikrina baigiamąsias detalės dalis, reikalaujančias didesnio tikslumo, negu gali pasiekti vien liejimas.

Kaip paaiškino G&M Die Casting , šis hibridinis požiūris yra vieno šaltinio sprendimas surinkimui paruošti detalėms gaminti. Presavimu galima pagaminti elementus su tikslumu apie ±0,005 colio, kuris tinka daugeliui taikymų. Tačiau kai projekte reikalingas griežtesnis tikslumas, absoliučiai plokščios jungiamosios paviršiaus savybės ar sudėtingi elementai, tokie kaip sriegiuotos skylės, būtinas antrinis apdirbimas staklėmis. Čia savo vaidmenį atlieka CNC staklės, kurios tobulina presuotą detalę, kad ji atitiktų tiksliausius reikalavimus.

Šis sinerginis ryšys leidžia gamintojams pasiekti abipusę naudą: naudotis presavimo kainos našumu ir greičiu didelėms serijoms gaminti, kartu pasitelkiant tikslų CNC apdirbimą svarbiausiems detalės elementams. Tai užtikrina tiek ekonominį efektyvumą, tiek funkcionalų našumą.

Dažni antriniai CNC apdirbimo procesai presuotose detalėse apima:

• Svaidymas ir nupjovimas: Tikslių sriegiuotų skylių gamybą varžtams ir veržlėms.
• Frizavimas: Plokščių paviršių apdirbimą tarpinėms ar kitiems komponentams sujungti.
• Gręžimą: Kūrimas tobulai apvalių ir tiksliai nustatytų guolių ar velenų skylių.
• Verčiavimas: Cilindrinių elementų apdirbimas su siaurais skersmenų toleransais.
• O-žiedo griovių kūrimas: Tikslus tarpelių apdirbimas sandarumui, kad būtų užkirstas kelias nutekėjimams.

Svarbiausi aspektai liejinių komponentų apdirbimui

Liejinio detalės apdirbimas nėra tas pats, kas vientiso lietuvo bloko apdirbimas. Liejimo procesas sukelia unikalias medžiagos savybes ir iššūkius, kuriuos inžinieriai ir staklių operatoriai privalo įvertinti, siekdami sėkmingo rezultato. Svarbu tinkamai planuoti ir taikyti tinkamą techniką, kad nebūtų pažeista detalė ar jos vientisumas.

Vienas pagrindinių iššūkių yra medžiagos porėtumas . Mikroskopiniai dujų maišeliai kartais gali susidaryti liejinyje, kai tirpi metalas kristalizuojasi. Kai pjovimo įrankis pasiekia šiuos tuštymus, tai gali sukelti blogą paviršiaus apdorojimo kokybę ar net įrankio lūžimą. Staklių operatoriai turi naudoti aštrius įrankius ir optimizuotus pjovimo parametrus, kad sumažintų porėtumo poveikį. Kitas svarbus veiksnys yra fiksavimas , arba tvirtinimas. Lietiniai detalės gaminami beveik galutinės formos, dažnai su sudėtingomis, nevienodomis paviršių sritimis ir plonais sienelėmis. Paprastai reikalingas specialus tvirtinimo įtaisas, kuris patikimai ir kartotinai laikytų detalę, nedeformuodamas ir nepažeisdamas jos apdirbimo metu.

Be to, štampavimo liejime naudojamos lydinių rūšys, tokios kaip aliuminio A380, turi kitokias savybes nei paplitęs ruošinio lydinys, pavyzdžiui, 6061 aliuminis. Lietas aliuminis dažnai turi didesnį silicio kiekį, dėl ko jis yra labiau abrazyvus ir sukelia greitesnį įrankių susidėvėjimą. Efektyviam apdirbimui dažnai reikia specialių įrankių dangų ir geometrijų.

Geriausi praktikos die-cast komponentų apdirbimui apima:

• Naudokite aštrius, dengtus įrankius: Polikristalinis deimantas (PCD) arba dengti kietieji metalai dažnai rekomenduojami, kad atlaikytų aukšto silicio turinčių aliuminio lydinių abrazyvumą.
• Optimizuokite pjovimo greičius ir padavimus: Pjovimo parametrai turi būti tiksliai kontroliuojami, kad būtų išvengta žemo lydymosi temperatūros lydinių lydymo ir pasiektas švarus pjūvis be medžiagos užtepkimo.
• Tinkamai įtvirtinkite apdirbamąją detalę: Suprojektuokite tvirtinimo priemones, kurios remtųsi detalės unikaliąja geometrija, tvirtindamos stipriose ir stabiliose vietose, kad būtų išvengta lenkimo ar pažeidimo.
• Efektyviai tvarkykite dulkas: Naudokite aukšto slėgio oro srovę arba minimalų aušinimo skystį dulkėms šalinti, nes tradicinis apimtis aušinimo skystis kartais gali prasiskverbti į medžiagos poras ir vėliau sukelti problemas.

Kainos analizė: kada lydymas į formas + CNC apdirbimas yra ekonomiškesnis?

Sprendimas tarp vien tik CNC apdirbimo ir derinio – lydymas į formas ir apdirbimas – beveik visada priklauso nuo gamybos apimties ir kainos. Nors CNC apdirbimas siūlo lankstumą ir išvengia didelių pradinių formavimo įrankių išlaidų, lydymas į formas užtikrina nepalyginamą efektyvumą didelėse serijose. Svarbu suprasti, kuriame etape sąnaudos susilygina, kad būtų galima priimti pagrįstą finansinį sprendimą dėl gamybos projekto.

Mažoms apimtims, pvz., prototipams ar kelių šimtų detalių partijoms, CNC apdirbimas beveik visada yra pigesnis. Didėjant SyBridge Technologies pažymima, kad nereikia investuoti dešimčių tūkstančių dolerių į plieninį formą. Išlaidos daugiausia lemiamos mašinos darbo laiku ir medžiaga. Tačiau šios išlaidos vienam gaminiui lieka gana pastovios nepriklausomai nuo to, kiek vienetų gaminama. Lyginant su tuo, liejimas į formas turi labai aukštą pradinių išlaidų dėl formos projektavimo ir gamybos. Tačiau kartą sukūrus šį įrankį, dalys gali būti gaminamos už kelis centus už dolerį medžiagų ir ciklo trukmės atžvilgiu.

Įtikinamas atvejo tyrimas iš Gyvūniniai transliuotojai pabrėžia šį kompromisą. Light L16 kameros sudėtingos korpuso gamybai naudojant CNC apdirbimą buvo penkis kartus brangiau nei liejant į formas. Masinės rinkos vartotojo produktui tokia kainų skirtumą padarė CNC apdirbimą nepraktišku didelės apimties gamybai. Pradinės investicijos į formą greitai buvo kompensuotos milžiniškomis taupymo sąnaudomis vienam gaminui, todėl hibridinis požiūris tapo vieninteliu galimu keliu į priekį.

Kaip bendra gairė, riba, kai presavimas tampa ekonomiškesnis, paprastai yra tarp 2 000 ir 5 000 vienetų. Šio diapazono žemiau įrankių sąnaudos pernelyg didelės, kad būtų pagrįstos. Virš šios ribos žymiai mažesnės kainos vienam gaminiui presavimo metodu sukuria didelę taupymo naudą, kuri kaupiasi su kiekvienu pagamintu gaminimu, todėl tai yra aiškus lyderis masinei gamybai.

Dažniausiai užduodami klausimai

1. Kuo skiriasi CNC apdirbimas ir presavimas?

CNC apdirbimas yra subtraktyvus procesas, kurio metu iš pradinio medžiagos bloko išpjaunama detalė. Presavimas – tai liejimo forma, kurioje į plieninę formą (mirą) įpurškiamas įkaitintas metalas, kad būtų suformuota detalė. CNC geriausiai tinka mažesnėms ir vidutinėms partijoms bei aukštos tikslumo reikalaujančiai gamybai, o presavimas yra idealus sudėtingų detalių masinei gamybai už žymiai mažesnę kainą vienam vienetui.

2. Kokie yra 7 pagrindiniai CNC stendo komponentai?

Tipiško CNC staklių pagrindiniai komponentai apima Mašininio Valdymo Bloką (MVB), kuris yra sistemos „smegenys“; Įvesties įrenginius programoms įkelti; Varomąją Sistemą su varikliais ašims judinti; pačią Staklių Mašiną (pvz., špindelį ir pjovimo įrankius); Atsirkaitos Sistemą, užtikrinančią tikslumą; Lovą ir Stalą, kurie sudaro mašinos konstrukciją; bei Aušinimo Sistemą, valdančią šilumą.

3. Ar formavimas į lydytą metalą yra pigiau nei CNC?

Tai priklauso nuo gamybos apimties. Mažoms partijoms (nuo prototipų iki kelių tūkstančių detalių) CNC apdirbimas yra pigesnis, nes išvengiama didelės pradinės formos gamybos kainos. Tačiau didelėms gamybos serijoms (paprastai daugiau nei 5 000 vienetų) formavimas į lydytą metalą tampa žymiai ekonomiškesnis dėl labai mažos kainos vienai daliai, kuri greitai padengia pradines įrangos sąnaudas.