CNC-svarvning har gjort det lättare att bearbeta delar som skulle ha varit utmanande för decennier sedan. Denna teknik är exakt och säkerställer konsistens vid tillverkning av högkvalitativa delar. Den använder en stationär skärverktyg för att ta bort material från ett roterande arbetsstycke. Som ett resultat producerar den komponenter av olika former och storlekar som uppfyller stränga specifikationer och toleranser.
Det är avgörande att förstå grunderna för precisions-CNC-svarvning för att maximera dess fördelar och öka produktiviteten. Den här artikeln har alla svar på frågor om CNC-svarvning. Den kommer att förklara svarvningstillverkningsprocessen på djupet, vilka typer av operationer du kan använda och tillämpningarna av CNC-svarvade delar i tillverkningsindustrin.
Vad är CNC-svarvning?
CNC-svarvning är en subtraktiv bearbetningsprocess som tar bort material från ett arbetsstycke som snurrar med hög hastighet. Arbetsstycket är fäst på en chuck som gör ett varierande antal varv per minut. När skärverktyget kommer i kontakt med det roterande arbetsstycket tar det bort material och skulpterar den önskade formen. CNC-svarvar arbetar med huvudsakligen cylindriska eller avlånga komponenter. Den kan också användas för att tillverka andra former som skivor, tavelkoner, hexagoner eller en blandning.
Hur man använder en CNC-svarvmaskin
Svarvningstillverkningsprocessen är enkel. Det sker i 4 steg
Skapa en CAD-modell
Det första steget i CNC-svarvning är att förbereda en 2D- eller 3D-modell av den slutliga designen med hjälp av CAD-programvara. Det finns många typer av programvara man kan använda. SOLIDWORKS, Fusion 360 och AutoCAD är de vanligaste. Det är lätt att förbereda CAD-modeller för enkla konstruktioner. Mer komplexa konstruktioner kommer dock att kräva hjälp av en expert.
Konvertering till CNC-kompatibelt format
Nästa steg är att konvertera den elektroniska designen till ett språk som maskinen förstår. Du gör detta med hjälp av CAM-programvara som Mastercam, solidCAM eller CAMWorks. CAM-mjukvaran kontrollerar om modellen har några fel, gör anvisningar för svarvverktyget och ställer in nödvändiga maskinparametrar.
Förbered CNC-svarvmaskinen
Innan du utför svarvningen måste du ställa in och konfigurera maskinen. Trots automatiseringen spelar en operatör en avgörande roll för att förbereda CNC-svarvsvarven. Att göra detta,
- Stäng av maskinen och ladda arbetsstycket på chucken.
- Välj därefter verktygen och fäst dem på verktygsrevolveret.
- Kalibrera genom att ställa in verktygen och arbetsstycket korrekt.
- Kontrollera och optimera nödvändiga parametrar.
- Ladda upp CNC-koden och förbered dig för svarvningen.
Obs: en låg svänghastighet och hög matningshastighet är bättre för en grov form. För jämnare ytbehandlingar och delar med exakta toleranskrav, satsa på en hög svarvhastighet och en lägre matningshastighet.
Producera de CNC-svarvade delarna
Nu är det dags att väcka din idé till liv igen. Det finns många svarvoperationer man kan använda. Så snart du kör programmet körs maskinen kontinuerligt tills programmet avslutas eller det stängs av. Laddnings-, skär- och tomgångstiden bestämmer vändcykeltiden. Du kan behöva köra maskinen mer än en gång. Detta beror på delens komplexitet.
Typer av CNC Svarvningsoperationer
CNC-svarvbearbetning kan antingen vara intern eller extern. Externa operationer påverkar arbetsstyckets ytterdiameter medan interna operationer påverkar den inre diametern. Däremot är det svårare att genomföra interna verksamheter. Det gör att fler spån byggs upp och kräver längre verktyg.
Låt oss undersöka båda kategorierna av CNC-operationer i detalj
Extern svarvning (specifik)
Vrida
Under svarvningsprocessen tar verktyget gradvis bort material längs sidan av arbetsstycket för att minska den yttre diametern. Denna operation kan antingen vara grov eller avsluta. Vid grovsvarvning är slutdelarna noggranna med en grov ytfinish. Ytan på den sista delen i slutsvarvningen är dock fin och blank. Vidare kan den svarvade delens yta ha flera egenskaper. Det kan variera från steg och avsmalningar till avfasningar och konturer.
Svår svängning
Hårdsvarvning liknar normal CNC-svarvning. Men experter reserverar det för härdat stål med hårdhetsvärden från 58 Rc till 68 Rc. Enkelpunktsskäret producerar exakta delar som uppfyller industrins snäva toleranser. Hårdsvarvning är ett alternativ till CNC-slipning. Jämfört med slipning är hårdsvarvning effektivt, snabbare och kostnadseffektivt.
Facing
Många gånger är ett arbetsstycke vanligtvis längre än vad det borde vara. Ansiktsvändning syftar till att minska en dels längd. Vid vändning är änden av arbetsstycket placerad vinkelrätt mot den roterande axeln och rör sig mot verktyget. Denna process jämnar ut delen eftersom den ger önskad längd.
räffling
Spårningsoperationen innebär att man skapar ett smalt snitt i ett arbetsstycke. Skärets storlek är relaterad till skärverktygets bredd. Ju bredare verktyget är, desto större spår kan det producera. Mycket stora spår kräver flera pass och längre tid. Observera att spåret antingen kan placeras externt eller på arbetsstyckets yta.
Parting
Vid avstickning rör sig skärverktyget radiellt in i sidan av arbetsstycket. När den når innerdiametern eller kärnan delar den eller skär av en del av råmaterialet. Denna operation är för delar som man har bearbetat till önskad form och storlek.
Intern svarvning (icke-specifik)
Boring
Borrning innebär att ett förborrat arbetsstycke roteras över ett skär. När delen snurrar skär skäret in i kanterna på hålet för att skapa en mängd olika funktioner. Borrningsoperationer hjälper till att expandera mindre hål, räta ut hål och maskera gjutningsdefekter.
Borrning
Borrning använder en borr för att skära hål i ett arbetsstycke genom att långsamt ta bort överflödigt material. Storleken på borrverktyget bestämmer hålets diameter. Det är viktigt att korrekt kalibrera CNC-svarvmaskinen för att säkerställa noggrannhet.
threading
Denna operation använder en specialiserad gängverktyg med ett vändskär som rör sig axiellt längs sidan av arbetsstycket. Detta verktyg har ett 60-graders spetsigt ljud som skär gängor på yttre ytor. Gängorna är av varierande längd och vissa kan kräva mer än en gång.
Lettring
Räfflor på en CNC-svarvmaskin skapar mönstrade åsar på ett metallarbetsstycke. Dessa tandade mönster är funktionella eftersom de förbättrar greppet. Det kan också tjäna estetiska syften för att förbättra en dels utseende.
brotschning
Reaming använder specialverktyg för att förstora förborrade hål och förbättra deras ytfinish. Det liknar borrning och borrning. Det tar dock bort en mindre mängd material och fungerar främst som en efterbearbetningsteknik.
Typer av CNC-svarvmaskiner
Du kan använda fyra stora CNC-svarvartyper för ditt projekt. De inkluderar
Horisontella svarvcentra
Det är en sluten maskin som använder en horisontell spindelaxel. När arbetsstycket roterar formar skärverktyget det. Den är mer lämplig för längre och cylindriska delar. Denna CNC-svarvcentral drar inte nytta av gravitationen. Som ett resultat ansamlas spån runt skärverktygen och kan vara svåra att ta bort. Denna maskintyp har tillämpningar för tillverkning av precisionsverktyg och skräddarsydda bildelar.
Vertikala svarvcentra
Här är arbetsstycket på en vertikal spindel. Skärverktyget arbetar också vertikalt för att bearbeta delen i en riktning uppåt eller nedåt. Denna typ är lämplig för komplexa delar eftersom den innehåller ytterligare fräs- och borrfunktioner. Det har en utbredd användning i strukturella applikationer och för att skapa prototyper för experimentella ändamål. Den vertikala riktningen på denna maskintyp underlättar borttagning av spån och gör verktygsbyten snabbare.
Horisontella svarvar
Här placeras arbetsstycket parallellt med marken eftersom spindeln är i horisontellt läge. Denna maskin har liten bärighet och begränsad styvhet vilket gör den lämplig för små till medelstora komponenter. Den uppnår snäva toleranser vid tillverkning av elektriska armaturer och medicinsk utrustning.
Vertikala svarvar
Till skillnad från horisontella svarvar är spindeln här i vertikalt läge. Det är ett perfekt alternativ för butiker med begränsat utrymme. Denna maskin har en utmärkt bärförmåga vilket gör den lämplig för tunga komponenter som marin- och vindturbindelar. Den vertikala uppsättningen ger flexibilitet till bearbetningsmetoderna och anpassar sig till olika rums- och viktkrav.
Komponenter i CNC-svarvmaskin
Det är viktigt att förstå hur varje del av en CNC-svarvmaskin fungerar för att uppnå det bästa resultatet. Följande identifierar CNC-svarvar för vad de är
Huvudstam
Spindeln är kraftpaketet i en CNC-svarvmaskin. Den rymmer spindeln som roterar arbetsstycket. Headstocken rör sig längs X-axeln och är på vänster sida av maskinen. Den bestämmer den maximala arbetsstyckets diameter som kan bearbetas.
Stjärtstock
Stjärtstocken är på motsatta änden av huvudstocken och rör sig på samma axel. Dess primära funktion är att stödja långa arbetsstycken och förhindra att de böjs bort.
Slända
Experter hänvisar till spindeln som ryggraden i CNC-svarvmaskinen. Den säkrar och roterar arbetsstycket. De flesta maskiner har en enda spindel. Vissa har dock mer än en för att slutföra en bearbetningsoperation.
Chuck
Chucken är en viktig del av maskinen eftersom den håller fast arbetsstycket när du arbetar på det. Chucken är fastsatt på spindeln och roteras av spindeln. När det roterar, avlägsnas arbetsstycket i samma riktning.
Svarvsäng
Detta är basen på maskinen där man monterar arbetsstycket. Den fungerar som en grund som stöder och kopplar samman andra komponenter. Vanligtvis kommer det med hål som maskinisten kan använda för att fästa arbetshållande jiggar. Detta säkerställer att arbetsstycket förblir på plats för att undvika misstag.
Vagn
Vagnen monterar och styr rörelsen av svarvverktyget. Den håller upp verktygsrevolvern och styr den mot arbetsstycket. De viktigaste delarna av en vagn är tornet, tvärrutschbanan och sadeln. Vagnen rör sig längs bädden i förhållande till arbetsstycket.
Verktygstorn
Verktygstorn är verktygshållarna. De kan hålla flera verktyg samtidigt i rätt ordning. Detta möjliggör snabba byten mellan skärverktyg och det minskar antalet steg som behövs för att bearbeta en detalj.
kontrollpanelen
Detta är hjärnan bakom alla CNC-svarvningsoperationer. Kontrollpanelen tolkar G-koden och översätter den till instruktioner. Den bestämmer verktygets position och gör det möjligt för operatören att justera program innan bearbetningsprocessen påbörjas.
Fördelar med CNC-svarvning
Det finns många fördelar med CNC-svarvningsprocessen som inkluderar
- CNC-svarvning producerar exakta delar eftersom det utrotar mänskliga fel genom att använda CAD- och CAD-mjukvara.
- Svarvcenter erbjuder flexibilitet i tillverkningen eftersom det är kompatibelt med många material och olika storlekar på delar.
- CNC-svarvar är effektiva och snabba så att delar kan komma ut på marknaden i tid utan att kompromissa med kvaliteten.
- Dessutom är CNC-svarvning en exakt metod eftersom den säkerställer enhetlighet i produktionssatser.
- Svarvbearbetning är en säker process eftersom den är helt innesluten och förhindrar material från att flyga iväg och runt.
Nackdelar med CNC-svarvning
Trots de många fördelarna har CNC-svarvning vissa brister. Följande är några nackdelar med tillverkningsprocessen för svarvdelar
- Kostnaden för att installera och underhålla en CNC-svarv är hög.
- CNC-svarvbearbetning kommer med storleksbegränsningar och kanske inte kan ta emot mycket stora arbetsstycken.
- Eftersom svarvningsprocessen är en subtraktiv metod genererar den en betydande mängd avfall.
Vilka är de mest lämpliga materialen för CNC-svarvning?
CNC-svarvning kan arbeta med en mängd olika material för att ge slutdetaljer av hög kvalitet. Olika material kräver specifika överväganden när det gäller svarvhastighet, matningshastighet och verktyg. Här är en uppdelning av några vanliga CNC-svarvningsmaterial med precision:
Metaller
De flesta CNC-svarvade delar är gjorda av metaller eftersom de är hårda och tål påfrestningarna av operationen. Maskinister använder ofta mässing, aluminium, titan och stål.
Plast
Plast som nylon, ABS, PTFE och akryl har applikationer i CNC-svarvning. De är lätta, starka och lätta att arbeta med.
Trä
Precisions-CNC-svarvning kan också bearbeta trämaterial inklusive valnöt, ek och lönn. Denna process skapar detaljerade konstnärliga träslöjd med en felfri finish.
Glas
Även om glas kanske inte är lika vanligt som andra material, är det möjligt för vissa CNC-svarvningsapplikationer. Med rätt parametrar är det möjligt att bearbeta olika typer av glas med varierande tjocklekar.
Vax
Vax finner tillämpning i prototypframställning när man använder CNC-svarvningsprocesser. Den är kostnadseffektiv och lätt att skära igenom för att göra detaljerad snabba prototyper.
Tillämpningar av CNC-svarvning
CNC-svarvning är en viktig process inom tillverkningssektorn. Nästan alla cylindriska och koniska delar är resultatet av processen. Det här avsnittet kommer kortfattat att diskutera några industrier som är starkt beroende av CNC-svarvning
Flyg- och rymdkomponenter
CNC-svarvning har revolutionerat flygindustrin. Det är en ovärderlig metod eftersom den tillverkar lätta flygkomponenter med noll marginaler för fel. Tillverkare använder svarvbearbetning när de tillverkar gängor, skruvar, axlar, anslutningsstift och muttrar.
Bildelar
Svarvbearbetning spelar en avgörande roll i fordonsindustrin. Det är repeterbart, leder till snabbhet i produktionen och ökar försäljningen. CNC-svarvar är användbara vid tillverkning av bildelar som cylinderblock och instrumentpanelskomponenter.
Elektronisk industri
Eftersom det inte kräver specialverktyg, hjälper CNC-svarvning till att producera delar inom den elektroniska industrin inom en kort tidsram. Det är kompatibelt med både metaller och plaster för att skapa elektroniska komponenter för studier.
Olje- och gasindustrin
Precisions-CNC-svarvning hjälper till att tillverka, reparera och underhålla delar av de tunga maskinerna inom olje- och gasindustrin. Det är den mest pålitliga och exakta metoden vid tillverkning av delar som stift, kolvar, stänger och cylindrar.
Varför använda Zintilon för dina CNC-svarvtjänster?
Efter att ha beslutat om CNC-svarvning är den mest lämpliga för ditt projekt, är nästa steg att leta efter en pålitlig partner som hjälper dig att förverkliga dina idéer. Från snabb prototypframställning till massproduktion, vi är här för att stödja varje steg i din produktutveckling.
Zintilon har skickliga ingenjörer och maskinister som ser till att dina delar uppfyller de högsta kvalitetskraven. Vi har varit verksamma i över 20 år och har betjänat mer än 3000 kunder inom olika tillverkningsindustrier. Vi är mångsidiga då vi arbetar med en mängd olika material med en ledtid så kort som 12 timmar. Ladda upp dina CAD-filer och få en offert inom en dag.
Slutsats
CNC-svarvning är avgörande i tillverkningsbranschen, vilket ger precision och mångsidighet för ett brett utbud av komponenter. Den här artikeln har förklarat de olika typerna av svarvar som finns tillgängliga, CNC-svarvningsoperationer och deras för- och nackdelar. Snälla du nå ut om du har frågor om något CNC-bearbetning.
Vanliga frågor
Vilka är nyckelparametrarna för CNC-svarvning?
Vissa parametrar bestämmer resultatet och CNC-svarvningsoperationerna. De inkluderar skärhastighet, matningshastighet, skärdjup, verktygsgeometri, kylvätskeflöde och spindelhastighet.
Vilka verktyg används vid CNC-svarvning?
Vanliga verktyg för CNC-svarvning är svarvverktyg, borrstänger, avstickningsblad, gängskärande verktyg och brotschar.
Hur mycket kostar CNC-svarvning?
Kostnaden för att köpa och sätta upp ett CNC-svarvsystem varierar. Det täcker utgifterna från maskinerna, mjukvaruverktyg, verktygskostnader, energiförbrukning och arbetskostnader.
Hur jämförs CNC-svarvning och fräsning?
Även svarvning och fräsning är populära CNC-bearbetningstekniker. Trots sina likheter skiljer de sig åt på många sätt. Vid CNC-fräsning är det skärverktyget som roterar för att forma ett stationärt arbetsstycke. Detta gör den idealisk för oregelbundna och plana ytor.
Bra, tillsammans
