فرآیند سی ان سی

اصطلاح CNC مخفف "کنترل عددی کامپیوتری" است و ماشینکاری CNC به عنوان یک فرآیند تولید کاهشی تعریف می‌شود که معمولاً از کنترل کامپیوتری و ابزارهای ماشینی برای حذف لایه‌های مواد از یک قطعه آماده (به نام قطعه کار یا قطعه خام) و تولید یک قطعه طراحی شده سفارشی استفاده می‌کند.

این فرآیند روی مواد مختلفی از جمله فلز، پلاستیک، چوب، شیشه، فوم و کامپوزیت‌ها کار می‌کند و در صنایع مختلفی مانند ماشینکاری CNC بزرگ و پرداخت CNC قطعات هوافضا کاربرد دارد.

ویژگی‌های ماشینکاری CNC

01. درجه بالایی از اتوماسیون و راندمان تولید بسیار بالا. به جز بستن قطعه خام، تمام مراحل پردازش دیگر را می‌توان با ماشین‌های ابزار CNC انجام داد. اگر با بارگیری و تخلیه خودکار ترکیب شود، جزء اساسی یک کارخانه بدون نیروی انسانی است.

پردازش CNC کار اپراتور را کاهش می‌دهد، شرایط کار را بهبود می‌بخشد، علامت‌گذاری، بستن و موقعیت‌یابی چندگانه، بازرسی و سایر فرآیندها و عملیات کمکی را حذف می‌کند و به طور موثر راندمان تولید را بهبود می‌بخشد.

02. سازگاری با اشیاء پردازش CNC. هنگام تغییر شیء پردازش، علاوه بر تغییر ابزار و حل روش بستن قطعه خام، فقط برنامه‌ریزی مجدد بدون تنظیمات پیچیده دیگر مورد نیاز است که چرخه آماده‌سازی تولید را کوتاه می‌کند.

03. دقت پردازش بالا و کیفیت پایدار. دقت ابعادی پردازش بین d0.005-0.01mm است که تحت تأثیر پیچیدگی قطعات قرار نمی‌گیرد، زیرا اکثر عملیات به طور خودکار توسط دستگاه انجام می‌شود. بنابراین، اندازه قطعات دسته‌ای افزایش می‌یابد و دستگاه‌های تشخیص موقعیت نیز در ماشین‌های ابزار کنترل دقیق استفاده می‌شوند که باعث بهبود بیشتر دقت ماشینکاری CNC دقیق می‌شود.

04. پردازش CNC دو ویژگی اصلی دارد: اول، می‌تواند دقت پردازش، از جمله دقت کیفیت پردازش و دقت خطای زمان پردازش را تا حد زیادی بهبود بخشد؛ دوم، تکرارپذیری کیفیت پردازش می‌تواند کیفیت پردازش را تثبیت کرده و کیفیت قطعات پردازش شده را حفظ کند.

فناوری ماشینکاری CNC و دامنه کاربرد:

روش‌های مختلف پردازش را می‌توان با توجه به جنس و الزامات قطعه کار ماشینکاری انتخاب کرد. درک روش‌های رایج ماشینکاری و دامنه کاربرد آنها می‌تواند به ما امکان دهد تا مناسب‌ترین روش پردازش قطعه را پیدا کنیم.

چرخش

روش پردازش قطعات با استفاده از ماشین‌های تراش، در مجموع تراشکاری نامیده می‌شود. با استفاده از ابزارهای تراشکاری شکل‌دهی، سطوح منحنی چرخان نیز می‌توانند در طول پیشروی عرضی پردازش شوند. تراشکاری همچنین می‌تواند سطوح رزوه، صفحات انتهایی، شفت‌های خارج از مرکز و غیره را پردازش کند.

دقت تراشکاری عموماً IT11-IT6 و زبری سطح 12.5-0.8μm است. در تراشکاری ظریف، می‌تواند به IT6-IT5 برسد و زبری می‌تواند به 0.4-0.1μm برسد. بهره‌وری پردازش تراشکاری بالا، فرآیند برش نسبتاً روان و ابزارها نسبتاً ساده هستند.

دامنه کاربرد: سوراخکاری مرکزی، سوراخکاری، برقوکاری، قلاویزکاری، تراشکاری استوانه‌ای، سوراخکاری، تراشکاری سطوح انتهایی، تراشکاری شیارها، تراشکاری سطوح فرم داده شده، تراشکاری سطوح مخروطی، آج‌زنی و رزوه‌کاری

فرزکاری

فرزکاری روشی است که در آن از یک ابزار چند لبه چرخان (تیغه فرز) بر روی دستگاه فرز برای برش قطعه کار استفاده می‌شود. حرکت برشی اصلی، چرخش ابزار است. بسته به اینکه جهت سرعت حرکت اصلی در طول فرزکاری با جهت پیشروی قطعه کار یکسان یا مخالف باشد، به فرزکاری رو به پایین و فرزکاری رو به بالا تقسیم می‌شود.

(1) فرزکاری رو به پایین

مولفه افقی نیروی فرزکاری با جهت پیشروی قطعه کار یکسان است. معمولاً بین پیچ پیشروی میز قطعه کار و مهره ثابت فاصله وجود دارد. بنابراین، نیروی برشی می‌تواند به راحتی باعث شود قطعه کار و میز کار با هم به جلو حرکت کنند و باعث شود نرخ پیشروی به طور ناگهانی افزایش یابد و باعث ایجاد تیغه شود.

(2) فرزکاری متقابل

این می‌تواند از پدیده حرکت که در طول فرزکاری رو به پایین رخ می‌دهد، جلوگیری کند. در طول فرزکاری رو به بالا، ضخامت برش به تدریج از صفر افزایش می‌یابد، بنابراین لبه برش شروع به تجربه مرحله‌ای از فشردن و لغزش روی سطح ماشینکاری شده سخت شده برش می‌کند و سایش ابزار را تسریع می‌کند.

دامنه کاربرد: فرزکاری صفحه‌ای، فرزکاری پله‌ای، فرزکاری شیاری، فرزکاری سطوح فرم‌دهی، فرزکاری شیار مارپیچی، فرزکاری چرخ‌دنده، برشکاری

برنامه ریزی

پردازش رنده‌کاری عموماً به روشی از پردازش اشاره دارد که در آن از یک رنده برای ایجاد حرکت خطی رفت و برگشتی نسبت به قطعه کار روی رنده استفاده می‌شود تا مواد اضافی حذف شوند.

دقت رنده‌کاری عموماً می‌تواند به IT8-IT7 برسد، زبری سطح Ra6.3-1.6μm است، صافی رنده‌کاری می‌تواند به 0.02/1000 برسد و زبری سطح 0.8-0.4μm است که برای پردازش ریخته‌گری‌های بزرگ برتر است.

دامنه کاربرد: رنده کاری سطوح صاف، رنده کاری سطوح عمودی، رنده کاری سطوح پله ای، رنده کاری شیارهای قائمه، رنده کاری اریب، رنده کاری شیارهای دم چلچله ای، رنده کاری شیارهای D شکل، رنده کاری شیارهای V شکل، رنده کاری سطوح منحنی، رنده کاری جای کلید در سوراخ ها، رنده کاری قفسه ها، رنده کاری سطح کامپوزیت

سنگ زنی

سنگ زنی روشی برای برش سطح قطعه کار روی دستگاه سنگ زنی با استفاده از یک چرخ سنگ زنی مصنوعی با سختی بالا (چرخ سنگ زنی) به عنوان ابزار است. حرکت اصلی چرخش چرخ سنگ زنی است.

دقت سنگ‌زنی می‌تواند به IT6-IT4 برسد و زبری سطح Ra می‌تواند به 1.25-0.01μm یا حتی 0.1-0.008μm برسد. یکی دیگر از ویژگی‌های سنگ‌زنی این است که می‌تواند مواد فلزی سخت‌شده را پردازش کند، که به حوزه پرداخت‌کاری تعلق دارد، بنابراین اغلب به عنوان مرحله نهایی پردازش استفاده می‌شود. با توجه به عملکردهای مختلف، سنگ‌زنی را می‌توان به سنگ‌زنی استوانه‌ای، سنگ‌زنی سوراخ داخلی، سنگ‌زنی تخت و غیره نیز تقسیم کرد.

دامنه کاربرد: سنگ زنی استوانه ای، سنگ زنی استوانه ای داخلی، سنگ زنی سطحی، سنگ زنی فرم، سنگ زنی رزوه، سنگ زنی چرخ دنده

حفاری

فرآیند پردازش سوراخ‌های داخلی مختلف روی دستگاه حفاری، حفاری نامیده می‌شود و رایج‌ترین روش پردازش سوراخ است.

دقت حفاری کم است، به طور کلی IT12 ~ IT11، و زبری سطح به طور کلی Ra5.0 ~ 6.3um است. پس از حفاری، بزرگنمایی و برقوکاری اغلب برای نیمه پرداخت و پرداخت استفاده می‌شود. دقت پردازش برقوکاری به طور کلی IT9-IT6 است و زبری سطح Ra1.6-0.4μm است.

دامنه کاربرد: سوراخکاری، برقوکاری، برقوکاری، قلاویزکاری، سوراخکاری استرانسیوم، تراشیدن سطوح

پردازش خسته کننده

فرآیند بورینگ یک روش فرآیندی است که از دستگاه بورینگ برای بزرگ کردن قطر سوراخ‌های موجود و بهبود کیفیت استفاده می‌کند. فرآیند بورینگ عمدتاً بر اساس حرکت چرخشی ابزار بورینگ است.

دقت پردازش خسته کننده بالا است، به طور کلی IT9-IT7، و زبری سطح Ra6.3-0.8mm است، اما راندمان تولید پردازش خسته کننده کم است.

دامنه کاربرد: پردازش سوراخ با دقت بالا، پرداخت چند سوراخه

پردازش سطح دندان

روش‌های پردازش سطح دندانه چرخ‌دنده را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد: روش شکل‌دهی و روش تولید.

ابزار ماشینی که برای پردازش سطح دندانه با روش شکل‌دهی استفاده می‌شود، عموماً یک دستگاه فرز معمولی است و ابزار، یک تیغه فرز شکل‌دهی است که به دو حرکت شکل‌دهی ساده نیاز دارد: حرکت چرخشی و حرکت خطی ابزار. ابزارهای ماشینی که معمولاً برای پردازش سطوح دندانه با روش تولید استفاده می‌شوند، ماشین‌های فرزکاری چرخ‌دنده، ماشین‌های شکل‌دهی چرخ‌دنده و غیره هستند.

دامنه کاربرد: چرخ دنده ها و غیره

پردازش سطح پیچیده

برش سطوح منحنی سه بعدی عمدتاً از روش‌های فرزکاری کپی و فرزکاری CNC یا روش‌های پردازش ویژه استفاده می‌کند.

دامنه کاربرد: قطعات با سطوح منحنی پیچیده

ای دی ام

ماشینکاری تخلیه الکتریکی از دمای بالای تولید شده توسط تخلیه جرقه آنی بین الکترود ابزار و الکترود قطعه کار برای فرسایش مواد سطحی قطعه کار و دستیابی به ماشینکاری استفاده می‌کند.

دامنه کاربرد:

① پردازش مواد رسانای سخت، شکننده، چقرمه، نرم و با نقطه ذوب بالا؛

② پردازش مواد نیمه هادی و مواد غیر رسانا؛

③ پردازش انواع سوراخ‌ها، سوراخ‌های منحنی و سوراخ‌های ریز؛

④ پردازش حفره‌های سطحی منحنی سه‌بعدی مختلف، مانند محفظه‌های قالب قالب‌های آهنگری، قالب‌های ریخته‌گری تحت فشار و قالب‌های پلاستیکی؛

⑤ برای برش، برش، تقویت سطح، حکاکی، چاپ پلاک و علامت گذاری و غیره استفاده می شود.

ماشینکاری الکتروشیمیایی

ماشینکاری الکتروشیمیایی روشی است که از اصل الکتروشیمیایی انحلال آندی فلز در الکترولیت برای شکل‌دهی قطعه کار استفاده می‌کند.

قطعه کار به قطب مثبت منبع تغذیه DC و ابزار به قطب منفی متصل است و یک شکاف کوچک (0.1 میلی‌متر تا 0.8 میلی‌متر) بین دو قطب حفظ می‌شود. الکترولیت با فشار معینی (0.5 مگاپاسکال تا 2.5 مگاپاسکال) با سرعت بالا (15 متر بر ثانیه تا 60 متر بر ثانیه) از شکاف بین دو قطب جریان می‌یابد.

دامنه کاربرد: سوراخ کاری، حفره ها، پروفیل های پیچیده، سوراخ های عمیق با قطر کوچک، شیارزنی، پلیسه گیری، حکاکی و غیره

پردازش لیزری

پردازش لیزری قطعه کار توسط یک دستگاه پردازش لیزری تکمیل می‌شود. دستگاه‌های پردازش لیزری معمولاً از لیزر، منبع تغذیه، سیستم‌های نوری و سیستم‌های مکانیکی تشکیل شده‌اند.

دامنه کاربرد: قالب‌های کشش سیم الماس، یاتاقان‌های ساعت، پوسته‌های متخلخل ورق‌های پانچ خنک‌شونده با هوای واگرا، پردازش سوراخ‌های کوچک انژکتورهای موتور، تیغه‌های موتور هواپیما و غیره، و برش انواع مواد فلزی و غیرفلزی.

پردازش اولتراسونیک

ماشینکاری التراسونیک روشی است که از ارتعاشات اولتراسونیک (16 کیلوهرتز تا 25 کیلوهرتز) سطح انتهایی ابزار برای برخورد با مواد ساینده معلق در سیال کاری استفاده می‌کند و ذرات ساینده با برخورد به سطح قطعه کار، آن را صیقل می‌دهند و قطعه کار را پردازش می‌کنند.

دامنه کاربرد: موادی که برش آنها دشوار است

صنایع کاربردی اصلی

به طور کلی، قطعات پردازش شده توسط CNC از دقت بالایی برخوردارند، بنابراین قطعات پردازش شده با CNC عمدتاً در صنایع زیر استفاده می‌شوند:

هوافضا

هوافضا به اجزایی با دقت و تکرارپذیری بالا نیاز دارد، از جمله پره‌های توربین در موتورها، ابزارهای مورد استفاده برای ساخت سایر اجزا و حتی محفظه‌های احتراق مورد استفاده در موتورهای موشک.

خودرو و ماشین سازی

صنعت خودرو به ساخت قالب‌های با دقت بالا برای ریخته‌گری قطعات (مانند دسته موتور) یا ماشینکاری قطعات با تلرانس بالا (مانند پیستون) نیاز دارد. دستگاه دروازه‌ای، ماژول‌های سفالی را که در مرحله طراحی خودرو استفاده می‌شوند، ریخته‌گری می‌کند.

صنایع نظامی

صنایع نظامی از اجزای با دقت بالا با الزامات دقیق تلرانس، از جمله اجزای موشک، لوله تفنگ و غیره استفاده می‌کنند. تمام اجزای ماشینکاری شده در صنایع نظامی از دقت و سرعت ماشین‌های CNC بهره می‌برند.

پزشکی

دستگاه‌های کاشتنی پزشکی اغلب به گونه‌ای طراحی می‌شوند که با شکل اندام‌های انسان مطابقت داشته باشند و باید از آلیاژهای پیشرفته ساخته شوند. از آنجایی که هیچ ماشین دستی قادر به تولید چنین اشکالی نیست، دستگاه‌های CNC به یک ضرورت تبدیل می‌شوند.

انرژی

صنعت انرژی تمام حوزه‌های مهندسی را در بر می‌گیرد، از توربین‌های بخار گرفته تا فناوری‌های پیشرفته‌ای مانند همجوشی هسته‌ای. توربین‌های بخار برای حفظ تعادل در توربین به پره‌های توربین با دقت بالا نیاز دارند. شکل حفره سرکوب پلاسمای تحقیق و توسعه در همجوشی هسته‌ای بسیار پیچیده است، از مواد پیشرفته ساخته شده و نیاز به پشتیبانی ماشین‌های CNC دارد.

پردازش مکانیکی تا به امروز توسعه یافته است و به دنبال بهبود نیازهای بازار، تکنیک‌های مختلف پردازش به دست آمده است. هنگام انتخاب یک فرآیند ماشینکاری، می‌توانید جنبه‌های زیادی را در نظر بگیرید: از جمله شکل سطح قطعه کار، دقت ابعادی، دقت موقعیت، زبری سطح و غیره.

تنها با انتخاب مناسب‌ترین فرآیند می‌توانیم کیفیت و راندمان پردازش قطعه کار را با حداقل سرمایه‌گذاری تضمین کنیم و مزایای حاصل را به حداکثر برسانیم.