5 szybkich faktów na temat frezowania CNC

Technologia komputerowego sterowania numerycznego (CNC) istnieje od lat 50-tych; frezarki pochodzą z czasów rewolucji przemysłowej w XIX wieku. Mimo że żadna z tych technologii nie jest nowa, wciąż istnieje zaskakująca ilość nieporozumień wokół tego, czym jest i jak działa frezowanie CNC.

Może słyszałeś już o frezowaniu CNC, ale nie jesteś pewien, co to znaczy - lub jak różni się od obróbki CNC, tokarek CNC lub innych związanych z maszynami haseł, które są wymieniane dookoła.

W tym artykule przyjrzymy się pięciu szybkim faktom na temat frezowania CNC, dając Ci lepsze zrozumienie technologii stojącej za frezowaniem CNC i tego, jak może Ci ono pomóc.

1. Wszystkie frezowania to obróbka skrawaniem

Czym jest obróbka skrawaniem? Obróbka skrawaniem jest procesem mechanicznym, odejmującym. Oznacza to, że usuwa materiał z obrabianego przedmiotu za pomocą środków fizycznych - metal o metal, wiertła, śruby, itp. Obróbka skrawaniem nie jest oczywiście niczym nowym, a dwoma podstawowymi środkami obróbki mechanicznej w świecie przemysłowym są tokarki i frezarki. Oba te narzędzia są właściwymi obrabiarkami - usuwają materiał w sposób mechaniczny.

Frezarki różnią się nieco od tokarek. Frezarki używają obracającego się narzędzia, frezu, do wycinania lub wiercenia materiału. Frez obraca się szybko, podczas gdy przedmiot obrabiany jest zamocowany w miejscu. W zależności od dokładnej konfiguracji frezarki, obrabiany przedmiot lub frez będą poruszać się powoli, aby przesuwać obrabiany przedmiot przez maszynę.

W tokarkach sytuacja wygląda inaczej. Obrabiany przedmiot obraca się szybko, podczas gdy frez powoli przesuwa się wzdłuż części w celu usunięcia materiału. 

2. Nie wszystkie CNC to frezowanie (lub obróbka skrawaniem!)

Podczas gdy wszystkie frezowania są obróbką skrawaniem, nie wszystkie maszyny CNC są obróbką skrawaniem. To może być mylące, ale CNC odnosi się do technologii, a nie do konkretnego procesu. Technologia ta może być stosowana na młynach i tokarkach jako część tradycyjnego procesu obróbki, ale CNC może być również stosowane z elektronicznymi maszynami wyładowczymi (EDM), wycinarkami strumienia wody, drukarkami 3D i wieloma innymi maszynami.

Kiedy ktoś odnosi się do obróbki CNC, dobrze jest wyjaśnić, co ma na myśli. Czy mówi o całej gamie maszyn wyposażonych w CNC lub nawet o ogólnej idei automatyki przemysłowej? A może mają na myśli tokarkę lub frezarkę CNC?

3. Frezarki mogą być pionowe lub poziome

Istnieje więcej niż jeden rodzaj młyna; dwa najbardziej powszechne typy to młyny poziome i pionowe, odnoszące się do osi ruchu dla frezu młyna. Dla nowicjusza, oba rodzaje frezarek wydają się nieco podobne, ze stołem do zamocowania obrabianego przedmiotu, ramieniem wysuwanym ponad stół i frezem zamontowanym pod ramieniem.

Po bliższym przyjrzeniu się, różnice stają się bardziej widoczne. We frezarce poziomej frez spoczywa na trzpieniu - pręcie rozciągającym się pomiędzy korpusem frezarki a wysięgnikiem. Zasadniczo, frez porusza się tam i z powrotem nad i równolegle do powierzchni stołu roboczego pod spodem. W przypadku frezarek poziomych to sam stół roboczy porusza się wzdłuż osi X, Y i Z. 

Frezarki pionowe wyglądają z grubsza podobnie, ale nie ma w nich trzpienia; ramię jest zakończone skierowanym w dół frezem lub wiertłem. Głowica tnąca porusza się wzdłuż osi X i Y, co pozwala na powolne wiercenie w obrabianym przedmiocie - lub wolniejszą regulację, gdy przedmiot jest pod nią przesuwany.

Każdy typ frezarki posiada inny zestaw zalet, przy czym frezarki pionowe są mniejsze, tańsze i nieco łatwiejsze w obsłudze niż frezarki poziome. Te ostatnie lepiej sprawdzają się w dużych zakładach przemysłowych i mogą być dość duże do frezowania ciężkich maszyn.

4. CNC poprawia istniejące możliwości

Dostosowanie prostej, pionowej frezarki do CNC nie daje jej w magiczny sposób nowego zakresu ruchu, dodatkowej osi ruchu, czy większej mocy. Zamiast tego, CNC zapewnia dwie główne korzyści:

Precyzja
Ręcznie obsługiwane frezarki rzadko dają taki sam poziom precyzji jak maszyny CNC. Technologia CNC pozwala na zaprogramowanie narzędzi skrawających do niezwykle precyzyjnych dodatków, ostrzejszych niż to, co zwykle można zrobić ręcznie.

Bardziej precyzyjne cięcia zapewniają czystsze, lepszej jakości części, ale także sprawiają, że cały proces jest bardziej wydajny. Jest mniej odpadów, mniej wadliwych części i ogólnie bardziej usprawniony proces.

Automatyzacja
Dzisiejsze maszyny CNC wykorzystują interfejs komputerowy do zaprogramowania zestawu operacji. Wykwalifikowany operator, przeszkolony w zakresie projektowania wspomaganego komputerowo (CAD) lub potrafiący programować bezpośrednio w g-kodzie (ogólny język maszyn CNC), może zaprojektować program, wprowadzić go, a następnie odejść. Nie ma potrzeby bezpośredniego nadzoru, chwila po chwili, z wyjątkiem przypadków, gdy konieczne jest rozwiązywanie problemów.
CNC pozwala jednemu operatorowi nadzorować kilka maszyn CNC jednocześnie, ale również pozwala operatorowi zaprojektować pojedynczy program do produkcji setek lub nawet tysięcy identycznych części.

5. Im więcej (osi) tym weselej

Większość frezarek działa w trzech osiach ruchu - X, Y i Z. W typowej frezarce pionowej osie Y i Z to ruch stołu roboczego, natomiast oś X (góra-dół) to ruch narzędzia tnącego.

Maszyny CNC pozwalają na jeszcze większy zakres ruchów. Przedmioty obrabiane mogą być odwracane, co zapewnia oś "A" i "B", a wszystko to bez konieczności regulacji na samym stole roboczym. 

Oczywiście, te zaawansowane 5-osiowe frezarki CNC kosztują znacznie więcej niż ich 3-osiowe odpowiedniki, ale pozwalają one na wykonywanie niewiarygodnie złożonych operacji za jednym razem - wszystko bez udziału człowieka.

Jest jeszcze wiele do nauczenia się o frezarkach CNC, jak je zaprogramować, jak współpracują z programami CAD i jakie materiały mogą być używane we frezarkach CNC. Ale na razie zapoznaj się z tymi pięcioma szybkimi faktami, które pomogą Ci zacząć.