Computer Numerical Control (of CNC) -bewerking combineert de efficiëntie van computerprogrammering met de nauwkeurigheid van draaibankmachines. De geprogrammeerde software regelt de beweging van de gereedschappen en andere machines, waardoor het fabricageproces wordt geautomatiseerd en het ontwerp consistent blijft.
Moderne meerassige CNC-freesmachines worden geleverd met een breed scala aan functies die waarde en functionaliteit toevoegen. Deze zijn echter alleen nuttig als de machine naadloos langs zijn assen kan bewegen. Bovendien zijn deze assen primair verantwoordelijk voor het handhaven van de nauwkeurigheid bij het vormen van de voeding. Ze vormen dus in wezen het leven en het bloed van elke freesmachine.
Laten we eens kijken naar de functies en mogelijkheden van verschillende meerassige CNC-freesmachines.
3-assige CNC-bewerking
3-assige CNC-bewerking is voortgekomen uit roterend vijlen. Hier neemt het werkstuk een stationaire positie in terwijl het snijgereedschap over de X-, Y- en Z-assen beweegt. De X-as is samen met de draaitafel, de Y-as is naar de voorkant / achterkant van de tafel en de spil die van boven naar beneden valt, markeert de Z-as.
Het is ideaal voor eenvoudige taken die geen ingewikkelde detaillering of diepte vereisen. Als zodanig is het een van de meest geprefereerde technieken voor het maken van mechanische onderdelen voor automatisering. Daarnaast gebruik je hem ook voor het snijden van scherpe randen, kotteren, frezen van sleuven, tappen en boren van gaten.
3-assige bewerking kent de volgende beperkingen:
- Het functioneert in een complexe programmeeromgeving;
De initiële kapitaalinvestering en de installatiekosten zijn hoog;
Het vereist zeer bekwame professionals voor het bedienen en onderhouden van de machine.
4-assige CNC-bewerking
De 4-assige CNC functioneert vrijwel hetzelfde als zijn 3-assige tegenhanger. Het voer staat in een stationaire positie en het snijgereedschap werkt eraan om het overtollige materiaal te verwijderen en het gewenste onderdeel te vormen.
Zoals de naam al aangeeft, omvat 4-assige bewerking een extra as naast de gebruikelijke X-, Y- en Z-vlakken. Deze extra beweging is aanwezig in de vorm van rotatie langs de X-as, die het vierde vlak vormt – de A-as (horizontaal). Het snijden kan echter ook plaatsvinden langs de B-as (verticaal). Maar aangezien horizontale bewerking als productiever wordt beschouwd dan verticale bewerking, komt de eerste vaker voor.
Deze freestechniek is handig voor het snijden van gaten, het snijden langs een boog of het uitsnijden van uitsnijdingen, vooral aan de zijkanten of rond een cilinder. Het is ook handig voor hoogwaardige precisiegravures, -frezingen en -boringen.
Beperkingen:
De grootste beperking van de 4-assige freesmachine is het Genève-mechanisme. Hoewel het Genève-mechanisme vrij gebruikelijk is vanwege zijn eenvoud, betrouwbaarheid en precisie, staat het de 4e as alleen in principe toe. Het ondersteunt echter in de praktijk geen continue bewerking, aangezien het een vaste set aanslagen heeft. Daarom kunnen de operators de machine alleen als pure indexeerder gebruiken. Andere nadelen zijn onder meer:
- Snelle slijtage van het wormwielmechanisme, vooral tijdens intensief gebruik;
- Het probleem van speling kan nauwkeurigheid en de duurzaamheid van de machine beïnvloeden.
5-assige CNC-bewerking
De 5-assige CNC-freesmachine markeert het toppunt van innovatie in de verspaning van de 21e eeuw. Het heeft een grotere competentie dan 3- en 4-assige freesmachines en is een precieze, snelwerkende krachtpatser voor microbewerkingen.
In deze opstelling zijn de X-, Y- en Z-assen vergelijkbaar met een 3-assige machine-indeling. De tafel draait dan langs de A-as, net als bij de 4-as. De machine met 5 assen omvat echter de draaiende beweging bij het gewricht van de tafel, gevolgd door rotatie langs de C-as, die de vijfde beweging definieert.
Met 5-assige bewerking kan de operator tegelijkertijd vijf verschillende zijden (of meer!) Van een onderdeel raken, afhankelijk van de complexiteit van het ontwerp. Als gevolg hiervan is de tool zeer goed in staat om zeer nauwkeurige producten en onderdelen te maken. Daarom zou het geen verrassing moeten zijn dat het op grote schaal wordt gebruikt in medische technologie, onderzoek en ontwikkeling, architectuur, leger, auto-industrie en zelfs creatieve kunsten. Het wordt ook gebruikt bij het boren van gaten onder samengestelde hoeken.
Beperkingen:
Hoewel de 5-assige CNC-machine uitstekend is in termen van snelheid en nauwkeurigheid, heeft hij de volgende problemen:
- De CAD / CAM-programmering voor 5-assige machines kan buitengewoon gecompliceerd zijn, vooral als je je het ruimtelijke traject voorstelt.
- Omdat 5-assige freesmachines nog niet zo gangbaar zijn, is de aanschaf en het onderhoud ervan een behoorlijke investering. Evenzo zijn de gereedschapsoplossingen even duur.
- Er is een zeer bekwame CNC-machine-operator nodig die je kunt vertrouwen met jouw 5-assige schoonheid.
7-assige CNC-bewerking
De 7-assige CNC-freesmachine kan lange, slanke en zwaar gedetailleerde onderdelen maken. De betrokken 7-assen zijn de gebruikelijke rechts-links, van boven naar beneden, achter-voor, gevolgd door de assen die worden gedefinieerd door het draaien van het gereedschap, rotatie van het onderdeel, rotatie van de gereedschapskop en beweging voor klemmen, opnieuw opspannen, of het verwijderen van het onderdeel. Deze hoge mate van beweging geeft een grotere nauwkeurigheid aan het eindproduct zonder dat er nabewerkingsprocessen nodig zijn.
9-assige CNC-bewerking
De 9-assige CNC combineert draaibank en 5-assige bewerking. Hierdoor kan het onderdeel in één opstelling langs verschillende vlakken worden gedraaid en gefreesd, wat een scherpe nauwkeurigheid oplevert. Een van de grootste voordelen van een 9-assige CNC is het elimineren van secundaire opspanningen en handmatig laden. De 9-assige CNC is zeer capabel tot het punt waarop het een volledig volledig afgewerkt product in één enkele bewerking kan voltooien!
12-assige CNC-bewerking
Als 9-assige CNC-bewerking het hele pakket is, dan is zijn 12-assige tegenhanger een absoluut beest! De 12-assige CNC-machines bevatten doorgaans twee koppen die beweging langs de X-, Y-, Z-, A-, B- en C-assen mogelijk maken. Deze configuratie verdubbelt de productiviteit en nauwkeurigheid terwijl de productietijd met de helft wordt verkort!
Final Thoughts
CNC-bewerking blijft tot op de dag van vandaag relevant en effectief. Het bedient verschillende productie-intensieve sectoren en handhaaft de productkwaliteit, precisie en standaardisatie. Naarmate machines meer bewegingsassen krijgen, zullen ze alleen maar beter worden met elke iteratie. Dus hoewel ze een aanzienlijke investering kunnen zijn, beloven ze in ruil daarvoor ook een langdurige service!