Il termine CNC sta per "controllo numerico computerizzato" e la lavorazione CNC è definita come un processo di produzione sottrattivo che in genere utilizza il controllo computerizzato e macchine utensili per rimuovere strati di materiale da un pezzo grezzo (chiamato pezzo grezzo o pezzo in lavorazione) e produrre una parte progettata su misura.
Il processo funziona su una varietà di materiali, tra cui metallo, plastica, legno, vetro, schiuma e compositi, e trova applicazioni in vari settori, come la lavorazione CNC su larga scala e la finitura CNC di componenti aerospaziali.
Caratteristiche della lavorazione CNC
01. Elevato grado di automazione e altissima efficienza produttiva. Ad eccezione del serraggio dei pezzi grezzi, tutte le altre procedure di lavorazione possono essere eseguite da macchine utensili CNC. Se abbinato a carico e scarico automatici, rappresenta un componente fondamentale di una fabbrica non presidiata.
La lavorazione CNC riduce il lavoro dell'operatore, migliora le condizioni di lavoro, elimina la marcatura, i serraggi e i posizionamenti multipli, le ispezioni e altri processi e operazioni ausiliarie, migliorando efficacemente l'efficienza della produzione.
02. Adattabilità agli oggetti di lavorazione CNC. Quando si cambia l'oggetto di lavorazione, oltre a cambiare l'utensile e risolvere il problema del metodo di serraggio del pezzo grezzo, è necessaria solo una riprogrammazione, senza altre complesse regolazioni, il che riduce il ciclo di preparazione alla produzione.
03. Elevata precisione di lavorazione e qualità stabile. La precisione dimensionale di lavorazione è compresa tra d0,005 e 0,01 mm, il che non è influenzato dalla complessità dei pezzi, poiché la maggior parte delle operazioni viene completata automaticamente dalla macchina. Pertanto, le dimensioni dei pezzi in lotti aumentano e i dispositivi di rilevamento della posizione vengono utilizzati anche su macchine utensili a controllo di precisione, migliorando ulteriormente la precisione delle lavorazioni CNC di precisione.
04. La lavorazione CNC ha due caratteristiche principali: in primo luogo, può migliorare notevolmente la precisione della lavorazione, inclusa la precisione della qualità della lavorazione e la precisione degli errori nei tempi di lavorazione; in secondo luogo, la ripetibilità della qualità della lavorazione può stabilizzare la qualità della lavorazione e mantenere la qualità delle parti lavorate.
Tecnologia di lavorazione CNC e ambito di applicazione:
È possibile selezionare diversi metodi di lavorazione in base al materiale e ai requisiti del pezzo da lavorare. Conoscere i metodi di lavorazione più comuni e il loro campo di applicazione può aiutarci a trovare il metodo di lavorazione più adatto.
Girando
Il metodo di lavorazione dei pezzi mediante tornitura è chiamato collettivamente tornitura. Utilizzando utensili di tornitura per deformazione, è possibile lavorare anche superfici curve rotanti durante l'avanzamento trasversale. La tornitura può anche lavorare superfici filettate, piani terminali, alberi eccentrici, ecc.
La precisione di tornitura è generalmente compresa tra IT11 e IT6 e la rugosità superficiale è compresa tra 12,5 e 0,8 μm. Nella tornitura fine, la precisione può raggiungere IT6-IT5 e la rugosità può raggiungere 0,4-0,1 μm. La produttività della tornitura è elevata, il processo di taglio è relativamente fluido e gli utensili sono relativamente semplici.
Campo di applicazione: foratura di fori centrali, foratura, alesatura, maschiatura, tornitura cilindrica, alesatura, tornitura di facce frontali, tornitura di scanalature, tornitura di superfici formate, tornitura di superfici coniche, zigrinatura e tornitura di filettature.
Fresatura
La fresatura è un metodo che utilizza un utensile rotante a più taglienti (fresa) su una fresatrice per la lavorazione del pezzo. Il movimento di taglio principale è la rotazione dell'utensile. A seconda che la direzione della velocità principale del movimento durante la fresatura sia uguale o opposta alla direzione di avanzamento del pezzo, si distingue tra fresatura concorde e fresatura ascendente.
(1) Fresatura verso il basso
La componente orizzontale della forza di fresatura è la stessa della direzione di avanzamento del pezzo. Solitamente c'è uno spazio tra la vite di avanzamento del piano portapezzo e la chiocciola fissa. Pertanto, la forza di taglio può facilmente far avanzare insieme il pezzo e il piano portapezzo, causando un aumento improvviso della velocità di avanzamento. Questo aumento, causando la formazione di lame.
(2) Controfresatura
Può evitare il fenomeno di movimento che si verifica durante la fresatura concorde. Durante la fresatura discorde, lo spessore di taglio aumenta gradualmente da zero, quindi il tagliente inizia a subire una fase di schiacciamento e scorrimento sulla superficie lavorata temprata dal taglio, accelerando l'usura dell'utensile.
Campo di applicazione: fresatura piana, fresatura a gradini, fresatura di scanalature, fresatura di superfici di formatura, fresatura di scanalature a spirale, fresatura di ingranaggi, taglio
Piallatura
La lavorazione di piallatura si riferisce generalmente a un metodo di lavorazione che utilizza una pialla per creare un movimento lineare alternativo rispetto al pezzo in lavorazione sulla pialla per rimuovere il materiale in eccesso.
La precisione di piallatura può generalmente raggiungere IT8-IT7, la rugosità superficiale è Ra6,3-1,6μm, la planarità di piallatura può raggiungere 0,02/1000 e la rugosità superficiale è 0,8-0,4μm, il che è superiore per la lavorazione di getti di grandi dimensioni.
Campo di applicazione: piallatura di superfici piane, piallatura di superfici verticali, piallatura di superfici a gradini, piallatura di scanalature ad angolo retto, piallatura di smussi, piallatura di scanalature a coda di rondine, piallatura di scanalature a D, piallatura di scanalature a V, piallatura di superfici curve, piallatura di sedi per chiavette nei fori, piallatura di cremagliere, piallatura di superfici composite
macinazione
La rettifica è un metodo di lavorazione della superficie del pezzo su una smerigliatrice, utilizzando come utensile una mola abrasiva artificiale ad alta durezza (mola abrasiva). Il movimento principale è la rotazione della mola.
La precisione di rettifica può raggiungere IT6-IT4 e la rugosità superficiale Ra può raggiungere 1,25-0,01 μm o persino 0,1-0,008 μm. Un'altra caratteristica della rettifica è la sua capacità di lavorare materiali metallici temprati, che rientra nell'ambito della finitura, ed è quindi spesso utilizzata come fase finale della lavorazione. A seconda delle diverse funzioni, la rettifica può anche essere suddivisa in rettifica cilindrica, rettifica di fori interni, rettifica piana, ecc.
Campo di applicazione: rettifica cilindrica, rettifica cilindrica interna, rettifica superficiale, rettifica di forme, rettifica di filettature, rettifica di ingranaggi
Perforazione
Il processo di lavorazione di vari fori interni su una macchina perforatrice è chiamato foratura ed è il metodo più comune di lavorazione dei fori.
La precisione di foratura è bassa, generalmente IT12~IT11, e la rugosità superficiale è generalmente Ra5,0~6,3μm. Dopo la foratura, si utilizzano spesso allargatura e alesatura per la semifinitura e la finitura. La precisione di alesatura è generalmente IT9-IT6 e la rugosità superficiale è Ra1,6-0,4μm.
Campo di applicazione: foratura, alesatura, maschiatura, fori di stronzio, raschiatura delle superfici
Lavorazione noiosa
La foratura è un metodo di lavorazione che utilizza una macchina alesatrice per aumentare il diametro dei fori esistenti e migliorarne la qualità. La foratura si basa principalmente sul movimento rotatorio dell'utensile di alesatura.
La precisione della lavorazione di alesatura è elevata, generalmente IT9-IT7, e la rugosità superficiale è Ra6,3-0,8 mm, ma l'efficienza produttiva della lavorazione di alesatura è bassa.
Campo di applicazione: lavorazione dei fori ad alta precisione, finitura di fori multipli
Lavorazione della superficie del dente
I metodi di lavorazione delle superfici dei denti degli ingranaggi possono essere suddivisi in due categorie: metodo di formatura e metodo di generazione.
La macchina utensile utilizzata per la lavorazione della superficie del dente con il metodo di formatura è generalmente una fresa tradizionale, e l'utensile è una fresa per formatura, che richiede due semplici movimenti di formatura: un movimento rotatorio e un movimento lineare dell'utensile. Le macchine utensili comunemente utilizzate per la lavorazione delle superfici del dente con il metodo di generazione sono dentatrici, stozzatrici, ecc.
Campo di applicazione: ingranaggi, ecc.
Lavorazione complessa delle superfici
Per il taglio di superfici curve tridimensionali si utilizzano principalmente metodi di fresatura a copia e fresatura CNC oppure metodi di lavorazione speciali.
Campo di applicazione: componenti con superfici curve complesse
EDM
La lavorazione tramite elettroerosione sfrutta l'elevata temperatura generata dalla scarica istantanea della scintilla tra l'elettrodo dell'utensile e l'elettrodo del pezzo in lavorazione per erodere il materiale superficiale del pezzo in lavorazione e ottenere la lavorazione.
Ambito di applicazione:
① Lavorazione di materiali conduttivi duri, fragili, tenaci, morbidi e ad alto punto di fusione;
2. Elaborazione di materiali semiconduttori e materiali non conduttivi;
3. Lavorazione di vari tipi di fori, fori curvi e microfori;
④Elaborazione di varie cavità con superfici curve tridimensionali, come le camere degli stampi per forgiatura, stampi per pressofusione e stampi per plastica;
⑤ Utilizzato per il taglio, la fresatura, il rinforzo delle superfici, l'incisione, la stampa di targhette e marcature, ecc.
Lavorazione elettrochimica
La lavorazione elettrochimica è un metodo che sfrutta il principio elettrochimico della dissoluzione anodica del metallo nell'elettrolita per dare forma al pezzo.
Il pezzo in lavorazione è collegato al polo positivo dell'alimentatore CC, l'utensile al polo negativo e tra i due poli viene mantenuta una piccola distanza (0,1 mm~0,8 mm). L'elettrolita, con una certa pressione (0,5 MPa~2,5 MPa), scorre attraverso la distanza tra i due poli ad alta velocità (15 m/s~60 m/s).
Campo di applicazione: lavorazione di fori, cavità, profili complessi, fori profondi di piccolo diametro, rigatura, sbavatura, incisione, ecc.
lavorazione laser
La lavorazione laser del pezzo viene completata da una macchina per la lavorazione laser. Le macchine per la lavorazione laser sono solitamente composte da laser, alimentatori, sistemi ottici e sistemi meccanici.
Campo di applicazione: filiere per trafilatura di fili diamantati, cuscinetti per pietre preziose per orologi, pellicole porose di lamiere punzonate divergenti raffreddate ad aria, lavorazione di piccoli fori di iniettori di motori, pale di motori aeronautici, ecc. e taglio di vari materiali metallici e non metallici.
Elaborazione ad ultrasuoni
La lavorazione a ultrasuoni è un metodo che sfrutta la vibrazione a frequenza ultrasonica (16 KHz ~ 25 KHz) della superficie terminale dell'utensile per colpire gli abrasivi sospesi nel fluido di lavoro; le particelle abrasive colpiscono e lucidano la superficie del pezzo in lavorazione per lavorarlo.
Campo di applicazione: materiali difficili da tagliare
Principali settori applicativi
Generalmente, i pezzi lavorati tramite CNC hanno un'elevata precisione, pertanto i pezzi lavorati tramite CNC vengono utilizzati principalmente nei seguenti settori:
Aerospaziale
L'industria aerospaziale necessita di componenti con elevata precisione e ripetibilità, tra cui le pale delle turbine nei motori, gli utensili utilizzati per realizzare altri componenti e perfino le camere di combustione utilizzate nei motori dei razzi.
Costruzione di automobili e macchinari
L'industria automobilistica richiede la produzione di stampi ad alta precisione per la fusione di componenti (come i supporti motore) o la lavorazione di componenti ad alta tolleranza (come i pistoni). La macchina a portale fonde i moduli in argilla che vengono utilizzati nella fase di progettazione dell'auto.
industria militare
L'industria militare utilizza componenti ad alta precisione con rigidi requisiti di tolleranza, tra cui componenti di missili, canne di mitragliatrici, ecc. Tutti i componenti lavorati nel settore militare traggono vantaggio dalla precisione e dalla velocità delle macchine CNC.
medico
I dispositivi medici impiantabili sono spesso progettati per adattarsi alla forma degli organi umani e devono essere realizzati con leghe avanzate. Poiché nessuna macchina manuale è in grado di produrre tali forme, le macchine a controllo numerico (CNC) diventano una necessità.
energia
Il settore energetico abbraccia tutti i settori dell'ingegneria, dalle turbine a vapore alle tecnologie all'avanguardia come la fusione nucleare. Le turbine a vapore richiedono pale ad alta precisione per mantenere l'equilibrio al loro interno. La forma della cavità di soppressione del plasma per la ricerca e sviluppo nella fusione nucleare è molto complessa, realizzata con materiali avanzati e richiede il supporto di macchine a controllo numerico.
La lavorazione meccanica si è sviluppata fino ad oggi e, in seguito al miglioramento delle esigenze del mercato, sono state sviluppate diverse tecniche di lavorazione. Nella scelta del processo di lavorazione, è possibile considerare diversi aspetti: tra cui la forma della superficie del pezzo, la precisione dimensionale, la precisione di posizionamento, la rugosità superficiale, ecc.
Solo scegliendo il processo più appropriato possiamo garantire la qualità e l'efficienza di lavorazione del pezzo con il minimo investimento e massimizzare i benefici generati.
Data di pubblicazione: 18-01-2024