Što je CNC glodanje?

Što je CNC glodanje?

CNC glodanje, puni naziv je Računalno numeričko kontrolno glodanje, je proces obrade koji koristi računalno kontrolirane i rotirajuće alate za rezanje s više točaka za postupno uklanjanje materijala s obratka i proizvodnju posebno dizajniranog dijela ili proizvoda. Proces je prikladan za obradu raznih materijala, kao što su metal, plastika, drvo, te za proizvodnju raznih dijelova i proizvoda po narudžbi.
Višestruke mogućnosti dostupne su pod okriljem usluga precizne CNC obrade, uključujući mehaničku, kemijsku, električnu i toplinsku obradu. CNC glodanje je mehanički proces koji uključuje bušenje, tokarenje i razne druge procese obrade, što znači da se materijal s radnog komada uklanja mehaničkim sredstvima, kao što je djelovanje reznog alata glodala.
Ovaj se članak fokusira na CNC proces glodanja, izlažući osnove procesa, kao i komponente i alate CNC glodalice. Osim toga, ovaj članak istražuje različite operacije glodanja i pruža alternative CNC procesu glodanja.

Millingova definicija

Što je mljevenje? Ovo je vrsta strojne obrade koja koristi alat za oblikovanje radnog komada na stolu koji je obično pomičan, iako neki strojevi za glodanje također imaju pomične alate. Glodanje je izvorno bila ručna operacija koju su izvodili radnici, ali danas većinu glodanja obavljaju CNC strojevi za glodanje, koji koriste računala za nadzor procesa glodanja. CNC glodanje može pružiti veću preciznost, točnost i produktivnost, ali postoje situacije u kojima ručno glodanje može biti korisno. Ručno glodanje zahtijeva puno tehničkih vještina i iskustva, čime se skraćuje vrijeme obrade. Također ima dodatnu prednost što su ručni mlinovi jeftiniji i korisnici ne moraju brinuti o programiranju stroja.

Pregled CNC glodanja

Kao i većina tradicionalnih mehaničkih CNC procesa obrade, CNC procesi glodanja koriste računalne kontrole za rad i manipulaciju alatnim strojevima koji režu i oblikuju zareze. Osim toga, proces slijedi iste osnovne faze proizvodnje kao i svi CNC procesi obrade, uključujući:

• Dizajnirajte CAD modele
• Pretvorite CAD modele u CNC programe
• Postavljanje CNC glodalice
• Izvedite operaciju glodanja

Što je CNC glodanje?

Korištenje električnih romobila ističe CNC glodanje proces počinje izradom 2D ili 3D CAD dizajna dijela. Kompletan dizajn se zatim izvozi u format datoteke kompatibilan s CNC-om i pretvara se pomoću CAM softvera u CNC strojni program koji diktira kretanje stroja i kretanje alata po radnom komadu. Prije nego što operater pokrene CNC program, priprema CNC glodalicu tako da pričvrsti obradak na radnu površinu alatnog stroja (tj. stol) ili na držač obratka (kao što je škripac) i montira alat za glodanje na stroj. vreteno alata. CNC proces glodanja koristi horizontalne ili vertikalne CNC snažne strojeve za glodanje – ovisno o specifikacijama i zahtjevima primjene glodanja – kao i rotirajuće alate za rezanje s više točaka (tj. s više zubaca), kao što su glodala i bušilice. Kada je stroj spreman, operater pokreće program kroz sučelje stroja koji traži od stroja da izvrši operaciju glodanja.

Nakon što se pokrene CNC proces glodanja, alatni stroj počinje rotirati rezni alat brzinom do nekoliko tisuća okretaja u minuti. Ovisno o vrsti glodalice koja se koristi i zahtjevima primjene glodanja, kada alat uroni u radni komad, stroj će učiniti jedno od sljedećeg kako bi napravio potrebne rezove na radnom komadu:

1. Polako uvucite radni komad u stacionarni rotirajući alat
2. Pomicanje alata na stacionarni radni komad
3. Relativno kretanje alata i obratka

Za razliku od ručnog procesa glodanja, kod CNC glodanja, alatni stroj obično hrani pokretni obrat rotacijom alata za rezanje, a ne rotacijom alata za rezanje. Operacije glodanja koje se pridržavaju ove konvencije nazivaju se operacije glodanja uspona, dok se suprotna operacija naziva konvencionalnim operacijama glodanja.
Općenito, glodanje je najprikladnije kao dodatak ili proces završne obrade obrađenom izratku kako bi se pružila definicija značajki dijela kao što su rupe, utori i navoji, ili za proizvodnju značajki dijela. Međutim, proces se također može koristiti za oblikovanje temeljnog materijala od početka do kraja. U oba slučaja, proces mljevenja postupno uklanja materijal kako bi se stvorio željeni oblik i oblik dijela. Prvo, alat izrezuje male komadiće, ili strugotine, iz radnog komada kako bi se stvorio približan oblik. Radni komad se zatim gloda po većem rasporedu i s većom preciznošću kako bi se završio dio s njegovim preciznim značajkama i specifikacijama. Često je gotovi dio potrebno nekoliko puta strojno obraditi kako bi se postigla željena točnost i tolerancije. Za dijelove složenije geometrije, nakon što je operacija glodanja završena i dio je proizveden prema posebno dizajniranim specifikacijama, glodani dio ide u završnu i naknadnu fazu proizvodnje.
CNC operacija glodanja

CNC glodanje je proces strojne obrade prikladan za proizvodnju visoko preciznih dijelova visoke tolerancije u prototipima, jednokratnim i malim do srednjim serijama proizvodnje. Dok se dijelovi obično proizvode s tolerancijama u rasponu od +/- 2 filamenta do +/- 10 filamenata, neki strojevi za glodanje mogu postići tolerancije do +/- 1 filamenta ili čak više. Svestranost procesa glodanja omogućuje njegovu upotrebu u širokom rasponu industrija i za razne značajke i dizajn dijelova, uključujući utore, skošene dijelove, navoje i džepove. Najčešće CNC operacije glodanja uključuju:

• Čelično glodanje
• Ravno glodanje
• Kutno glodanje
• Glodanje oblika

glodanje lica

Čelno glodanje kod kojeg je os rotacije alata za rezanje okomita na površinu obratka. Ova metoda koristi čeono glodalo koje ima zube i na obodu i na prednjoj strani alata, pri čemu se perimetarski zubi prvenstveno koriste za rezanje, a čeoni zubi se koriste za doradu. Obično se čeono glodanje koristi za stvaranje ravnih površina i kontura na gotovom dijelu i sposobno je proizvesti kvalitetniju završnu obradu od ostalih procesa glodanja. I vertikalni i horizontalni strojevi za glodanje podržavaju ovaj proces.
Vrste čeonog glodanja uključuju krajnje i bočne glodalice, koje koriste krajnje i bočne glodalice.

Ravno glodanje

Čeono glodanje, također poznato kao čelno glodanje ili glodanje ploča, kod kojeg je os rotacije reznog alata paralelna s površinom obratka. Proces koristi obične zube glodala za obavljanje operacija rezanja na periferiji. Ovisno o specifikacijama primjene glodanja, kao što su dubina rezanja i veličina izratka, dostupni su uski i široki rezači. Uski noževi omogućuju dublje rezove, dok se široki noževi mogu koristiti za rezanje većih površina. Ako primjena čeonog glodanja zahtijeva uklanjanje velike količine materijala s obratka, operater započinje korištenjem glodala s grubim zubima, malim brzinama rezanja i velikim brzinama posmaka kako bi proizveo približnu geometriju posebno dizajniranog dijela. Operateri tada uvode rezače s finijim zupcima, veće brzine rezanja i sporije brzine posmaka kako bi proizveli detalje gotovog dijela.

Kutno glodanje

Kutno glodanje je mjesto gdje je os rotacije reznog alata pod kutom u odnosu na površinu obratka. Proces koristi jednokutne glodalice (pod kutom prema specifičnom dizajnu koji se obrađuje) za stvaranje kutnih značajki kao što su skošeni, nazubljeni i utori. Uobičajena primjena za kutno glodanje je proizvodnja lastinog repa, koji koriste glodalice od 45°, 50°, 55° ili 60° ovisno o dizajnu lastinog repa.

Glodanje oblika

Glodanje profila odnosi se na operacije glodanja koje uključuju nepravilne površine, konture i profile, kao što su dijelovi sa zakrivljenim i ravnim površinama ili potpuno zakrivljene površine. U procesu se koriste rezači profila ili letvica dizajnirani za specifične primjene, kao što su konveksni, konkavni i kutni rezači fileta. Neke uobičajene primjene za glodanje oblika uključuju proizvodnju hemisferičnih i polukružnih šupljina, perli i profila, kao i složene dizajne i zamršene dijelove iz jednog stroja.

Ostale operacije glodanja

Osim navedenih operacija, strojevi za glodanje mogu se koristiti za obavljanje drugih specijaliziranih operacija glodanja i strojne obrade. Primjeri drugih dostupnih vrsta operacija glodanja uključuju:

Korak glodanja: Stepeno glodanje odnosi se na operaciju glodanja u kojoj alatni stroj obrađuje dvije ili više paralelnih površina obratka u jednom rezu. Proces koristi dva rezača na istom vretenu stroja, raspoređena tako da su rezači s obje strane obratka i mogu istovremeno glodati s obje strane

Kombinirano glodanje: Što je kombinirano glodanje? Kombinirano glodanje je operacija glodanja koja se izvodi s dva ili više alata (obično različitih veličina, oblika ili širina) na istoj osovini stroja. Svaki rezač može izvoditi istu operaciju rezanja u isto vrijeme, ili različite operacije rezanja u isto vrijeme, omogućujući proizvodnju složenijih dijelova u kraćem vremenskom razdoblju.

Konturno glodanje: Konturno glodanje je mjesto gdje alatni stroj stvara putanju rezanja na radnom komadu duž okomite ili nagnute površine. U procesu se koristi oprema za glodanje profila i alati za rezanje, koji mogu biti paralelni ili okomiti na površinu obratka.

Rezanje zupčanika: Rezanje zupčanika je operacija glodanja koja koristi evolventni rezač zupčanika za stvaranje zubaca zupčanika. Ovi glodali su vrsta profilnih glodala i dostupni su u različitim oblicima i veličinama koraka ovisno o broju zuba potrebnih za određeni dizajn zupčanika. U tom se procesu također mogu koristiti posebni nastavci alata za tokarenje za izradu zubaca zupčanika.

Ostali procesi strojne obrade: Budući da strojevi za glodanje podržavaju korištenje drugih alatnih strojeva osim alata za glodanje, oni se mogu koristiti za procese obrade osim glodanja, kao što su bušenje, bušenje, razvrtanje i urezivanje.
Kao i većina CNC procesa obrade, CNC proces glodanja koristi CAD softver za generiranje početnog dizajna dijela i CAM softver za generiranje CNC programa koji daje upute za obradu za proizvodnju dijela. CNC program se zatim učitava na CNC stroj po izboru kako bi se pokrenuo i izvršio proces glodanja.

Mjere opreza za glodalicu

Općenito, strojevi za glodanje dijele se na horizontalne i vertikalne konfiguracije strojeva i razlikuju se po broju osi gibanja.

Na vertikalnoj glodalici vreteno stroja je okomito orijentirano, dok je u horizontalnom smjeru vreteno glodala pozicionirano vodoravno. Horizontalni strojevi također uključuju vretena tijekom glodanja za dodatnu potporu i stabilnost, kao i mogućnost podržavanja širokog spektra reznih alata, kao što je glodanje s kotačima i glodanjem.

Upravljanje i vertikalnim i horizontalnim strojevima za glodanje ovisi o vrsti stroja koji se koristi. Na primjer, neki strojevi mogu podizati i spuštati vreteno i pomicati stol bočno, dok drugi strojevi imaju fiksno vreteno i stol koji se može kretati vodoravno, okomito i rotacijsko. Prilikom odabira vertikalnih i horizontalnih glodalica, proizvođači i trgovine moraju uzeti u obzir zahtjeve primjene glodanja, kao što su broj površina koje je potrebno glodati te veličina i oblik dijela. Na primjer, teški obradaci su prikladniji za horizontalne operacije glodanja, dok su primjene udubljenja prikladnije za operacije okomitog glodanja. Dostupna je i pomoćna oprema koja može naknadno ugraditi vertikalne ili horizontalne strojeve kako bi podržala suprotan proces.

Većina CNC glodala može koristiti 3 do 5 osi - obično pruža performanse duž osi XYZ i (ako je primjenjivo) oko rotacijske osi. Os X i Y predstavljaju horizontalno kretanje (kretanje lijevo i desno i naprijed-natrag po ravnini, respektivno), dok os Z predstavlja okomito kretanje (kretanje gore i dolje), a W predstavlja horizontalno kretanje. – Os predstavlja dijagonalno kretanje u okomitoj ravnini. Kod osnovnih CNC glodalica horizontalno pomicanje moguće je u dvije osi (XY), dok noviji modeli dopuštaju dodatnu os gibanja, kao što su 3-, 4- i 5-osni CNC strojevi. U nastavku donosimo pregled nekih karakteristika glodalica razvrstanih prema broju osi gibanja.

3 osi

• Može zadovoljiti većinu potreba strojne obrade
• Postavljanje stroja je jednostavno.
• Potrebna je samo jedna radna stanica
• Viši zahtjevi za znanjem operatera
• niža učinkovitost i kvaliteta

4 osi

• Bolje mogućnosti od strojeva s 3 osi
• Veća preciznost i točnost od 3-osnih strojeva
• Postavljanje stroja je složenije od strojeva s 3 osi
• Skuplji od troosnog stroja

5 osi

• Može se konfigurirati s više osi (npr. 4+1, 3+2 ili 5)
• snažnije
• Ovisno o konfiguraciji, bržim tipkama je lakše upravljati od strojeva s tri i četiri osi
• Viša razina kvalitete i preciznosti
• Ovisno o konfiguraciji, radi sporije od 3-osne i 4-osne obrade
• Skuplji od 3-osnih i 4-osnih strojeva

Ovisno o vrsti korištene glodalice, stroj, stol stroja ili obje komponente mogu biti dinamičke. Obično se dinamičke tablice pomiču duž osi XY, ali se također mogu pomicati gore i dolje kako bi podesile dubinu rezanja i rotirati duž okomite ili horizontalne osi kako bi proširile rez. Za primjene glodanja koje zahtijevaju dinamičke alate, uz svojstveno rotacijsko gibanje, alatni stroj se pomiče okomito duž više osi, dopuštajući da se opseg alata (a ne samo njegov vrh) zareže u radni komad. CNC glodalice s većim stupnjevima slobode omogućuju veću svestranost i složenost proizvedenih glodanih dijelova.

Vrsta glodalice

Dostupno je nekoliko različitih vrsta strojeva za glodanje za različite primjene strojne obrade. Osim što se klasificiraju isključivo na temelju konfiguracije stroja ili broja osi gibanja, strojevi za glodanje mogu se klasificirati i prema svojim specifičnim karakteristikama. Neke od najčešćih vrsta strojeva za glodanje uključuju:

• tip koljena
• Ovna tipa
• Vrsta kreveta (ili proizvodna vrsta)
• poravnjivač

Tip koljena: Strojevi za glodanje tipa koljena imaju fiksno vreteno i okomito podesiv stol koji se oslanja na sjedalo poduprto koljenom. Ovisno o položaju stroja, koljeno se može spuštati i podizati na stupu. Neki primjeri mlinova za koljena uključuju podne i stolne horizontalne mlinove.

Tip ram: Strojevi za glodanje tipa ram koriste vreteno koje je pričvršćeno na stup, što omogućuje pomicanje stroja duž osi XY s pomičnim kućištem (tj. RAM). Dvije najčešće vrste vertikalnih strojeva za glodanje uključuju podne horizontalne strojeve za glodanje opće namjene i rotacijske glodalice.

Vrsta ležaja: Glodalica s ležajem koristi stol koji je izravno pričvršćen na stroj kako bi spriječio pomicanje obratka duž Y i Z osi. Radni komad se nalazi ispod alata za rezanje, koji se, ovisno o stroju, može kretati duž osi XYZ. Neki od dostupnih strojeva za glodanje s ležajem uključuju jednostrane, dvostrane i trostrane glodalice. Jednostrani strojevi koriste jedno vreteno koje se kreće duž osi X ili Y, dok dvostrani strojevi koriste dva vretena, dok trostrani strojevi koriste tri vretena (dva vodoravna i jedno okomito) za obradu duž osi XY i XYZ, odnosno.

Mlinovi za blanjanje: Mlinovi za blanjanje slični su glodalicama s ležajem po tome što imaju stol koji je fiksiran duž osi Y i Z i vreteno koje se može kretati duž osi XYZ. Međutim, blanjalice mogu istovremeno podržavati više strojeva (obično do četiri), smanjujući vrijeme isporuke za složene dijelove.

Neki od dostupnih specijalnih vrsta strojeva za glodanje uključuju rotacijski stol, bubanj i planetarne glodalice. Strojevi za glodanje s rotirajućim stolom imaju kružni stol koji se rotira oko okomite osi i koristi strojeve smještene na različitim visinama za grubu i završnu obradu. Stroj za glodanje s bubnjem sličan je stroju s rotirajućim stolom, osim što se stol naziva "bubanj" i rotira se oko vodoravne osi. U planetarnom stroju stol je fiksiran, a izradak je cilindričan. Rotirajući se stroj kreće po površini izratka, režući i unutarnje i vanjske značajke kao što su navoji.

Materijali za obradu

CNC proces glodanja najbolje je koristiti kao sekundarni proces obrade kako bi se osigurale mogućnosti završne obrade za posebno dizajnirane dijelove, ali se također može koristiti za proizvodnju posebno dizajniranih i posebnih dijelova od početka do kraja. CNC tehnologija glodanja omogućuje proces obrade dijelova u različitim materijalima, uključujući:

• Metali (uključujući legure, posebne metale, teške metale, itd.)
• Plastika (uključujući termoreaktivne i termoplastične)
• elastomer
• kompozitni materijal
• drvo

Kao i kod svih procesa strojne obrade, pri odabiru materijala za primjenu glodanja potrebno je uzeti u obzir nekoliko čimbenika, kao što su svojstva materijala (tj. tvrdoća, vlačna i posmična čvrstoća, kemijska i visoka temperaturna otpornost) i isplativost materijala. materijal za obradu. Ovi kriteriji određuju, odnosno, je li materijal prikladan za proces mljevenja i proračunska ograničenja primjene mljevenja. Odabrani materijal određuje vrstu stroja koji se koristi i njegov dizajn, kao i optimalne postavke stroja uključujući brzinu rezanja, brzinu posmaka i dubinu rezanja.

Dakle, što je CNC glodanje?

CNC glodanje je proces obrade prikladan za obradu raznih materijala i proizvodnju raznih dijelova po narudžbi. Iako ovaj proces može pokazati prednosti u odnosu na druge procese strojne obrade, možda neće biti prikladan za svaku proizvodnu primjenu, a drugi se procesi mogu pokazati prikladnijim i isplativijim.

Neki drugi konvencionalniji procesi obrade uključuju bušenje i tokarenje. Poput glodanja, bušenje se obično obavlja višestrukim alatom (tj. svrdlom), dok se tokarenje vrši alatom s jednom točkom. Međutim, dok se okreće, izradak se može kretati i rotirati poput nekih aplikacija za glodanje, dok tijekom bušenja obradak miruje tijekom procesa bušenja.

Neki nekonvencionalni procesi strojne obrade (tj. bez upotrebe alatnih strojeva, ali ipak s procesima mehaničkog uklanjanja materijala) uključuju ultrazvučnu obradu, rezanje vodenim mlazom i abrazivnu mlaznu obradu. Nekonvencionalni, neobrađeni procesi (tj. procesi kemijske, električne i toplinske obrade) pružaju druge alternative uklanjanju materijala s izradaka koji ne koriste alatne strojeve ili mehaničke procese uklanjanja materijala, uključujući kemijsko glodanje, elektrokemijsko uklanjanje rubova, lasersko rezanje i rezanje plazma lukom . Ove nekonvencionalne metode obrade podupiru proizvodnju složenijih, zahtjevnijih i specijaliziranih dijelova koji često nisu mogući s konvencionalnom obradom.