A maquinagem CNC é o fabrico e o processamento de peças e produtos sob controlo informático. A maquinagem de controlo numérico envolve a utilização de máquinas-ferramentas de controlo numérico computorizado (CNC) para fazer ajustes a uma peça de material (ou seja, uma peça de trabalho), removendo automaticamente o excesso de material. Normalmente, o material com que todos nós trabalhamos é o metal e, quando a remoção está concluída, é produzido o produto ou peça acabada. Este processo é também conhecido como fabrico subtrativo. Para melhor executar a maquinagem CNC, são utilizadas aplicações informáticas para controlar o movimento das máquinas-ferramentas. Os tipos mais comuns de máquinas-ferramentas CNC incluem os processos mais comuns de fresagem e torneamento, seguidos de retificação, EDM, etc.
Características da maquinagem CNC
- Elevado grau de automatização e eficiência de produção muito elevada. Com exceção da fixação de peças em bruto, todos os outros procedimentos de processamento podem ser concluídos por máquinas-ferramentas CNC. Se combinado com o método de carga e descarga automática, é uma parte básica da fábrica de controlo não tripulada.
O processamento CNC reduz o trabalho do operador, melhora as condições de trabalho, poupa na marcação, fixação e posicionamento múltiplos, testes e outros processos e operações auxiliares, e melhora efetivamente a eficiência da produção. - Adaptabilidade a objectos maquinados por CNC Ao mudar o objeto de processamento, para além de mudar a ferramenta e resolver o método de fixação da peça em bruto, só precisa de ser reprogramado sem outros ajustes complicados, o que encurta o ciclo de preparação da produção.
- Alta precisão de processamento e qualidade estável. A precisão do tamanho do processamento situa-se entre d0,005-0,01mm, o que não é afetado pela complexidade das peças, uma vez que a maioria das operações é concluída automaticamente pela máquina. Por conseguinte, o tamanho das peças do lote é aumentado e os dispositivos de deteção de posição também são utilizados em máquinas-ferramentas com controlo de precisão, para melhorar ainda mais a precisão da maquinagem CNC de precisão.
- O processamento CNC tem duas características principais: uma é o facto de poder melhorar significativamente a precisão do processamento, incluindo a precisão da qualidade do processamento e a precisão do erro do tempo de processamento; a outra é a repetibilidade da qualidade do processamento, que pode estabilizar a qualidade do processamento e manter a qualidade das peças processadas.
Que tipo de maquinagem é CNC?
De acordo com o material e os requisitos da peça a maquinar, podem ser seleccionados diferentes métodos de processamento. A compreensão dos métodos de maquinação comuns e do âmbito de aplicação permitir-nos-á encontrar o método de processamento mais adequado para as peças.
Virar
O método de maquinação de peças com um torno é coletivamente designado por torneamento. Utilizando a ferramenta de torneamento de formação, a superfície rotativa também pode ser processada quando é utilizado o avanço horizontal. O torneamento também pode processar superfícies roscadas, planos de extremidade e veios excêntricos.
A precisão de torneamento é geralmente IT11-IT6, e a rugosidade da superfície é de 12,5-0,8μm. Ao terminar o carro, pode atingir IT6-IT5, e a rugosidade pode atingir 0,4-0,1μm. O torneamento tem maior produtividade, um processo de corte mais suave e ferramentas mais simples.
Âmbito de aplicação: perfuração de furo central, perfuração, alargamento, roscagem, torneamento de círculo exterior, perfuração, torneamento de face de extremidade, torneamento de ranhura, torneamento de superfície de formação, torneamento de superfície de cone, recartilhamento, torneamento de rosca
Fresagem
A fresagem é um método de processamento de uma peça de trabalho utilizando uma ferramenta rotativa com várias lâminas (fresa) numa máquina de fresagem, sendo o principal movimento de corte a rotação da ferramenta. De acordo com a direção igual ou oposta da velocidade do movimento principal e a direção de alimentação da peça de trabalho durante a fresagem, pode ser dividida em fresagem descendente e fresagem ascendente.
(1) Fresagem escalar
A força do componente horizontal da força de fresagem é a mesma que a direção de alimentação da peça de trabalho, e há geralmente uma lacuna entre o parafuso de alimentação da mesa da peça de trabalho e a porca fixa, de modo que a força de corte é suscetível de fazer com que a peça de trabalho e a mesa se movam para a frente em conjunto, fazendo com que a taxa de alimentação aumente subitamente, causando um ataque de faca.
(2) Fresagem ascendente
O fenómeno de movimento que ocorre durante a fresagem ascendente pode ser evitado. Durante a fresagem ascendente, a espessura de corte aumenta gradualmente a partir de zero, pelo que a aresta de corte começa a experimentar uma fase de compressão e deslizamento na superfície maquinada endurecida pelo corte, o que acelera o desgaste da ferramenta de corte.
Âmbito de aplicação: plano de fresagem, passo de fresagem, ranhura de fresagem, superfície em forma de fresagem, ranhura em espiral de fresagem, engrenagem de fresagem, corte
Aplainamento
O processamento de aplainamento refere-se geralmente ao método de processamento que utiliza a plaina para efetuar movimentos lineares recíprocos em relação à peça de trabalho na plaina para remover o excesso de material.
A precisão de aplainamento pode geralmente atingir IT8-IT7, a rugosidade da superfície é Ra6.3-1.6μm, o nivelamento de aplainamento pode atingir 0.02 / 1000 e a rugosidade da superfície é 0.8-0.4μm, que é superior ao processamento de grandes peças fundidas.
Âmbito de aplicação: aplainar superfícies planas, aplainar superfícies verticais, aplainar superfícies de degraus, aplainar ranhuras em ângulo reto, aplainar superfícies inclinadas, aplainar ranhuras em cauda de andorinha, aplainar ranhuras em forma de D, aplainar ranhuras em forma de V, aplainar superfícies curvas, aplainar ranhuras de chaveta em furos, aplainar prateleiras, aplainar superfícies compostas
Retificação
A retificação é um método de corte da superfície de uma peça de trabalho numa máquina rectificadora que utiliza uma mó artificial de elevada dureza (mó) como ferramenta, sendo o seu principal movimento a rotação da mó.
A precisão da moagem pode atingir IT6-IT4, e a rugosidade da superfície Ra pode atingir 1,25-0,01μm, mesmo 0,1-0,008μm. Outra caraterística da retificação é que ela pode processar materiais metálicos endurecidos, que pertencem ao escopo do acabamento, por isso é frequentemente usado como o procedimento de processamento final. De acordo com as diferentes funções, a retificação também pode ser dividida em retificação cilíndrica, retificação de furos interiores, retificação plana, etc.
Âmbito de aplicação: retificação cilíndrica, retificação interna, retificação de superfícies, retificação de formas, retificação de roscas, retificação de engrenagens
Perfuração
O processo de processamento de vários orifícios interiores numa máquina de perfuração é designado por perfuração, que é o método mais comum de processamento de orifícios.
A precisão da perfuração é baixa, geralmente IT12~IT11, e a rugosidade da superfície é geralmente Ra5.0~6.3um. Após a perfuração, a fresagem e a fresagem são frequentemente utilizadas para semi-acabamento e acabamento. A precisão de maquinação do alargamento é geralmente IT9-IT6, e a rugosidade da superfície é Ra1.6-0.4μm.
Âmbito de aplicação: perfuração, alargamento, rosqueamento, furo de estrôncio, plano de raspagem
Aborrecido
O processamento de perfuração utiliza uma máquina de perfuração para expandir o diâmetro dos furos existentes e melhorar a qualidade do método de processamento. O processamento de perfuração baseia-se principalmente no movimento rotativo da ferramenta de perfuração.
A precisão da maquinagem de perfuração é elevada, geralmente é IT9-IT7, e a rugosidade da superfície é Ra6.3-0.8mm, mas a eficiência de produção da maquinagem de perfuração é baixa.
Âmbito de aplicação: maquinagem de furos de alta precisão, acabamento de furos múltiplos
Processamento da superfície do dente
Os métodos de tratamento da superfície dos dentes de engrenagem podem ser divididos em duas categorias: métodos de formação e métodos de geração.
A máquina-ferramenta utilizada para processar a superfície do dente pelo método de formação é geralmente uma fresadora comum, e a ferramenta é uma fresa de formação, que requer dois movimentos simples de formação: rotação da ferramenta e movimento linear. As máquinas-ferramentas normalmente utilizadas para maquinar superfícies de dentes pelo método de geração são as máquinas de fresagem de engrenagens, as máquinas de moldagem de engrenagens, etc.
Âmbito de aplicação: engrenagens, etc.
processamento complexo de superfícies
O processo de corte de superfícies curvas tridimensionais adopta principalmente os métodos de fresagem de perfil, fresagem CNC ou métodos de processamento especiais.
Âmbito de aplicação: componentes com superfícies complexas
EDM
A EDM utiliza a alta temperatura gerada pela descarga instantânea de faíscas entre o elétrodo da ferramenta e o elétrodo da peça de trabalho para corroer o material da superfície da peça de trabalho para conseguir a maquinação.
Âmbito de aplicação:
- Processar materiais condutores duros, frágeis, resistentes, macios e com elevado ponto de fusão;
- Processing semiconductor materials and non-conductive materials;
- Processing various types of holes, curved holes and tiny holes;
- Process various three-dimensional curved surface cavities, such as forging dies, die-casting dies, and plastic dies;
- Used for cutting, surface strengthening, engraving, printing nameplates and marks, etc.
electrolytic machining
Electrolytic machining is a method of forming and processing workpieces by using the electrochemical principle of anodic dissolution of metals in electrolytes.
The workpiece is connected to the positive pole of the DC power supply, the tool is connected to the negative pole, and a narrow gap (0.1mm ~ 0.8mm) is maintained between the two poles. The electrolyte with a certain pressure (0.5MPa-2.5MPa) flows through the gap between the two electrodes at a high speed of 15m/s-60m/s.
Scope of application: machining holes, cavities, complex surfaces, small diameter deep holes, rifling, deburring, marking, etc.
laser processing
The laser processing of the workpiece is completed by a laser processing machine. Laser processing machines are usually composed of lasers, power supplies, optical systems and mechanical systems.
Scope of application: small hole processing of diamond wire drawing dies, watch jewel bearings, porous skin of divergent air-cooled punching sheets, engine fuel injectors, aeroengine blades, etc., and cutting of various metal materials and non-metal materials.
Ultrasonic processing
Ultrasonic machining is a method of machining the workpiece by impacting the suspended abrasive in the working fluid with the end face of the tool vibrating at an ultrasonic frequency (16KHz ~ 25KHz), and polishing the surface of the workpiece by the abrasive particles.
Scope of application: Difficult-to-cut materials
CNC machining process
Compared with traditional manual machining, CNC machining is much faster. The computer code is correct and conforms to the design. The finished product has high dimensional accuracy and small error. CNC manufacturing, which can be used to manufacture end-use products and components, is usually only cost-effective in low-volume, short production runs, making it ideal for rapid prototyping. Multi-Axis CNC Machining
Multi-Axis CNC Machining
CNC milling involves removing material using rotating tools. Either the workpiece remains stationary and the tool moves onto the workpiece, or the workpiece enters the machine at a predetermined angle. The more axes of motion a machine has, the more complex and faster its forming process will be.
Three-axis CNC machining
Three-axis CNC milling remains one of the most popular and widely used machining processes. In 3-axis machining, the workpiece remains stationary and a rotating tool cuts along the x, y, z axes. This is a relatively simple form of CNC machining that can produce products with simple structures. It is not suitable for machining complex geometries or products with complex components.
Since cutting can only be done in three axes, machining speeds can also be slower than four- or five-axis CNC, as the workpiece may need to be manually repositioned to obtain the desired shape.
Four-axis CNC machining
In 4-axis CNC milling, a fourth axis is added to the motion of the cutting tool, allowing rotation about the x-axis. Now there are four axes – x-axis, y-axis, z-axis and a-axis (rotation around x-axis). Most 4-axis CNC machines also allow the workpiece to rotate, which is known as the b-axis, allowing the machine to function as both a mill and a lathe.
If you need to drill holes in the side of a part or on the curved surface of a cylinder, 4-axis CNC machining is the answer. It greatly speeds up the machining process and has high machining accuracy.
Five-axis CNC machining
Five-axis CNC milling has an extra axis of rotation compared to four-axis CNC milling. The fifth axis is rotation around the y-axis, also known as the b-axis. The workpiece can also be rotated on some machines, sometimes called a b-axis or c-axis.
Due to the high versatility of 5-axis CNC machining, it is used to manufacture complex precision parts. Such as medical components of artificial prosthetics or bones, aerospace components, titanium components, oil and gas mechanical components, military products, etc.
Application industry
Generally, the precision of parts processed by CNC is very high, so the parts processed by CNC are mainly used in the following industries:
- Aeroespacial
Aerospace requires components with great precision and repeatability, including turbine blades in engines, tooling used to make other components, and even combustion chambers used in rocket engines.
- Automobile and machine building
The automotive industry requires the manufacture of high-precision molds for casting components such as engine blocks or machining high-tolerance components such as pistons. The gantry machine casts clay modules for use in the design phase of the car.
- military industry
The military industry uses high-precision components with tight tolerances, including missile components, gun barrels, and more. All machined components in the military industry can benefit from the precision and speed of CNC machines.
- the medical
Medical implants are often designed to fit the shape of human organs and must be manufactured from advanced alloys. Since there are no manual machines capable of generating such shapes, CNC machines have become a necessity.
- energy
The energy industry encompasses all fields of engineering, from steam turbines to cutting-edge technologies such as nuclear fusion. Steam turbines require high-precision turbine blades to maintain the balance in the turbine, and the shape of the R&D plasma suppression cavity in nuclear fusion is very complex, manufactured with advanced materials, and requires the support of CNC machines.
With the development of mechanical processing to this day, various processing techniques have been derived following the improvement of market requirements. When you choose a machining process, you can consider many aspects: including the surface shape of the processed workpiece, dimensional accuracy, position accuracy, surface roughness, etc.
Only by choosing the most suitable processing technology can the quality and processing efficiency of the workpiece be guaranteed with the minimum investment, and the benefits generated can be maximized.
MINDWELL is engaged in CNC machining services, has been deeply involved in the industry for many years, and has rich experience. If you have CNC processing, CNC lathe processing, or five-axis processing, including aluminum, copper, stainless steel, iron, titanium alloy, plastic, and other products, please contact us directly.
