EUSpiegazione della tornitura CNC: processo, operazioni e vantaggi
La tornitura a controllo numerico computerizzato (CNC) è un processo di produzione sottrattiva che applica un utensile da taglio fisso per rimuovere materiale da un pezzo, che è tipicamente cilindrico.
Con l'avvento della tecnologia, la tornitura CNC continua a crescere in popolarità in tutto il mondo. I produttori ritengono che il processo sia adatto in termini di velocità, convenienza e affidabilità.
Questo articolo si concentra sul principio di funzionamento della tornitura CNC, sui tipi di macchine e operazioni CNC e sui vantaggi della tornitura CNC.
Che cos'è la tornitura CNC?
Tornitura CNC è un processo di produzione sottrattiva che coinvolge un pezzo rotante e una macchina utensile fissa che rimuove la materia dal diametro interno o dal diametro esterno del pezzo. Il processo di tornitura CNC produce tipicamente superfici cilindriche o coniche e avviene sul tornio CNC.
Tuttavia, ci sono torni CNC più recenti che hanno capacità di assi multipli. Le macchine CNC contemporanee dispongono di diversi centri di tornitura che consentono di tornire componenti non cilindrici.
I torni CNC generalmente ruotano il pezzo e utilizzano una torretta portautensili per portare l'utensile da taglio sul pezzo rotante. Il mandrino principale tiene saldamente il pezzo rotante. L'utensile da taglio può muoversi su più assi, pertanto la tornitura CNC può realizzare tutti i tipi di geometria.
Come fare I torni CNC funzionano?
Di seguito sono riportati i passaggi principali che spiegano come Tornio a controllo numerico lavori:
1. Produrre il modello CAD
È attraverso il software di progettazione assistita da computer (CAD) che viene generato il modello che l'operatore intende produrre. Segue la conversione del file CAD in un formato file adatto (DWG/DXF) e l'importazione dello stesso nel software CNC.
La produzione di un modello CAD può seguire diverse tecniche. Alcune persone preferiscono utilizzare tracciati di taglio vettoriali per tracciare un'immagine. Identificano la sagoma dell'immagine e la tracciano attorno, assicurando che tutte le caratteristiche principali vengano catturate. Una volta salvati nel file DXF, i dettagli possono quindi essere inviati al software CNC.
Un altro approccio è convertire l'immagine automaticamente. Per prima cosa scansiona l'immagine. Dopo averlo salvato in formato PDF, lo converti in un file DXF, pronto per l'importazione nel programma CNC.
Ottimizzazione del modello CAD
Esistono molti modi per ottimizzare la progettazione CAD. Ecco alcuni suggerimenti da tenere a mente:
Spessore della parete del modello
Fare attenzione a non creare il muro spessori sul modello troppo piccolo. Minore è lo spessore della parete, maggiore è la sensibilità alle vibrazioni. Le vibrazioni influenzeranno la qualità della superficie del prodotto finale anche con il miglior utensile da taglio a punta singola.
Angoli e bordi
Per quanto riguarda l’ angoli e bordi nella progettazione di parti complesse è opportuno considerare la dimensione dell'utensile da taglio. In caso contrario, la finitura superficiale non sarà della migliore qualità. Per un'ottima finitura superficiale, assicurarsi che i raggi degli angoli superino la cifra suggerita di almeno 1 mm.
Dimensioni delle cavità
La maggior parte delle operazioni di fresatura e tornitura CNC presentano limiti riguardo alla profondità di taglio possibile. Assicurarsi che la dimensione delle cavità sul modello non superi il diametro dell'utensile da taglio di più di quattro volte per salvaguardare le capacità del tornio.
2. Converti il modello CAD per la macchina CNC
La macchina CNC non riconosce il file del modello CAD così com'è. La maggior parte delle macchine CNC utilizza un linguaggio di programmazione non così avanzato basato su RS-274 o G-code. Il fatto che il linguaggio del tornio CNC non possa leggere il formato file DXF di Autodesk richiede questo passaggio.
Ma la conversione non è complicata. Esistono strumenti per convertire il file in un formato leggibile, ad esempio lo standard per lo scambio di dati di prodotto (STEP). Un altro strumento è la Specifica di scambio grafico iniziale (IGES).
Se hai bisogno del disegno tecnico CNC, questo è il punto in cui devi assicurarti che anche questo sia disponibile. Alcune misure non sono chiare dal modello, quindi è consigliabile avere a lato il disegno tecnico.
Il disegno tecnico è particolarmente essenziale se il modello presenta filettature, requisiti di tolleranza di straordinaria precisione e specifiche di finitura speciali.
Il macchinista potrebbe anche aver bisogno del disegno tecnico come riferimento.
3. Preparazione della fresatrice CNC
A questo punto, il modello è pronto per la riproduzione nel tornio o nella fresatrice CNC. Una volta ricevuto l'input dal resto del team, è il momento di rivolgere la tua attenzione al tornio/fresatrice. La macchina deve essere preparata prima che il processo di produzione possa iniziare.
Ciò vale se non si esternalizza la tornitura CNC e Servizio di fresatura CNC. Se esternalizzaste il servizio, basterebbe contattare diversi fornitori e scegliere l’offerta che vi convince di più.
Ora, per quanto riguarda la preparazione del tornio per la tornitura, vengono messi a fuoco diversi aspetti: il/i dispositivo/i per trattenere il pezzo, gli utensili da taglio, la torretta portautensili, l'assegnazione dei numeri degli utensili e la regolazione del programma e della macchina.
Ancora più importante, tutte le attività svolte sulla fresatrice CNC dovrebbero essere in linea con la politica organizzativa esistente e i requisiti di salute e sicurezza. Se sussistono potenziali difficoltà nell'utilizzo della macchina per rimuovere il materiale, richiedere l'assistenza necessaria per eseguire l'operazione Processo di tornitura CNC con successo e in sicurezza.
4. Avvio del processo di tornitura
Migliori Processo di lavorazione CNC segue più o meno i seguenti passaggi:
Impostazione del pezzo sul tornio
Selezione e montaggio della macchina utensile nel centro di tornitura
Programmazione del tornio tramite software CNC
Il pezzo ruota alla velocità di rotazione e alla velocità di avanzamento specificate
Sostituzione dell'utensile di tornitura con un utensile di finitura per ottenere una superficie liscia
Tipi di torni CNC
Le macchine CNC sono ancora fondamentali nelle operazioni di lavorazione, nonostante la crescente popolarità di centri di tornitura CNC. Le attività più comuni sul tornio CNC sono la tornitura diritta, la tornitura di contorni, la tornitura di forma, la filettatura e la tornitura conica.
Esaminiamo ora le diverse tipologie di centri di tornitura CNC e torni CNC basati su assi.
Centri di tornitura orizzontali
Nei centri di tornitura orizzontali, il mandrino che porta l'utensile di tornitura è montato parallelamente al pavimento. In altre parole, il mandrino e il contromandrino sono in posizione orizzontale in questo centro di tornitura CNC.
Centri di tornitura verticali
Questo centro di tornitura CNC ha il mandrino posizionato in posizione verticale. L'operazione di tornitura del pezzo viene eseguita dall'alto. In genere, la tavola nei centri di tornitura CNC avanzati si sposta sugli assi Y e X (in orizzontale), in modo da poter ottenere una lavorazione triassiale.
Torni orizzontali
Al posto del mandrino, il tornio orizzontale è dotato di un albero orizzontale. Il pergolato contiene una serie di teste. In questo modo, il tornio orizzontale può produrre un'ampia gamma di dimensioni e forme dei pezzi. Altrettanto importante è la forza di gravità che aiuta a mantenere la pulizia del pezzo durante il processo di lavorazione CNC.
Torni verticali
Il tornio verticale è meno complicato del tornio orizzontale. Posiziona il fuso lungo il piano verticale e in una posizione fissa. Il pezzo si muove lungo il piano verticale – movimento su e giù.
Sulla base di questa configurazione, il tornio verticale è più adatto per lamiere di grandi dimensioni e altri pezzi che devono essere lavorati su un solo lato utilizzando speciali utensili rotanti. Se esiste il rischio di cedimento del pezzo, è preferibile il tornio verticale rispetto al tornio orizzontale.
Tipi delle operazioni di tornitura CNC
Il tornio CNC può eseguire diverse operazioni di tornitura tra cui sfacciatura, tornitura, foratura e alesatura. Altri sono la filettatura, la scanalatura/troncatura e la zigrinatura. Vediamo queste operazioni più nel dettaglio:
Svolta
In questa operazione di tornio CNC, l'utensile da taglio a punto singolo si muove lungo il diametro del pezzo rotante con un movimento lineare. Il risultato di questa operazione è una parte cilindrica. Se posizionata ad angoli diversi, l'operazione di tornitura può produrre un'ampia gamma di forme.
Perforazione
L'operazione di foratura aiuta a realizzare un foro rotondo in un pezzo. Esistono due modi per ottenere questo risultato: utilizzando uno strumento motorizzato che fa ruotare la punta del trapano o ruotando il pezzo in lavorazione. Ricordarsi di applicare prima la punta centrale per evitare che si allontani.
Noioso
Le operazioni di noiatura in genere avvengono dopo le operazioni di perforazione. L'operatore utilizza uno strumento di tornitura a punto singolo per rimuovere materiale sul diametro interno e allargare il foro praticato.
Threading
La macchina CNC produce filettature elicoidali sul pezzo. Le officine meccaniche possono ottimizzare la capacità della macchina CNC di applicare cicli fissi con specifiche per parametri di filettatura come offset, dimensione e lunghezza della filettatura.
Scanalatura o troncatura
La scanalatura o la troncatura applicano un utensile da taglio affilato sul pezzo rotante per creare una cavità. La troncatura è applicabile quando l'operatore desidera svincolare un componente finito dal materiale grezzo. Nella scanalatura, l'operatore non rimuove l'intera parte dall'originale.
zigrinatura
La zigrinatura è la formazione di avvallamenti e creste sul pezzo per aumentare l'attrito superficiale del pezzo (per una migliore presa) e migliorare l'aspetto estetico del pezzo.
Un portagodroni, fissato saldamente al piano di lavoro, sostiene i godroni. La ruota zigrinata è posizionata perpendicolarmente all'asse centrale del pezzo. Mentre la zigrinatura trattiene il pezzo, i motivi sulle ruote vengono trasferiti sul pezzo in lavorazione.
Vantaggi della Tornitura CNC
La tornitura CNC è determinante nell’ambiente di produzione. Rivediamo alcuni dei vantaggi offerti dal processo rispetto alle alternative.
Precisione
La capacità della tornitura CNC di rispettare i requisiti di precisione e tolleranze strette rende l'operazione popolare in settori come quello militare, medico e aerospaziale. Queste industrie utilizzano spesso pezzi meccanici di precisione nei loro processi produttivi.
Anche l'industria manifatturiera convenzionale trova utile l'elevata precisione, anche quando si considera un aspetto come la quantità di materia prima che potrebbe andare persa a causa di imprecisioni.
Anche laddove il tornio CNC non soddisfa i requisiti di tolleranza estremamente ristretti di alcuni settori, esiste la possibilità di migliorare la precisione di queste macchine. Anche l'esternalizzazione dei lavori di tornitura CNC a specialisti è un'ottima soluzione per i requisiti di precisione.
Flessibilità
La flessibilità offerta dalla tornitura CNC è un vantaggio di cui un'azienda moderna può avvalersi. Il tornio può lavorare su un'ampia gamma di materiali tra cui metallo, plastica, legno e vetro. Non solo consente l'utilizzo di più strumenti ma anche di impostazioni diverse.
Grazie a questa versatilità, molte aziende scelgono la tornitura CNC per le proprie esigenze di produzione di pezzi. Esiste anche la possibilità di integrare il tornio CNC con altri utensili da taglio per ottenere risultati ancora più diversificati.
Sicurezza dei centri di tornitura CNC
La sicurezza dell'operatore CNC e di qualsiasi altro personale all'interno dell'officina meccanica è molto più elevata rispetto a quella in cui vengono utilizzate le opzioni di lavorazione tradizionali. Poiché la macchina è in gran parte controllata da computer, il livello di lavoro manuale richiesto è minimo.
Il ruolo del macchinista è solitamente solo quello di supervisionare tutto mentre la tornitura CNC ruota. Poiché le parti rotanti del tornio CNC sono generalmente ben coperte, le possibilità che i pezzi volino via e causino lesioni sono minime.
Risultati più rapidi
L'ambiente di marketing odierno è altamente competitivo, quindi anche la velocità di consegna dei prodotti ai clienti è importante. La tornitura CNC non solo è in grado di applicare velocità di tornitura elevate, ma è anche meno soggetta a errori. Con un tornio CNC è possibile fornire prodotti accurati più velocemente.
Coloro che operano in attività di produzione di massa ritengono che le capacità di tornitura e fresatura dell'opzione del centro di tornitura CNC siano essenziali per soddisfare la domanda elevata senza compromettere la qualità.
Conclusione
Ti stai chiedendo come produrre componenti per la tua azienda nel modo più conveniente, accurato e sicuro? La risposta sta nelle tecnologie CNC che includono i processi di fresatura e tornitura CNC. I pezzi torniti a CNC significano maggiori profitti per la tua attività perché hai un vantaggio competitivo.
Aria offre vari tipi di servizi di tornitura CNC per le vostre parti automobilistiche e altri componenti industriali. Possiamo collaborare con te e gestire le tue esigenze di produzione di parti personalizzate, ovvero la forma, le dimensioni desiderate e così via. Esamineremo attentamente i tipi di parti, le quantità e le considerazioni sul budget. Raccomanderemo quindi la migliore procedura di tornitura CNC su un centro di tornitura CNC avanzato.